Индукционный нагрев металла
Мақала тапсырмағаТоки Фуко
Прочитайте текст и выполните тапсырмалар.
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 общий текст «Токи Фуко» и рисунок, определите, какие утверждения о направлениях токов, электрического и магнитного полей в индукционной плавильной печи являются верными. Ток в спирали электромагнита, обозначенный стрелкой 1, возрастает.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| 3. Тепловое действие индуцированного тока породило поиски устройств бесконтактного нагрева металлов. Первые опыты по нагреву стали с использованием индукционного тока были сделаны Е. Колби в США. Первая успешно работающая индукционная печь для плавки стали была построена в 1900 г. в Швеции. Российской электротехнологической компанией разработан ряд индукционных печей для скоростных плавок чёрных и цветных металлов, отвечающих современным требованиям металлургического и литейного производства.
На рисунке представлен принцип работы плавильной печи: металлическая деталь помещается в середину электромагнита, в котором протекает ток. В данный момент в спирали электромагнита протекает ток, обозначенный стрелкой 1, который возрастает.
Выберите все верные утверждения.
| |||||||||||||||||
|
Барлық сәйкес келетін нұсқаларды таңдаңыз — банкте олар әдетте екі немесе үш болады.
1Мягкая — с чего смотретьдеңгей 1 из 3
Какие токи возникают в металлической детали при изменении магнитного потока?
2Жетекші — қандай сандарды есептеудеңгей 2 из 3
Стрелка 2 расположена в металлическом образце и показывает направление вихревого тока. Магнитное поле катушки направлено вдоль её оси.
3Тікелей — іс жүзінде шешімдеңгей 3 из 3
Верны утверждения 1 и 4: стрелка 2 показывает ток Фуко в детали, а стрелка 3 — магнитное поле, создаваемое током катушки.