Токи Фуко в пластине
Статья к заданиюТоки Фуко
Прочитайте текст и выполните задания.
Токи Фуко
Изменение магнитного потока производит индуцированное вихревое электрическое поле даже в пустом пространстве. Если металлическая пластина вставляется в это пространство, индуцированное электрическое поле приводит к появлению электрического тока в металле. Причём чем быстрее меняется магнитный поток, тем больше индуцированный ток.
Эти индуцированные токи называются вихревые токи или токи Фуко – в честь ученого Ж.Б.Л. Фуко, изучавшего эти токи. Первым же магнитное действие этих токов обнаружил французский ученый Д.Ф. Араго, проводивший в 1824 г. опыт с медным диском, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. В результате диск тоже начинал вращаться. Этот эффект стали называть в физике «явлением Араго».
Вредное действие вихревых токов связано с потерями энергии в сердечниках трансформаторов и генераторов из-за выделения большого количества тепла. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления и скорости изменения магнитного поля, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи Фуко могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.
С другой стороны, вихревые токи нашли применение для нагрева и плавки металлов в вакууме, для гашения (демпфирования) или предотвращения колебаний, возникающих в электроизмерительных приборах и других устройствах. Если под качающейся в горизонтальной плоскости магнитной стрелкой расположить массивную медную пластину, то возбуждаемые в медной пластине токи Фуко будут тормозить колебания стрелки.
Используя материал «Токи Фуко», определите, что произойдёт с медной пластиной, совершающей свободные колебания, если её отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью в пространство между полюсами постоянного магнита.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
1. Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Что произойдет, если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рисунок)?
| ||||||||||||||
|
Выберите один вариант.
1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Что возникает в металлической пластине при её движении в магнитном поле?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
При изменении магнитного потока в пластине возникают токи Фуко, направление которых препятствует изменению магнитного потока.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Токи Фуко создают силу, направленную против движения пластины. Механическая энергия переходит во внутреннюю, поэтому колебания резко затухают.