ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Кольцевой, или катушечный эффект из "Сварка металлов при высокочастотном нагреве " Возьмем соленоид, внутренний радиус которого будет Rl. Пусть соленоид навит проводником прямоугольного- сечения и имеет бесконечную длину. Витки соленоида изолированы друг от друга бесконечно тонким слоем изоляции. [c.15] Толщину витков в радиальном направлении сделаем равной бесконечности (фиг. 10). Пропустим по соленоиду переменный ток с частотою/. Оказывается, что ток будет протекать в витках лишь по тонкому слою на внутренней поверхности соленоида (на поверхности радиуса / 1). [c.15] При заданной частоте тока и свойствах материала соленоида концентрация тока тем больше, чем меньше радиус 1. В пределе при 1 = О ток протекает по бесконечно тонкому слою, лежащему на поверхности радиуса / 1. [c.16] В кольцо или соленоид, носит к а т у 1п е ч и о г о, эффекта. [c.16] Если ток проходит по кольцу из проводника кругового сечения (фиг. 12), то ток также концентрируется на поверхности малого радиуса. [c.16] В случае проводника, сложным образом изогнутого, ток концентрируется на вогнутых поверхностях и рассредоточивается на выпуклых. Чем меньше радиус кривизны вогнутой поверхности, тем больше концентрация тока на поверхности. [c.16] Использование поверхностного эффекта, эффекта близости и кольцевого в ряде случаев дает возможность нагрева поверхностей изделий под сварку. [c.16] Поместим проводящую пластину в переменное магнитное поле соленоида, питаемого переменным током частотой / гц (фиг. 13). [c.17] В пластине будут наведены э. д. с. индукции, которые вызовут протекание токов в пластине. Эги токи носят название вихревых токов. Вихревые токи являются замкнутыми. [c.17] В сергдине пластины (г = 0) напряженность поля (а значит, плотность тока) равна нулю. На поверхности же пластины (г = = а) амплитуда равна Е . [c.17] Эффект протекания вихревых токов главным образом по поверхностным слоям пластины носит название магнитного поверхностного эффекта. Магнитный поверхностный эффект выражен тем сильнее, чем больше параметр 2, где А по-прежнему глубина проникновения тока. При заданных свойствах материала пластины (р. и у) поверхностный эффект тем сильнее, чем больше толщина пластины 2а и чем выше частота изменений тока. [c.17] Магнитный поверхностный эффект будет иметь место и в проводящем цилиндре радиуса о. помещенном в магнитном поле соленоида так, чтобы направление напряженности магнитного поля Н соленоида было параллельно оси цилиндра (фиг. 15). [c.17] Магнитный поверхностный эффект имеет место в массивных проводящих телах любой формы, но при сложной форме тел и проявления эффекта будут более сложными. [c.20] на фиг. 17 показано протекание вихревых токов по поверхности массивной проводящей пластины при расположении над ней провода, несущего переменный ток. Путь тока в пластине является зеркальным изображением тока в проводе. Наконец, следует указать, что при протекании вихревых токов, наведенных в массивном проводящем теле, эффекты близости и кольцевой имеют место при рассмотрении лишь одних наведенных токов. [c.20] В предыдущих параграфах были рассмотрены эффекты, связанные с протеканием переменных токов. При этом была рассмотрена главным образом качественная сторона явлений. Формулы были приведены лишь для подтверждения некоторых положений. [c.21] Для расчетов нагревательных устройств нужны будут количественные связи между физическими величинами. Установим эти связи. Начнем с наиболее простого случая. Рассмотрим электромагнитное поле в полубесконечной среде с постоянной магнитной проницаемостью и постоянной же удельной электропроводностью V-Среда с одной стороны ограничена плоской поверхностью, через которую в нее проникает электромагнитное поле. Векторы напряженности электрического и магнитного полей перпендикулярны друг другу и лежат в плоскостях, параллельных поверхности среды. Электромагнитное поле распространяется в направлении г, перпендикулярном поверхности среды. При постоянстве характеристик среды ( 1 и у) амплитуда напряженности электрического поля (а значит, и плотности тока) убывает по мере проникновения в среду по закону экспоненты. [c.21] Если брать в а м у в омм А в л, то активная мощность будет определена в вт/м . В качестве примера рассчитаем активную мощность для двух параллельных шин (см. фиг. 6), по которым течет переменный ток с действующим значением I. [c.21] Очевидно, что при такой мощности кромки шин будут весьма быстро оплавлены. [c.22] Таким образом, формулы, описывающие электромагнитное поле в полубесконечной проводящей среде при постоянстве характеристик среды, довольно просты и дают возможность произвести расчеты мощностей, если задана напряженность магнитного поля на поверхности. [c.22] Напряженность же магнитного поля на поверхности легко может быть связана с током в индукторе — при индукционное нагреве или с силой тока в детали — при кондукционном нагреве. [c.22] Вернуться к основной статье