қ
58
∑
ҚАБАТ – ҚЫСЫМ
582
583
Құйынға
циклон, тромб, шаң-тозаңды құйын,
түтік тәріздес алып құйындар
(бұл құйын АҚШ-та т о р н а д а деп аталған) жатады.
ҚҰЙЫНДЫ ҚОЗҒАЛЫС – сұйықтың не газдың ұсақ бөліктері (бөлшектері)
ілгерілемелі орын алмастырумен қатар белгілі бір лездік осьтің маңайында айналыс
жасайтын қозғалысы. Табиғатта кездесетін немесе техникада да жасанды әдіспен
жүзеге асырылатын сұйық пен газ ағынының көпшілігі құйынды қозғалыс болып
табылады. Мысалы, құбырдағы су ағысындағы (қозғалысында) л а м и н а л а р л
ы қ ағыста да, т у р б у л е н т т і к ағыста да құйынды қозғалыс орын алады.
Қарапайым кіші көлемдердің айналуының себебі – сұйықтың құбыр қабырғасына
жабысуы салдарынан осы тұстағы сұйықтың ағысы нөлге тең болады, ал құбыр
қабырғасынан қашықтай бастағанда сұйықтың көрші қабатындағы жылдамдық
біртіндеп арта түсетін болады. Осының салдарынан бір қабаттың тежелуі, екінші
қабаттың үдетілуі салдарынан ұсақ бөліктер айналып құйынды қозғалыс пайда
болады. Құйынды қозғалыстарға: атмосферадағы ауаның құйындары, көп жағдайда
өте үлкен көлемді (өлшемді) болатын құйындар мен циклондарды, өзен көпірі
бағандарының артында пайда болатын су ағысының құйыны; өзендерде пайда
болатын воронка тәрізді су иірімдері мен су апандарын жатқызуға болады.
Құйынды қозғалыстардағы бөлшектердің айналуын сан жүзінде сипаттайтын
шама бұрыштық жылдамдық векторы
(ω) болып табылады. ω векторы ортаның
берілген нүктедегі құйыны деп аталған.
Егер ағынның белгілі бір аймағында ω = 0
болса, онда бұл аймақтағы сұйық ағыны
құйынсыз қозғалады. Сұйық (не газ)
ішінде айналатын бөлшектер құйынды апандарды
(құдықтарды) не жекеленген қабаттарды түзеді.
Сұйық ішіндегі құйынды апанның басы да, соңы
да болмайды. Ол тұйық пішіндес болады (құйында
сақина), оның басы мен соңы сұйықтың шекарасында
орналасады.
Құйын әсерінен сұйық ішінде қосымша жылдамдық
пайда болады. Сұйықтағы құйын жүйелері бір-
бірінің қозғалысына әсерін тигізеді. Мысалы, ша-
малары бірдей, ал қарқындылығының (Г) бағыты
қарама-қарсы екі құйын (2-сызба) өзараәсерлесудің
2-сызба. Екі жазық құйын-
ның бір-біріне әсер ететін
жылдамдықтары.
1-сызба. Құйынды түтіктер
қ
58
∑
ҚАБАТ – ҚЫСЫМ
582
583
нәтижесінде бірін-бірі шамалары бірдей болатын
және бір жаққа қарай бағытталған υ жылдамдықпен
қозғалтады, яғни ілгерілемелі қозғалады, ал абсо-
лют шамасы мен қарқындылығы бірдей екі құйын
бір-бірімен әсерлескенде, олар арақашықтығының
ортасы арқылы өтетін ось маңайында айналады. Егер
екі құйынды сақинаның (3-сызба) ортақ осі болса
және айналуы бағыттас болса, онда соңғы сақинаның
диаметрі ұлғаяды да, жылдамдығы баяулайды. Сол
кезде соңғы сақина диаметрін кішірейте отырып, алдыңғы сақинаның қуысы
арқылы ілгері өтеді, яғни олар өзара орын алмастырады, барлық үрдіс (процесс)
қайталана басталады.
Кез келген тұтқыр сұйықта үйкеліс күші әсер етеді. Мұның салдарынан құйын
өзінің қарқындылығын кемітіп бірте-бірте өше бастайды. Ал судың, әсіресе
ауаның тұтқырлығы аз болғандықтан, олардағы құйын ұзаққа созылады. Мысалы,
кейбір құйындар орасан алыс қашықтыққа жетеді. Тұтқырлығы жоқ ортада (идеал
сұйықта) құйын пайда бола алмайды, егер де ол пайда бола қалса, онда ол өшпес
те еді. Тұтқырлығы аз ортадағы (су, ауа) құйынды қозғалыс тұтқырлығы күштірек
байқалатын аймақта ағатын дене бетінің маңындағы күшті құйындатылған
орта – шекаралық қабатта байқалады. Шекаралық қабаттағы құйындар ағатын
дене бетінен орағытып аға отырып, дененің соңында әртүрлі пішінді түзілістер
(құйынды қабаттар, құйынды жолақтар) тудырады. Дене қозғалғанда пайда бо-
латын құйындар – денеге әсер ететін көтергіш
күш пен маңдайлық кедергі күшінің едәуір
бөлігін құрайды. Сондықтан құйынды қозғалыс
ұшақ қанаттарын, ауа винттерін, турбина
қалақшаларын, т.б. жобалауда ескеріледі.
