. (6.11)

Сопротивление цепи тем меньше, чем больше удельная проводимость материала и больше размеры проводника. В массивных проводникахмало и вихревые токи могут достигать большой величины.

В соответствии с законом Джоуля-Ленца протекание вихревых токов сопровождается выделением теплоты и нагреванием проводников.

Нагревание проводников вихревыми токами используют в индукционных печах для плавления металлов и сплавов, для прокаливания металлов в вакууме. Магнитное поле создается переменным током высокой частоты.

В электродвигателях и трансформаторах вихревые токи приводят к значительным потерям мощности. Поэтому сердечники трансформаторов, магнитные цепи электрических машин набираются из тонких листов железа; они изолированы друг от друга окалиной или лаком, и их сопротивление в направлении протекания тока велико.

При работе на частотах 10 кГц ÷ 100 МГц сердечники дросселей, катушек индуктивности изготавливают из магнитодиэлектриков и ферритов (Me_xFe_y0_z), имеющих большое электрическое сопротивление.

Вихревые токи возникают при движении проводников в неоднородном магнитном поле. В этом случае на проводник со стороны магнитного поля будут действовать силы Ампера, тормозящие движение проводника. Это явление используют для демпфирования (гашения колебаний) подвижных частей электроизмерительных приборов.

6.4. Явление самоиндукции. Э.Д.С. Самоиндукции. Индуктивность

Рассмотрим случай, когда магнитный поток сквозь контур создается током, текущим в самом контуре. Если ток в контуре изменяется, то будет изменяться и магнитный поток. В контуре возникнет э.д.с. индукции и дополнительный индукционный ток. Это явление называется явлением самоиндукции, а возникающая э.д.с. - э.д.с. самоиндукции.

Если в проводящем контуре течет ток, то магнитная индукция поля, создаваемого этим током, будет пропорциональна силе тока (~), полный магнитный поток, пронизывающий контур, также будет пропорционален току:

. (6.12)

Коэффициент пропорциональности называется индуктивностью контура. Физический смысл её заключается в следующем:индуктивность контура численно равна магнитному потоку сквозь этот контур при единичной силе тока в нём. Единицей индуктивности в системе СИ является генри (Гн); . Индуктивность контура зависит от его формы, размеров и свойств окружающей среды. Если контур жесткий и магнитные свойства среды не изменяются, то индуктивность – величина постоянная.

Предполагая, что , и используя закон электромагнитной индукции, для э.д.с. самоиндукции получим:

. (6.13)

6.5. Явление взаимной индукции. Взаимная индуктивность. Трансформаторы

Возьмём два контура, расположенных близко друг к другу (рис. 6.3). В первом контуре течёт ток , он создаёт через второй контур полный магнитный поток

. (6.14)

При изменении тока во втором контуре индуцируется э.д.с.

. (6.15)

Аналогично, если изменяется ток во втором контуре , то в первом контуре индуцируется э.д.с.

. (6.16)

Эти два контура называются связанными.

Явление возникновения э.д.с. в одном из связанных контуров при изменении силы тока в другом называется взаимной индукцией.

Коэффициенты пропорциональности и называют взаимной индуктивностью контуров 1 и 2. Если контуры находятся в неферромагнитной среде, то =. Взаимная индуктивность зависит от формы, размеров и взаимного расположения контуров и от магнитной проницаемости окружающей среды.