Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Części wykonane z metalu z samochodu lub różnych urządzeń elektrycznych mogą poruszać się w polu magnetycznym i przecinać z liniami energetycznymi. Z tego powodu powstaje samoindukcja. Proponujemy rozważyć anomalne prądy wirowe Foucaulta, przepływy powietrza, ich definicję, zastosowanie, wpływ i jak zmniejszyć straty prądów wirowych w transformatorze.

Z prawa Faradaya wynika, że zmiana strumienia magnetycznego wytwarza indukowane pole elektryczne nawet w pustej przestrzeni.

Jeśli do tej przestrzeni zostanie włożona metalowa płyta, indukowane pole elektryczne prowadzi do pojawienia się prądu elektrycznego w metalu. Te indukowane prądy nazywane są prądami wirowymi.

Zdjęcie: Prądy wirowe

Prądy Foucaulta są prądami, których indukcja odbywa się w przewodzących częściach różnych urządzeń elektrycznych i maszyn, prądy błądzące Foucaulta są szczególnie niebezpieczne dla przepływu wody lub gazów, ponieważ ich kierunek nie może być w zasadzie kontrolowany.

Jeśli indukowane prądy przeciwprądowe są wytwarzane przez zmieniające się pole magnetyczne, wówczas prądy wirowe będą prostopadłe do pola magnetycznego i będą poruszać się po okręgu, jeśli pole jest jednolite. Te indukowane pola elektryczne bardzo różnią się od elektrostatycznych pól elektrycznych ładunków punktowych.

Praktyczne zastosowanie prądów wirowych

Prądy wirowe są przydatne w przemyśle do rozpraszania niepożądanej energii, na przykład mechanicznego wahacza, zwłaszcza jeśli prąd jest bardzo wysoki. Magnes na końcu podpory reguluje prądy wirowe w metalowej płycie przymocowanej na końcu wspornika, powiedzmy, ansys.

Schemat: prądy wirowe

Fizyka uczy, że przepływy wirowe mogą być również wykorzystywane jako skuteczna siła hamowania w silnikach pociągów tranzytowych. Urządzenia i mechanizmy elektromagnetyczne w pociągu w pobliżu szyn są specjalnie dostrojone, aby tworzyć prądy wirowe. Ze względu na ruch prądu uzyskuje się płynne zejście systemu i pociąg zatrzymuje się.

Skręcone prądy są szkodliwe w przekładnikach i dla ludzi. W transformatorze zastosowano metalowy rdzeń, aby zwiększyć przepływ. Niestety prądy wirowe wytwarzane w tworniku lub rdzeniu mogą zwiększać straty energii. Poprzez skonstruowanie metalowego rdzenia z naprzemiennych warstw przewodzących i nieprzewodzących materiałów energetycznych, wielkość indukowanych pętli jest zmniejszona, zmniejszając w ten sposób straty energii. Hałas wytwarzany przez transformator podczas pracy jest konsekwencją takiego właśnie konstruktywnego rozwiązania.

Wideo: Prądy wirowe Foucaulta

Kolejne interesujące zastosowanie fali wirowej - ich zastosowanie w licznikach energii elektrycznej lub medycynie. Na dole każdego licznika znajduje się cienka aluminiowa tarcza, która zawsze się obraca. Dysk ten porusza się w polu magnetycznym, więc zawsze występują prądy wirowe, których celem jest spowolnienie ruchu dysku. Dzięki temu czujnik działa dokładnie i bez kropli.

Wiry i efekt skóry

W przypadku, gdy występują bardzo silne prądy wirowe (przy prądzie wysokiej częstotliwości), gęstość prądu w ciałach staje się znacznie mniejsza niż na ich powierzchniach. Jest to tak zwany efekt skóry, jego metody są wykorzystywane do tworzenia specjalnych powłok dla drutów i rur, które są opracowane specjalnie dla prądów wirowych i testowane w ekstremalnych warunkach.

Zostało to udowodnione przez naukowca Eckerta, który badał instalacje EMF i transformatora.

