电涡流效应是指置于变化磁场中的块状金属导体或在磁场中作
切割磁力线的块状金属导体,则在此块状金属导体内将会产生旋涡状的
感应电流的现象。该旋涡状的感应电流称为电涡流,简称涡流。根据电涡流效应原理制成的传感器称为电涡流式传感器。利用
电涡流传感器可以实现对位移、材料厚度、金属
表面温度、应力、速度以及材料损伤等进行非接触式的
连续测量, 并且这种
测量方法具有灵敏度高、
频率响应范围宽、体积小等一系列优点。
假如铁芯(或导体)是
纯铁(
纯金属)的,则由于电阻很小,产生的涡电流很大,电流的热效应可以使铁(或金属)的温度达到很高,甚至是铁(或金属)的熔点,使铁熔化。
如图1所示,在一根导体外面绕上线圈,并让线圈通入交变电流,那么线圈就产生交变磁场。由于线圈中间的导体在圆周方向是可以等效成一圈圈的
闭合电路,闭合电路中的
磁通量在不断发生改变,所以在导体的圆周方向会产生
感应电动势和感应电流,电流的方向沿导体的圆周方向转圈,就像一圈圈的漩涡,所以这种在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为
涡流现象。
大块导体处在变化磁场中,或者相对于磁场运动时,在导体内部也会产生感应电流。这些感应电流在大块导体内的电流流线呈闭合的涡旋状,被称为
涡电流或涡流( eddy current )。由于大块金属的电阻很小,因此涡流可达非常大的强度。人们正是依据这个特点来考虑涡流的利用与防治。
若在金属
圆柱体上绕一线圈,当线圈中通入
交变电流时,金属圆柱体便处在交变磁场中。设想金属圆柱体由一系列不同半径的圆柱形
薄壳所构成,每层金属薄壳就是一个
闭合回路,在交变磁场中有感应电流流通。这些感应电流在金属圆柱体内汇集出强大的涡流,释放出大量的
焦耳热,可使金属自身熔化。这就是
高频感应炉 冶炼金属的原理。