涡流的应用.ppt

1、涡流应用,张捷怡0710321,什么是涡流？,电磁感应作用在导体内部感生的电流。又称为傅科电流。导体在磁场中运动，或者导体静止但有着随时间变化的磁场，或者两种情况同时出现，都可以造成磁力线与导体的相对切割。按照电磁感应定律，在导体中就产生感应电动势，从而驱动电流。这样引起的电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁通的分布而不同，其路径往往有如水中的漩涡，因此称为涡流。,涡流损耗,导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。涡流损耗的计算需根据导体中的电磁场的方程式

2、，结合具体问题的上述诸因素进行。 大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中，都要产生感应电动势，形成涡流，引起较大的涡流损耗。为减少涡流损耗，常将铁心用许多铁磁导体薄片(例如硅钢片)叠成，这些薄片表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁通穿过薄片的狭窄截面时，涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过，这些回路中的净电动势较小，回路的长度较大，再由于这种薄片材料的电阻率大，这样就可以显著地减小涡流损耗。所以，交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。,涡流应用,利用涡流作用可以做成一些感应加热的设备 涡流检测,电磁炉：,它的加热工作主要由一个电磁炉底座以及一个高磁导性的锅构成。工作原理：电磁炉的内部有许多环形

3、线圈，这些线圈在通上交流电后会产生交变电磁场。我们国内的交流电的频率是50Hz，这个频率相对来说比较低，产生的交变电磁场的变化频率不够，因而通常电磁炉内部会把它升到15 30KHZ的高频电流（先变成直流，再把直流变成高频交流，这里损耗了一定能量）。电磁炉就给出了一个高频的交变电磁场。而这个高频的交变电磁场也就产 生了很强的感应电动势或说是感应电压。当这个这个电磁场的磁力线通过电磁炉上面放着的磁导性的锅子时，这个感应电动势就作用于锅中的电子，让其产生涡流。 这种涡流与金属本身具有的电阻“摩擦”就产生了热量。这样这个锅就开始变热，也就有了加热功能。讲穿了就是，我们通过电磁炉产生了一个高频的变化磁场

4、，磁导性的锅子放在这个磁场上里面的电子就会产生涡流，因而使锅产生热量。再通过热传导传递到被加热物体。,微波炉：,微 波是一种频率为 300MHZ300GHZ 的电磁波，（波长11000mm）它的波长很短，具有可见光的性质，沿直线传播。微波在遇到金属材料时能反射，遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料可以穿 透，在遇到含有水分的蛋白 质、脂肪等介质可被吸收，并将微波的电磁能量变为热能。由于微波的频率较高，它的传输需要用高导电率的 波导管来传输。 被加热的介质一般可分为 无极性分子电介质和有极性分子电介质 。有极性分子在没有外加电场时不显示极性。如果将这种介质放在外加电场中，每个极性分子会沿着电场力的方向

5、形成有序排列，并在电介质表面会感应出相反的电 荷，这一过程称为极化。外加电场越强，极化作用也越强。当外加电场改变方向时，极性分子也随之以相反的方向形成有序排列。若外加的是交变电场和磁场，极性 分子将被反复交变磁化，交变电场的频率越高，极性分子反复转向的极化也就越快。此时，分子热运动的动能增大，也就是热量增加，食物的温度也随之升高，便完 成了电磁能向热能的转换。家用微波炉的频率是2450MHz ，电场方向每秒钟变化24.5 亿次，其生成的热量之大是可想而知的。微波炉是用微波来烹调食物的，它是由一种电子真空管磁控管，产生2450MHz 的超短波电磁波，通过微波传导元件波导管，发射到炉内各处，通过发

6、射、传导、被食物吸收，引起食物内的极性分子（如水、脂肪、蛋白质、糖等）以每秒 24.5 亿次的极高速振动并由振动所引起的摩擦使食物内部产生高热，将食物烹熟,涡流检测：,涡流检测适用于导电材料探伤，常见的金属材料可分为两大类：非铁磁性材料和铁磁性材料。后者为铜、铝、钛及其合金和奥氏体不锈钢；前者为钢、铁及其合金。它们的本质差别是材质磁导率约为1或远大于1。在发电厂，除復水器等少量管道使用铜、钛、奥氏体不锈钢非铁磁性材料外，大量管道都采用钢管等铁磁性材料，典型的应用有省煤器、水冷壁等。 常规涡流探伤应用于非铁磁性管子，已是非常成熟的技术，它不单能探测出缺陷，并可以利用阻抗平面技术分析出缺陷所在的位置与深度。,新型技术：脉冲涡流检测,原理： 脉冲涡流通常是以一定占空比的方波作为激励信号施加于初级线圈，当载有方波电信号的初级线圈接近导电材料或试件时，在导体中感应产生瞬变的涡流和再生磁场。瞬时涡流的大小、衰减状况与导体的电磁特性、几何形状及耦合状况相关，次级线圈（或电磁传感器）接