Поле магнитное вокруг вихревой линии

Индукционный нагрев металлических изделий основан на использовании явлений электромагнитной индукции, теплового действия электрического тока и поверхностного эффекта. Нагрев изделий, подлежащих закалке, осуществляется при помощи специальной установки (рис. 26), которая состоит из следующих основных элементов генератора высокой частоты 1, электродвигателя 2, трансформатора 3, индуктора 4, батареи конденсаторов 6. Сущность закалки токами высокой частоты заключается в том, что изделие 5, подвергающееся закалке, помещается в индуктор 4 с таким расчетом, чтобы между ним и индуктором был воздушный зазор в 2—4 мм. Ток высокой частоты от машинного генератора поступает в индуктор. Вокруг индуктора создается переменное магнитное поле, под воздействием которого в закаливаемом изделии индуктируются вихревые токи. Благодаря явлению поверхностного эффекта максимальная плотность тока будет сосредоточена на поверхностном слое изделия. Толщина слоя, по которому идет ток максимальной плотности, называется глубиной проникновения тока. Под действием индукционного тока поверхностный слой изделия быстро нагревается до закалочных температур, а сердцевина изделия нагревается до температур, лежащих ниже линии Р8К, благодаря чему в ней не происходит никаких структурных превращений и изменений механических [c.47]

В качестве иллюстрации того, что поверхностные заряды могут не только вноситься в систему из источника, но и создаваться индуцированным вихревым полем, возьмем длинный цилиндр с радиальным разрезом, помещенный в однородное поле Яо (рис. 1.4). Потенциальное электрическое поле источника здесь отсутствует, однако в зоне разреза создаются наведенные электрические заряды с плотностью а. Эти заряды вызывают искривление пути вихревого тока i.2 вокруг разреза. Во внешней области (в воздухе) они создают потенциальное электрическое поле, линии напряженности которого начинаются на зарядах о+ и кончаются на а . Однако и здесь можно избежать совместного расчета электрического и магнитного полей, формулируя задачу как краевую относительно Я в металле (1.20) при известном значении функции на границе. Яр = Яо. [c.20]

Сущ,ность индукционного способа нагрева заключается в следующем при пропускании по проводнику 2 переменного электрического тока вокруг проводника создается круговое магнитное поле 1 (рис. 21). При размещении в переменном магнитном поле стальной заготовки она будет пересекать магнитные силовые линии и в ней возникнет электродвижущая сила, под влиянием которой создаются индукционные вихревые потоки, или токи Фуко. Эти токи циркулируют в заготовке и вызывают ее нагрев [c.48]

Работает катушка зажигания следующим образом. Когда по первичной обмотке протекает ток низкого напряжения, сердечник намагничивается и вокруг обмоток создается сильное магнитное поле. При размыкании контактов прерывателя ток в первичной обмотке прекращается, магнитное поле исчезает и пересекает витки вторичной обмотки, в которой благодаря быстрому исчезновению магнитного поля и большому количеству витков в это время индуктируется ток высокого напряжения, достигающий 20—24 тыс. В. При этом происходит также пересечение магнитными линиями витков первичной обмотки, в которой индуктируется электродвижущая сила самоиндукции до 300 В, и сердечника, в котором появляются вихревые токи, вызывающие его нагрев. Для уменьшения нагрева сердечник делают из отдельных стальных тонких пластин, изолированных друг от друга окалиной. [c.91]

Во второй половине XIX в. появилось учение о вихреном двин<с-нии жидкости, создателем которого справедливо считают Гельмгольца, указавшего в 1858 г. основные свойства вихрей в идеальной жидкости. Само понятие вихря и его интерпретация, как угловой скорости вращения жидкого элемента в целом, были даны раньше Коши в 1815 г. и Стоксом в 1847 г. возможность движения без потенциала скоростей была указана Эйлером еще в 1775 г. Теория вихрей имеет обширную литературу, в которой тесно переплетаются вопросы гидродинамики с аналогиями в области электричества и магнетизма. Магнитные линии вокруг электрического проводника эквивалентны линиям тока вокруг вихревой нити (теорема Био — Савара служит основой как для расчета движения жидкости вокруг вихревых линий, так и для расчета магнитного поля вокруг электрического тока). Теория вихрей сыграла большую роль в развитии динамики атмосферы, теории крыла самолета, теории пропеллера и корабельного винта и др. Об этих приложениях, получивших особенное развитие в работах русских ученых (Н. Е. Жуковского — по вихревой теории винта и А. А. Фридмана — по вихрям в атмосфере), будет упомяпуто в следующем параграфе. [c.26]

