第九节  涡流

仔细观察发电机、电动机和变压器，可以看到它们的铁芯都不是整块金属，而是用许多薄的硅钢片叠合而成的，为什么要这样呢？

原来，把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内将产生感生电流。这种电流在金属块内自成闭合回路，很象水的旋涡，因此叫做涡电流，简称涡流。整块金属的电阻很小，所以涡流常常很强。

如图 2–30 所示，在块状铁芯上绕绝缘导线，当交流电通过导线时，穿过铁芯的磁通量不断变化，铁芯中就会产生如图中虚线所示的涡流。块状铁芯中的涡流很强，这将使铁芯大量发热，浪费大量的电能。因此用整块铁芯的电机和变压器，涡流损失很大，效率很低。

为了减少涡流损失，电机和变压器通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁芯，如图 2–31 所示。这样涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，从而使涡流损失大大降低。铁芯采用硅钢片，是因为这种钢比普通钢的电阻率大，可以进一步减少涡流损失。硅钢的涡流损失只有普通钢的 1/5 ~ 1/4。

在各种电机、变压器中，涡流是有害的，我们要采取各种办法来减弱它，但是涡流也是可以利用的，下面举两个例子。

图 2–32 是冶炼金属的高频感应炉的示意图，这种电炉就是利用涡流来熔化金属的，冶炼锅内装入被冶炼的金属，让高频交流电通过线圈，被冶炼的金属中就产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化。这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，因此适于冶炼特种合金和特种钢。

电学测量仪表要求指针的摆动很快停下来，以便可以迅速读出读数，我们在第一章讲的电流表的线圈要绕在铝框上，铝框就是起这个作用的，原来，当被测电流通过线圈时，线圈带动指针和铝框一起转动，铝框在磁场中转动时产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍它们的摆动，于是使指针很快地稳定指到读数位置上。

练习六

（1）如图 2–33 所示，A 是可以在电磁铁两磁极间摆动的铝片（或铜片）。电磁铁线围没有通电时，铝片可以摆动较长时间才停下来。电磁铁线圈通电时，铝片很快就会停下来。解释这个现象。

这种现象叫做电磁阻尼，在实际中有很多应用。课文中讲的，使电学测量仪表的指针很快地停下来，就是电磁阻尼的应用。电磁阻尼还常用于电气机车的电磁制动器中。

（2）如图 2–34 所示，把蹄形磁铁的两极靠近一个金属圆盘，但不接触。当磁铁绕轴转动时，圆盘也绕轴转动起来，解释这个现象。

这种现象叫做电磁驱动，在实际中也有很多应用，下一章要讲的感应电动机就是利用这个道理驱动的。家庭中用的电度表，汽车上用的电磁式速度表，也利用这种电磁驱动。

发布时间：2025/2/23 下午9:09:04  阅读次数：381