- Praktyczne zastosowanie prądów wirowych
- Wiry i efekt skóry
- Zasady prądów wirowych
- Zmniejszanie prądów wirowych
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.
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.
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.
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.
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:
- Przewodność materiału ma znaczący wpływ na trasę prądów wirowych;
- Przepuszczalność materiału przewodzącego ma również ogromny wpływ ze względu na jego zdolność do namagnesowania. Płaska powierzchnia jest znacznie łatwiejsza do skanowania niż nierówna.
- Głębokość penetracji jest bardzo ważna w kontrolowaniu prądów wirowych. Pęknięcia powierzchni są znacznie łatwiejsze do wykrycia niż wady podpowierzchniowe.
- 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.