Вихревые токи. Токи  Фуко.

 

 

Собственно, впервые приписываются вихревые токи  французскому учёному Д.Ф Араго (1786—1853) в 1824 г. В опыте с вращением медного диска, расположенном на оси с магнитной стрелкой. За счёт вихревых токов диск стрелка тоже приходила во вращение. Это явление, названное явлением Араго, было объяснено несколько лет спустя M. Фарадеем с позиций открытого им закона электромагнитной индукции: вращаемое магнитное поле наводит в медном диске токи (вихревые), которые взаимодействуют с магнитной стрелкой. (1831г) Вихревые токи были подробно исследованы французским физиком Фуко (1819—1868) и названы его именем. Он открыл явление нагревания металлических тел, вращаемых в магнитном поле, и объяснил это вихревыми токами. Так нам говорят учебники, да и то неправильно, с опытом Араго. Вращение магнита так же вызывает вращение диска в его опыте.

 

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

В начало на лист изменений

 

 

 

 

Website Hit Counter
Free Web Counter