В этом параграфе мы рассмотрим возникновение конвекции в жидкости, равномерно вращающейся вокруг вертикальной оси. Влияние такого вращения на устойчивость во многих чертах оказывается сходным с обсуждавшимся в предыдущих параграфах влиянием магнитного поля. Причина этого сходства заключается в следующем. Прежде всего, возникающая во вращающейся жидкости кориолисова сила по своей структуое близка к магнитной силе, действующей на движущуюся в поле проводящую среду. Далее, имеется хорошо известная аналогия между поведением вихря скорости и магнитного поля в проводящей среде. Если отсутствуют диссипативные процессы (бесконечная электропроводность в магнитном случае или невязкая жидкость — в случае вращения), то имеет место полная вмо-роженность силовых линий магнитного поля или, соответственно, вихревых линий. Если проводимость конечна или вязкость отлична от нуля, то имеет место лишь частичная вморожен-ность в этом случае происходит диффузия магнитного поля (вихря). Указанное сходство ситуаций находит свое отражение в том, что по математической постановке задачи об устойчивости равновесия в магнитном поле и при вращении оказываются весьма близкими. Во многом сходны также и результаты и в том и в другом случае имеет место повышение устойчивости, и при определенных условиях появляется неустойчивость колебательного типа. [c.208]

Сравнивая (6.33) с (6,10 j можно выделить члены, привносимые электронами посредством плотности продольного электрического тока J. Видно также, что функция тока пропорциональна электрическому потенциалу. Левая часть уравнения (6.34) равна Е -компоненту электрического поля вдоль магнитного. Вихревые решения системы (6.33), (6.34) при = О называют конвективными ячейками. В ячейках происходит вращение плазмы вокруг силовых линий магнитного поля. В них Л = О, т.е. магнитное поле не возмущается, а функция тока Ф подчиняется уравнению d V Ф = 0. В [6.11] показано, что конвективные ячейки могут возбуждаться из-за параметрической неустойчивости монохроматической альфвеновской волны. Хорошо известны также покоящиеся вихревые решения, соответствующие так называемым магнитным островам. Им соответствует Ф = 0 и уравнение = [A,J], которое имеет решение в виде дорожки вихрей. [c.136]

Установка для магнитно-импульсной штамповки (рис. 16.60) состоит из источника энергии, высоковольтного зарядно-выпрямительного устройства 1, батареи конденсаторов С, коммутирующего устройства 2 и катушки индуктивности (индуктора) 3. При разряде электрической энергии, предварительно накопленной в батарее конденсаторов установки, на индукторе вокруг его токопроводных элементов образуется мощный импульс переменного магнитного поля. Применение импульсного магнитного поля для штамповки основано на использовании сил электромеханического взаимодействия между вихревыми токами, наведенными в стенке обрабатываемой детали при пересечении их силовыми линиями.магнитного поля, и самим импульсным полем, в результате чего возникают импульсные механические силы, деформирующие заготовку. Магнитное поле, заключенное между индуктором 3 и заготовкой 4, оказывает давление как на заготовку, так и на индуктор. На пути перемещения заготовки установлен технологический инструмент (матрица, пуансон), с помощью которого заготовке придается необходимая форма. [c.354]

Сущность вихретокового вида контроля состоит в измерении степени взаимодействия электромагнитного поля специального преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этим преобразователем в контролируемом изделии. Известно, что если по катушке индуктивности протекает переменный ток, то вокруг нее образуется электромагнитное поле. При внесении в это поле электропроводящего материала, в нем будут индуцироваться вихревые токи, протекающие по замкнутым круговым линиям (рис. 15.3, а). Наведенные вихревые токи создают вторичное электромагнитное поле, вектор магнитного потока которого будет направлен навстречу вектору возбуждающего поля. Взаимодействие первичного (возбуждающего) и втортчного полей порождает результирующее электромагнитное поле, которое несет информацию о показателе качества контролируемого изделия. [c.202]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...