什么是涡流（Eddy Current）？
嘉达磁铁生产厂家2019-01-28 11:42
涡流（Eddy Current）是在导体中循环的电流，就像水流中的涡流。它们是由垂直于磁场平面的闭合回路中的磁场变化和流动引起的。它们可以在导体穿过磁场时产生，也可以在静止导体周围的磁场发生变化时产生，即任何导致导体在磁场强度或方向上发生变化的东西都可以产生涡流。涡流的大小与磁场的大小、线圈的面积和磁通量的变化率成正比，与导体的电阻率成反比。
就像流过导体的任何电流一样，涡流也会产生它自己的磁场。楞次定律指出，磁感应电流的方向，就像涡流一样，会使产生的磁场与产生它的磁场的变化相反。这种由相反磁场产生的阻力在涡流制动中得到利用，涡流制动通常被用作停止旋转电动工具和过山车的一种方法。
在下面的图中，导电金属薄片(例如，代表移动的过山车或电动工具)经过一个固定磁铁。当薄板经过磁铁的左边缘时，它会感觉到磁场强度的增加，从而产生逆时针涡流。这些电流产生它们自己的磁场，根据楞次定律，方向是向上的，即与外部磁场相反，产生磁阻。在磁体的另一端，薄片将离开磁场，磁场的变化将是相反的方向，从而产生顺时针涡流，然后产生一个向下作用的磁场。这将吸引外部磁铁，也产生阻力。这些拖曳力使移动的薄板减速，提供刹车。一个电磁铁可以用作外部磁铁，这意味着有可能通过调整通过电磁铁线圈的电流来改变制动的强度。涡流制动的优点是不接触，因此不会产生机械磨损。然而，涡流制动不适合低速制动，由于导体必须运动，涡流制动无法将物体保持在固定位置。因此，通常还需要使用传统的摩擦制动器。
涡流最早是在1824年由科学家、后来的法国总理弗朗索瓦·阿拉戈(Francois Arago)观测到的。他意识到将大多数导电物体磁化是可能的，他是第一个见证旋转磁性的人。十年后，海因里希·伦茨(Heinrich Lenz)提出了楞次定律，但直到1855年，法国物理学家莱昂·福柯(Leon Foucault)才正式发现涡流。他发现，当铜盘的边缘被放置在磁铁(如马蹄形磁铁)的两极之间时，旋转铜盘所需的力会增大，而铜盘会被感应涡流加热。加热效应来源于电能向热能的转化，用于一些炊具、焊工等感应加热装置。
导体中涡流所感受到的阻力引起焦耳热，产生的热量与电流的平方成正比。然而，对于电机、发电机和变压器等应用，这种热量被认为是浪费的能量，因此涡流需要最小化。这可以通过对这些设备的金属芯层加压来实现，其中每个芯由多个绝缘金属薄片组成。这在许多单独的磁路中将磁芯分开，并限制涡流通过磁芯的流动，减少了焦耳加热产生的热量。
涡流也可以通过导体上的裂纹或裂缝，这些裂缝会破坏电路，阻止电流回路的循环。这意味着涡流可以用来检测材料中的缺陷。这被称为无损检测，常用于飞机上。测量了涡流产生的磁场，磁场的变化表明存在不规则；缺陷会减小涡流的大小，从而减小磁场强度。涡流的另一个应用是磁悬浮。导体暴露在变化的磁场中，磁场在导体内部产生涡流，产生排斥性磁场，将磁铁和导体分开。这种交变磁场可以是由于磁铁和导体之间的相对运动(通常磁铁是静止的，导体是运动的)，也可以是由于施加了一个改变电流以改变磁场强度的电磁铁。
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