涡电流

[拼音]：wodianliu

[外文]：eddy current

当金属块处在变化的磁场中或相对于磁场运动时，金属块内部产生感应电流。金属块中形成一圈圈的闭合电流线，类似流体中的涡旋，叫做涡电流，简称涡流。涡电流是法国物理学家J.B.L.傅科发现的，所以，也叫做傅科电流。对于大块的良导电体，由于电阻很小，涡电流强度可以很大。

涡电流在金属块内流动时，释放出大量的焦耳热。用交流线圈激发交变磁场，使放置在交变磁场中的金属块内产生涡电流而被加热，这叫做感应加热，它是感应电炉所依据的原理，用于加热、熔化及冶炼金属。感应加热的独特优点是无接触，可在真空容器内加热，因而可用于提纯半导体材料等工艺中。

在变压器、交流电机等交流设备的铁芯中，线圈中交变电流所引起的涡电流导致能量损耗，叫做涡流损耗。涡流发热对电器是有害的，故铁芯常用互相绝缘的薄片（薄片平面与磁力线平行）或细条（细条方向与磁力线平行）叠合而成，以减小涡流损耗。在无线电技术中、高频率范围内，常用铁粉或软磁性铁氧体作磁芯。

交变磁场在铁芯中引起涡电流时，如果涡电流所产生的交变磁场可以略去不计，则铁芯内每单位体积的平均涡流损耗功率 p_e与频率f的二次方、磁感应强度极大值B的二次方以及薄片的厚度t（或导线的半径r）的二次方均成正比。其计算公式（用国际单位制）为

，（线材）

，（片材）

其中ρ为电阻率。可见使用薄片或细条以及使用电阻率较大的材料可使涡流损耗大大降低。

当涡电流所产生的交变磁场不可忽略时，应考虑涡电流所引起的趋肤效应。

金属块中的涡电流将受到磁场的作用力。当金属块相对于磁场运动时，涡电流所受磁力总是反抗相对运动，即产生阻尼作用，叫做电磁阻尼，常用于制造电磁阻尼器及电磁制动器。在一些电磁仪表中，利用线圈的铝制框架中涡流的阻尼作用，使线圈较快地稳定在平衡位置上。在千瓦时计（即电度表）中，利用制动磁铁在铝盘中引起涡流，产生阻尼作用，以稳定转动线圈的转速。根据同一原理，当磁场旋转时，置于旋转磁场中的闭合导线或金属导体产生涡电流，所受的磁力反抗相对运动，从而跟随磁场旋转，但转速较旋转磁场略小。这就是感应式异步电动机的运转和磁式转速计测转速所依据的原理。在感应式继电器中，则用交变磁场在金属片中产生涡电流受另一交变磁场的磁力，以驱动金属片的运动。

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涡电流百科介绍

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