ҚҰЙЫНДЫ ТОКТАР, Ф у к о т о г ы –
қомақты өткізгіштерді қиып өтетін магнит
ағынының өзгеруі кезінде әлгі денеде пайда
болатын тұйық электр токтары. Құйынды токтар
индукциялық ток болып табылады. Сондықтан
құйынды токтар өткізгіш дене айнымалы
өрісте тыныш тұрған кезде немесе осы дене
тұрақты өрісте қозғалатын кезде пайда болады.
Құйынды токтар құйын тәрізді контур жасап
3-сызба. Құйынды сақиналар-
дың өзара әсері.
1-сызба. Айнымалы ток (І) тізбегіне
қосылған орам өзекшесіндегі құйын-
ды токтар (үзік сызықпен көр-
сетілген); құйынды токтардың көр-
сетілген бағыты токтың өзекшеде
тудыратын магнит индукциясының
(В) өсу сәтіне сәйкес келеді.
қ
58
∑
ҚАБАТ – ҚЫСЫМ
584
585
3-сызба. Айнымалы тогы бар өткізгіште
электрлік скин-эффектінің пайда болуы. Же-
бе уақыттың белгілі бір сәтіндегі токтың
(І) бағытын көрсетеді; үзік сызықты кон-
турлар – құйынды токтар
өткізгіш массада тікелей тұйықталады. Ленц
ережесіне сәйкес құйынды токтардың магнит
өрісінің бағыты өзін индукциялаушы маг-
нит ағынының өзгеруіне қарсы әсер ететін
бағытқа сәйкес болады.
Құйынды токтар магниттік ағындардың
магниттік-өткізгіштік қима бойынша
біркелкі таралмауына әкеп соқтырады. Бұл
жайт магниттік-өткізгіштің қимасының
ортасында негізгі магниттік ағынға қарсы
бағытталған құйынды токтардың магнит
өрісінің кернеулігінің ең үлкен мәнінің болу-
ымен түсіндіріледі. Ағынның жоғары жиілігі
кезінде өрістің осындай «ығыстырылып шығарылуы» нәтижесінде ағын өзекшенің
тек беттік жұқа қабатынан өтеді. Бұл құбылыс (электрлік скин-эффектіге ұқсас)
магниттік скин-эффект деп аталған.
Джоуль-Ленц заңына сәйкес құйынды токтар өздері пайда болған
өткізгіштерді
қыздырады, бұл энергияның шығындалуына әкеп соқтырады. Осы жайтты
болдырмау және магнит өрісін «ығыстырып шығару» эффектісін азайту үшін
магниттік-өткізгіштер тұтас сомдалмаған, бірінен-бірі оқшауланған жеке пласти-
налардан құрастырылады және ферромагниттік материалдар магнит-диэлектрик-
термен, т.б. алмастырылады.
Құйынды токтар
айнымалы ток өтіп тұрған өткізгіште де пайда болады, осы
жайт токтың өткізгіштің көлденең қимасы бойынша бірқалыпты болмай таралу-
ына әкеп соғады. Өткізгіштегі токтың артқан сәтінде индукцияланған құйынды
токтар
өткізгіштің бет жағында алғашқы токтың бағытымен, ал өткізгіштің
осінде – токқа қарсы бағытта таралады (
3-сызба). Осының нәтижесінде
өткізгіштің ішіндегі ток кемиді, ал сыртқы бетіндегі ток артады. Жоғары
жиілікті ток іс жүзінде
беткі қабаттан өтеді, өткізгіштің ішінде ток болмай-
ды. Бұл құбылыс эл е кт рл і к с к и н -
эффект деп аталған. Құйынды токтың
негізгі магнит ағынымен өзараәсерлесуі
нәтижесінде осы
ток өтіп тұрған дене
қызатын болады. 1852 жылы француз
физигі Жан
Фуко (1819 – 1868) тұтас
металл дененің индукциялық токтың
2-сызба. Электр есептеуіштің дискісін-
дегі құйынды токтар (үзік тұйық
сызықпен көрсетілген). Суреттегі
тұтас жебе дискісінің айналу бағытын
көрсетеді.
