Вихревые токи. Токи Фуко.
Собственно, впервые приписываются вихревые токи
французскому учёному Д.Ф Араго (1786—1853) в
Надо отметить, что Фуко обнаружил только
нагревание при вращении в магнитном поле. Это и есть эффект Фуко. Никаких
вихревых токов Фуко не исследовал и исследовать не мог, так как до сих пор нет
предмета для исследования и никаких токов не обнаружено. Это всего лишь
гипотеза Ампера о молекулярных токах и его теорема. Теорема Ампера. И как результат
опять же ничем неподтвержденная гипотеза о круговом токе вращающегося вокруг
ядра атома электрона как элементарного тока – детище в первую очередь
Лоренца, ну и Эйнштейна. http://fatyf.aiq.ru/einstein-de-haase-effect.htm
Сам Фарадей никаких гипотез о
вихревых токах не выдвигал.
В частности в опыте Араго
никакого вращения магнитного поля вообще не происходит, а происходит
вращение материала пластины вместе с пронизывающим ее магнитным потоком
да еще с двух полюсов сразу.
Причем, над вращающимся магнитом никаких токов в
неподвижной пластине Фарадеем не обнаружено. Для этого необходимо как наипервейшее условие – изменение магнитного
потока. То есть не вращательное движение магнита, а поступательное
или вращательное пластины или чисто возвратно-поступательное магнита.
Заметим, что это немаловажное различие в формулировке
явления.
Второе замечание, тока с проводника снять не
получается если не замкнуть вполне определенные точки движущейся пластины.
См. Михаил Фарадей, Экспериментальные исследования по
электричеству. Том 1,2. - М.-Л.: Изд АН СССР, 1951
Например:
1.
2.
3.
1. Вдвигание
пластины между полюсами подковообразного магнита (красная метка) и движение в
обратную сторону при различном креплении скользящего контакта вызывает
показанные на рисунке направления токов от минуса к плюсу.
2. Смена местами полюсов
магнита во всех случаях изменяет направления токов.
3. Продольное (поворот на
90 градусов) движение токов не вызывает.
Стрелки – направление
движения пластины между полюсами магнита.
Все опыты Фарадея и основываются на том, что в
различных точках съема тока появляются различные пары разниц
потенциалов и для этого необходимо накоротко через гальванометр замкнуть эти
точки (в данном случае контакты скользящие). А это в свою очередь ничего не
напоминает наличия каких-либо вихревых токов, а представляет собой обычный
линейный ток по замкнутому контуру, от минуса к плюсу. И как показал Ампер в
своих опытах именно такой ток по замкнутому контуру и его отрезку и оказывает
притягивающее или отталкивающее действие. Что не совсем верно---на контуры с
разными по направлению токами действует
не отталкивающая сила, а рычаг, переворачивающая контуры или один из них
незакрепленный до совпадения векторов их магнитной индукции. Мало того контуры
разных диаметров втягиваются друг в
друга до полного совпадения и направления токов в них…
Получается, что надо искусственно замыкать,
чтобы получить ток. А как мы знаем, в монолитной пластине искусственно
внутри ничего замкнуть не получается и так все напрочь замкнуто. А
следовательно и тока никакого нет, только предпосылки в виде взаимодействия
движущихся атомов в магнитном потоке.
Вопрос возникает интересный. Если атомы в
неподвижной пластине практически не взаимодействуют с магнитом (заметных токов
нет при искусственном замыкании), то в двигающейся пластине мгновенно
обнаруживается наличие разницы потенциалов и она зависит от направления
движения и места съема тока. То есть ток возникает только при движении
атома или изменении магнитного потока. И наоборот.
И это классика. А логика теперь подсказывает,
что происходят некие изменения с атомами, которые сами при движении в магнитном
поле повышают свой электрический потенциал. Либо притягивают в местах
магнитного потока те самые якобы свободные электроны. А это вряд ли, так
как в опыте Араго явно показывается притяжение
таких точек концентрации к полюсам магнита, а ток по Амперу выталкивается в
сторону от полюсов, да и по Лоренцу электрон выталкивается.
А отсюда вывод никаких токов нет, а есть магнитное
взаимодействие.
Ток появляется, если сделать искусственное замыкание и
только тогда будет выполняться закон Ампера - выталкивание
проводника из магнитного потока! А закон сам неверен, не просто выталкивается
проводник, а с переворотом.
Теперь посмотрим на обычный трансформатор.
Изменяющийся Ток одной обмотки порождает в сердечнике изменяющийся магнитный
поток. Магнитный поток в сердечнике порождает ток во вторичной обмотке. А
теперь подумаем, как ток может породить вихревой ток в сердечнике?
Он может породить только замкнутый или незамкнутый
магнитный поток.
А уже изменяющийся магнитный поток порождает ток
электрический. Это правило электромагнитной индукции.
И тут нюансик. Про который
никто в теории не упоминает…сердечник то проводник, хоть и плохой, но
проводник. И значит в нем наводится индукционный замкнутый ток. Либо если
сердечник не замкнут, то в частях его возникают колебания тока, как в антенне. А сердечник ш-образный
конструктивно исполняют с диэлектрической прокладкой, чтоб как раз убрать
наведенный ток, что сильно не сказывается на трясучке сердечника, то сильно
сказывается на уменьшении его нагрева.
Вот и выходит, что представленная схема является
неверной.
Надо посмотреть на опыты Эрстеда http://fatyf.aiq.ru/Erstead.htm
Что же происходит с в сердечнике и от чего он греется.
Считалось от вихревых токов кольцевых и замкнутых.
В связи жутким нагревом стали изготовлять сердечники
из тонких листов, мало того делать такие сердечники ш-образными.
Изобретение Эдисона!!!!
Причем полагалось изолировать закрывающую часть
диэлектрической прокладкой, а также рекомендовалось изолировать и листы друг от
друга. Что интересно, греться стало немного меньше. Зато трясти меньше не
стало. Это особенно заметно на холостом ходе, когда потери на тряску
максимальны вместе с возвратом части энергии с покореженной синусоидой обратно
в сеть.
А греются они от банального индукционного
переменного тока, чем выше частота, тем больше нагрев. И только. Заметим, что
это происходит только с переменным током. С импульсным этого не происходит,
оттого и так быстро вошли в обиход импульсные трансформаторы!!!
Так почему пластины и изоляция все-таки уменьшали
нагрев?
Получилось искусственное разбиение доменных структур,
которые взаимодействуют в монолитном сердечнике гораздо сильней. Был
ликвидирован замкнутый индукционный ток в сердечнике. Искусственное создание
тонкими листами искусственной доменной структуры привело к уменьшению междоменных стенок, в которых и индуцируется ток.
Таким образом, можно с уверенность утверждать, что вихревых
токов Фуко нет как таковых и все надо объяснять более тонко.
В общих словах: магнитный поток вызывает
увеличение электрического потенциала у атомов. Движение этих атомов в магнитном
потоке, участие большего их количества в процессе. Второй способ это изменение
самого магнитного потока. В обоих случаях в местах отсутствия магнитного потока
потенциал меньше и создание искусственного соединения таких мест приводит к
возникновению заметного электрического тока.
Объяснение опыта Араго
последует при рассмотрении опытов Фарадея.
Фатьянов А.В. Спб