Virvelstrømmer
Under påvirkning av disse etc. c. i massen til metalldelen virvelstrømmer (Foucault-strømmer), som er innesluttet i massen og danner virvelstrømkjeder.
Virvelstrømmer (også Foucault-strømmer) er elektriske strømmer som oppstår som følge av elektromagnetisk induksjon i et ledende medium (vanligvis et metall) når den magnetiske fluksen som går gjennom det endres.
Virvelstrømmer genererer sine egne magnetiske flukser, som gjennom Lenz sin regel, motsette seg den magnetiske fluksen til spolen og svekke den. De forårsaker også kjerneoppvarming, som er sløsing med energi.
La den ha en kjerne laget av metallisk materiale. Vi legger en spole på denne kjernen, langs som vi passerer vekselstrøm… Rundt spolen vil det være en magnetisk vekselstrøm som krysser kjernen.I dette tilfellet vil en indusert EMF bli indusert i kjernen, som igjen forårsaker strømmer i kjernen som kalles virvelstrømmer. Disse virvelstrømmene varmer opp kjernen. Siden den elektriske motstanden til kjernen er lav, kan de induserte strømmene som induseres i kjernene være ganske store og oppvarmingen av kjernen kan være betydelig.
Fremveksten av Foucault-strømmer (virvelstrømmer)
Virvelstrømmer ble først oppdaget av den franske forskeren D.F. Arago (1786 — 1853) i 1824 i en kobberskive plassert på en akse under en roterende magnetisk nål. På grunn av virvelstrømmer begynte skiven å rotere. Dette fenomenet, kalt Arago-fenomenet, ble forklart noen år senere av M. Faraday fra posisjonen til loven om elektromagnetisk induksjon.
Virvelstrømmer ble studert i detalj av den franske fysikeren Foucault (1819 - 1868) og er oppkalt etter ham. Han kalte fenomenet oppvarming av metalllegemer som roterer i et magnetfelt, virvelstrømmer.
V som et eksempel i fig. avdekket viser virvelstrømmer indusert i en massiv kjerne plassert i en AC-spole. Et vekslende magnetfelt induserer strømmer som er lukket langs baner som ligger i plan vinkelrett på feltets retning.
Virvelstrømmer: a — i en massiv kjerne, b — i en lamellær kjerne
Måter å redusere Foucault-strømmer
Strømmen som forbrukes for å varme opp kjernen av virvelstrømmer, reduserer ubrukelig effektiviteten til tekniske enheter av elektromagnetisk type.
For å redusere kraften til virvelstrømmene økes den elektriske motstanden til den magnetiske kretsen; for dette samles kjernene fra separate tynne (0,1-0,5 mm) plater, isolert fra hverandre ved hjelp av en spesiell lakk eller stein.
De magnetiske kjernene til alle vekselstrømsmaskiner og -enheter og ankerkjernene til likestrømsmaskiner er satt sammen av lakkerte eller overflate ikke-ledende film (fosfat) plater, isolert fra hverandre, stemplet av stålplater. Planet til platene må være parallelt med retningen til den magnetiske fluksen.
Med en slik separasjon av tverrsnittet til kjernen til den magnetiske kretsen svekkes virvelstrømmene betydelig, siden de magnetiske fluksene som blokkerer virvelstrømsløyfene reduseres, og derfor reduseres også emf indusert av disse strømmene. etc. med dannelsen av virvelstrømmer.
Spesielle tilsetningsstoffer er også introdusert i kjernematerialet, som også øker det. elektrisk motstand. For å øke den elektriske motstanden til en ferromagnet, tilberedes elektrisk stål med et silisiumadditiv.
Foret magnetisk krets av transformatoren
Kjernene til noen spoler (spoler) er trukket fra biter av glødende jerntråd Jernstrimlene er plassert parallelt med linjene med magnetisk fluks. Virvelstrømmer som flyter i plan vinkelrett på den magnetiske fluksretningen begrenses av isolerende tetninger. Magnetoelektrikk brukes til magnetiske kjerner til enheter og enheter som opererer med høy frekvens. For å redusere virvelstrømmer i ledningene, er sistnevnte laget i form av en bunt av individuelle ledninger, isolert fra hverandre.
En lysendrat er et system av flettede kobbertråder der hver kjerne er isolert fra naboene. Ansiktslederen er designet for bruk med høyfrekvente strømmer for å forhindre at det oppstår strøstrømmer og Foucault-strømmer.
Anvendelse av Foucault-strømmer
I noen tilfeller brukes virvelstrømmer i teknologi, for eksempel for å stoppe roterende massive deler. Den elektromotoriske kraften som induseres i elementene i arbeidsstykket når de krysser magnetfeltet forårsaker lukkede strømmer i tykkelsen, som, i samspill med magnetfeltet, skaper betydelige motmomenter.
Slik magneto-induktiv bremsing er også mye brukt for å roe bevegelsen til bevegelige deler av elektriske målere, spesielt for å skape et motmoment og stoppe den bevegelige delen av strømmålere.
I disse enhetene roterer en skive montert på tellerens akse i gapet til en permanent magnet. Virvelstrømmer indusert i skivemassen under denne bevegelsen, som samhandler med fluksen til den samme magneten, skaper motsatte og bremsende dreiemomenter.
For eksempel er det oppdaget virvelstrømmer i magnetbremsen til en elektrisk målerskive. Rotasjon, skjærer platen permanent magnetiske magnetfeltlinjer… Det oppstår virvelstrømmer i skivens plan, som igjen skaper sine egne magnetiske flukser i form av rør rundt virvelstrømmen. I samspill med hovedfeltet til magneten, bremser disse fluksene platen.
I noen tilfeller, ved hjelp av virvelstrømmer, er det mulig å bruke teknologiske operasjoner som ikke kan implementeres uten høyfrekvente strømmer. For eksempel, ved fremstilling av vakuumenheter og enheter, er det nødvendig å forsiktig evakuere luft og andre gasser fra en sylinder. Imidlertid er det restgass i metallbeslagene inne i sylinderen, som først kan fjernes etter at sylinderen er kokt.
For fullstendig avgassing av ankeret, plasseres en vakuumanordning i feltet til en høyfrekvent generator, som et resultat av virkningen av virvelstrømmer, varmes ankeret opp til hundrevis av grader, til den gjenværende gassen er nøytralisert.
Bruk av virvelstrømmer i induksjonsherding av metaller
Et eksempel på en nyttig anvendelse av vekslende feltvirvelstrømmer er elektriske induksjonsovner… I disse induserer et høyfrekvent magnetfelt skapt av en spole som omgir digelen virvelstrømmer i metallet i digelen. Energien til virvelstrømmene omdannes til varme som smelter metallet.