ما هي التيارات الدوامية وما هي التدابير المتخذة للحد منها
تعريف موجز
تيارات إيدي هي تيارات تتدفق في الموصلات تحت تأثير المجال المغناطيسي المتناوب. ليس بالضرورة أن يتغير المجال ، فقد يتحرك الجسم في مجال مغناطيسي ، على الرغم من ذلك ، سيبدأ التيار في التدفق فيه.
من المستحيل العثور على المسار الحقيقي للتيارات لأخذها في الاعتبار ، والتدفقات الحالية حيث تجد المسار بأقل مقاومة. تتدفق تيارات إيدي دائمًا في حلقة مغلقة. الشروط الرئيسية لحدوثه هي وجود جسم في مجال مغناطيسي متناوب أو حركته نسبة إلى المجال.
قصة ديسكفري
في عام 1824 ، قام العالم D.F. أجرت Arago تجربة. قام بتركيب قرص نحاسي على محور واحد ، ووضع إبرة مغناطيسية فوقه. عندما يدور الإبرة المغناطيسية ، يبدأ القرص في التحرك. لذلك لاحظ لأول مرة ظاهرة التيارات الدوامية. بدأ القرص يدور بسبب حقيقة أنه بسبب تدفق التيارات ظهر مجال مغناطيسي ، والذي تفاعل مع السهم. تم تسميتها ، بينما كانت ظاهرة الأراغو.
بعد بضع سنوات ، شرح M. Faraday ، الذي اكتشف قانون الحث الكهرومغناطيسي ، هذه الظاهرة بهذه الطريقة: المجال المغناطيسي المتحرك يحرض تيارًا في القرص (كما في حلقة مغلقة) ويتفاعل مع حقل السهم.
لماذا الاسم الثاني تيارات فوكو؟ لأن الفيزيائي فوكو حقق بالتفصيل في ظاهرة التيارات الدوامية. في سياق بحثه ، قام باكتشاف كبير. كان يتألف من حقيقة أن الأجسام تحت تأثير التيارات الدوامية تسخن. لقد تعاملنا مع النظرية ، والآن سنتحدث عن مكان استخدام تيارات فوكو والتي تسبب المشاكل.
يقدم الفيديو أدناه تعريفًا أكثر تفصيلاً لهذه الظاهرة:
الضرر من التيارات الدوامية
إذا كنت تفكر في تصميم محول شبكة 50 هرتز ، فربما لاحظت أن جوهره مصنوع من صفائح رقيقة ، على الرغم من أنه قد يبدو أنه كان من الأسهل إنشاء هيكل مصبوب صلب.
والحقيقة أنهم يعانون من تيارات دوامية بهذه الطريقة. أسس فوكو تسخين الأجسام التي يتدفق فيها. نظرًا لأن تشغيل المحول يعتمد على مبادئ تفاعل المجالات المغناطيسية المتغيرة ، فإن التيارات الدوامية أمر لا مفر منه.
أي تسخين للجثث هو إطلاق الطاقة على شكل حرارة. في هذه الحالة ، ستحدث خسائر أساسية. كيف هذا خطير؟ في التركيبات الكهربائية ، يؤدي التسخين القوي إلى تدمير عزل اللفات وفشل الآلة. تعتمد التيارات الدوامية على الخصائص المغناطيسية للنواة.
كيفية تقليل الخسائر
إن فقدان الطاقة في الدائرة المغناطيسية ليس مفيدًا ، فكيف نتعامل معها؟ لتقليل حجمها ، يتم تجنيد اللب من صفائح رقيقة من الفولاذ الكهربائي - وهذا نوع من الإجراءات الوقائية لتقليل التيارات الشاردة. يتم وصف هذه الخسائر من خلال الصيغة التي يمكن من خلالها حساب:
كما تعلمون: كلما صغر المقطع العرضي للموصل ، زادت مقاومته ، وكلما زادت مقاومته ، انخفض التيار. يتم عزل الألواح من بعضها البعض بواسطة مقياس أو طبقة من الورنيش. يتم سحب نوى المحولات الكبيرة معًا بواسطة مسمار معزول. هذا يقلل من الخسارة الأساسية ، أي هذه هي الطرق الرئيسية للحد من تيارات فوكو.
ما هي عواقب تأثير هذه الظاهرة؟ المجال المغناطيسي الناشئ بسبب تدفق تيارات فوكو يضعف المجال الذي نشأ بسببه. أي أن التيارات الدوامية تقلل من قوة المغناطيسات الكهربائية. وينطبق الشيء نفسه على تصميم أجزاء من المحركات والمولدات الكهربائية: الدوار والجزء الثابت.
تطبيق عملي
الآن حول التطبيقات المفيدة لتيارات فوكو. تم تقديم مساهمة كبيرة للتعدين عن طريق اختراع أفران صناعة الفولاذ التعريفي. يتم ترتيبها بطريقة يتم فيها وضع الكتلة المعدنية المنصهرة داخل ملف يتدفق من خلاله تيار عالي التردد. يحفز مجاله المغناطيسي تيارات كبيرة داخل المعدن حتى يذوب تمامًا.
ملاحظة للمؤلف!زاد تطوير الأفران الحثية بشكل كبير من الملاءمة البيئية لإنتاج المعادن وغيرت فكرة طرق الصهر. أعمل في مصنع للمعادن ، حيث أطلقوا قبل عشر سنوات ورشة عمل جديدة ذات تقنية عالية مع مثل هذه التركيبات ، وبعد سنوات قليلة من تطوير معدات جديدة ، تم إغلاق الموقد المفتوح الكلاسيكي. هذا يشير إلى إنتاجية هذه الطريقة في تسخين المعادن. كما تستخدم تيارات إيدي لتصلب سطح المعدن.
التطبيق المرئي في الممارسة:
بالإضافة إلى المعادن ، يتم استخدامها في تصنيع الأجهزة الفراغية. تكمن المشكلة في الإزالة الكاملة للغازات قبل إغلاق القارورة. باستخدام تيارات فوكو ، يتم تسخين أقطاب المصباح إلى درجات حرارة عالية ، وبالتالي تعطيل الغاز.
في الحياة اليومية ، يمكنك العثور على المواقد التي يتم طهي الطعام عليها ، وذلك بفضل تطبيق هذه الظاهرة. كما ترون ، فإن تيارات الدوامة لها إيجابياتها وسلبياتها.
تيارات فوكو مفيدة وضارة. في بعض الحالات ، لا يترتب على تأثيرهم مشاكل كهربائية. على سبيل المثال ، تتدهور خطوط الأنابيب الموضوعة بالقرب من خطوط الكابلات بشكل أسرع بدون أسباب واضحة من جهة خارجية. في الوقت نفسه ، أظهرت أجهزة التسخين الحثية نفسها بشكل جيد ، خاصة وأن هذا الجهاز للاستخدام المنزلي يمكن تجميعه بنفسك. نأمل أن تعرف الآن ما هي تيارات فوكو الدوامة ، وكذلك التطبيق الذي وجدوه في الإنتاج وفي الحياة اليومية.
مواد ذات صلة:
جار التحميل...
