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.narod.ru/einstein-de-haase-effect.htm
Сам
Фарадей никаких гиподез 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 сьема 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.
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 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!
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.
Вот и выходит, что
представленная схема является неверной.
Надо посмотреть на опыты Эрстеда
http://fatyf.narod.ru/Erstead.htm
Что же происходит с в
сердечнике и отчего 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.
А греются они от банального перемагничивания, 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.
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.