涡电流wodianliu

块状金属放在变化的磁场中或相对于稳恒磁场运动时，金属块内部产生的自行闭合的感应电流。简称涡流。涡电流是傅科在1855年发现的，他使金属圆盘在磁场中运动产生了涡电流。根据电磁感应原理，只要闭合电路中磁通量随时间变化，就会在电路中产生感应电动势，从而产生感应电流，所以涡流是电磁感应的结果。由于金属的电阻率很小，在大块金属中涡流可以有很大值。这样大的涡流可以产生很多热量，称为涡流的热效应；同时涡流还要受到磁场的作用力，称为涡流的磁效应。
利用涡流的热效应可以制成感应炉，用以冶炼金属。计算表明，涡流产生的热量与交流电频率的平方成正比，所以都用高频感应炉。但是电机、变压器等含有铁心的设备，这种热效应会带来害处，不仅在铁心中损耗能量（称为涡流损耗），降低设备的效率，而且它使铁心温度升高，危及线圈的绝缘，严重时会烧坏绝缘材料造成短路等故障，损坏设备。因此，要采取措施减少涡流损耗。例如采用硅钢片代替整块铁做铁心就是重要的措施。金属块在磁场中运动时，由于涡流的存在总要受到磁场的作用力（称为安培力），且安培力的方向总是与金属块的运动方向相反，这种效应称为电磁阻尼。在物理演示实验中的阻尼摆（又称傅科摆）便直观地反映了这种效应。图1是阻尼摆的示意图，A是一块铜板，可在电磁铁两极间摆动。若电磁铁不通电铜板摆动很多次才停止；若电磁铁通电，铜板则很快停止摆动。这种电磁阻尼现象是铜板中的涡流在磁场中受到安培力作用结果。若将A板换成形状一样但开了很多细缝的铜摆A′(如图2所示)，令其做同样摆动，发现电磁阻力大为减少，这是细缝切割涡流通路的结果。电磁阻尼在实际中应用很广。例如在一些电磁仪表中为了使指针迅速准确地读数，线圈常绕在封闭的铝框上，利用铝框随线圈在磁场中转动时产生的涡流在磁场中受安培力起阻尼作用。有的电学测量仪表中装有电磁阻尼器藉以使指针很快停在应指的位置。除仪表外，电磁阻尼作用还常用于电气机车的电磁制动器中。

图1

图2