Indukcyjny obieg grzewczy

Zasady prądów wirowych

Cewka z drutu miedzianego jest powszechną metodą odtwarzania indukcji prądów wirowych. Prąd przemienny przechodzący przez cewkę tworzy pole magnetyczne wewnątrz i wokół cewki. Pola magnetyczne tworzą linie wokół drutu i łączą się, tworząc większe pętle. Jeśli prąd wzrasta w jednej pętli, pole magnetyczne rozszerzy się przez niektóre lub wszystkie pętle przewodowe znajdujące się w pobliżu. Powoduje to powstanie histerezy w sąsiednich pętlach i powoduje przepływ elektronów lub prądów wirowych w materiale przewodzącym prąd elektryczny. Wszelkie wady materiału, w tym zmiany grubości ścianek, pęknięcia i inne pęknięcia, mogą zmienić przepływ prądów wirowych.

Prawo Ohma

Prawo Ohma jest jedną z najbardziej podstawowych formuł do określania strumienia elektrycznego. Napięcie podzielone przez rezystancję Ohm określa prąd elektryczny w amperach. Należy pamiętać, że formuła obliczania prądów nie istnieje, konieczne jest wykorzystanie przykładów obliczania pola magnetycznego.

Indukcyjność

Prąd przemienny przechodzący przez cewkę tworzy pole magnetyczne wewnątrz i wokół cewki. Wraz ze wzrostem prądu cewka indukuje cyrkulację (wir) w materiale przewodzącym znajdującym się w pobliżu cewki. Amplituda i faza prądów wirowych będą się różnić w zależności od obciążenia cewki i jej rezystancji. Jeśli na powierzchni lub pod powierzchnią znajduje się przerwa w przewodzącym prąd materiale, przepływ prądów wirowych zostanie przerwany. Do jego regulacji i sterowania służą specjalne urządzenia z różnymi kanałami częstotliwości.

Pola magnetyczne

Zdjęcie pokazuje, jak wirowe prądy elektryczne tworzą pole magnetyczne w cewce. Zwoje tworzą z kolei prądy wirowe w materiale przewodzącym prąd elektryczny, a także tworzą własne pola magnetyczne.

Pole magnetyczne wiroprądowe

Wykrywanie wad

Zmiana napięcia na cewce wpłynie na materiał, skanowanie i badanie prądów wirowych pozwala na wytworzenie urządzenia do pomiaru nieciągłości powierzchniowych i podpowierzchniowych. Na wady można wykryć kilka czynników:

  1. Przewodność materiału ma znaczący wpływ na trasę prądów wirowych;
  2. Przepuszczalność materiału przewodzącego ma również ogromny wpływ ze względu na jego zdolność do namagnesowania. Płaska powierzchnia jest znacznie łatwiejsza do skanowania niż nierówna.
  3. Głębokość penetracji jest bardzo ważna w kontrolowaniu prądów wirowych. Pęknięcia powierzchni są znacznie łatwiejsze do wykrycia niż wady podpowierzchniowe.
  4. To samo dotyczy powierzchni. Im mniejszy obszar, tym szybciej powstają prądy wirowe.

Wykrywanie defektoskopu konturu

Istnieją setki standardowych i specjalnych sond wykonanych dla określonych typów powierzchni i konturów. Krawędzie, rowki, kontury i grubość metalu przyczyniają się do sukcesu lub niepowodzenia testów. Cewka znajdująca się zbyt blisko powierzchni materiału przewodzącego będzie miała największą szansę na wykrycie przerw. W przypadku złożonych obwodów cewka jest umieszczona w specjalnym bloku i przymocowana do twornika, co umożliwia przepływ prądu i kontrolowanie jego stanu. Wiele urządzeń wymaga specjalnych formowanych sond i cewek, aby dostosować się do nieregularnego kształtu części. Cewka może mieć również specjalny (uniwersalny) kształt, pasujący do kształtu części.

Zmniejszanie prądów wirowych

W celu zmniejszenia prądów wirowych cewek indukcyjnych konieczne jest zwiększenie oporu w tych mechanizmach. W szczególności zaleca się stosowanie licencjonowanego drutu i izolowanych przewodów.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria: