¿Qué son las corrientes parásitas y qué medidas se toman para reducirlas?
Breve definición
Las corrientes de Foucault son corrientes que fluyen en conductores bajo la influencia de un campo magnético alterno. No necesariamente el campo debe cambiar, el cuerpo puede moverse en un campo magnético, de todos modos, una corriente comenzará a fluir en él.
Es imposible encontrar la trayectoria real de las corrientes para tenerlas en cuenta, la corriente fluye donde encuentra el camino con la menor resistencia. Las corrientes de Foucault siempre fluyen en un circuito cerrado. Las condiciones principales para su ocurrencia son la presencia de un objeto en un campo magnético alterno o su movimiento relativo al campo.
Historia de descubrimiento
En 1824, el científico D.F. Arago realizó un experimento. Montó un disco de cobre en un eje y colocó una aguja magnética sobre él. A medida que la aguja magnética gira, el disco comienza a moverse. Así, por primera vez, observó el fenómeno de las corrientes parásitas. El disco comenzó a girar debido al hecho de que debido al flujo de corrientes apareció un campo magnético que interactuaba con la flecha. Fue llamado, mientras que el fenómeno de Arago.
Después de un par de años, M. Faraday, quien descubrió la ley de la inducción electromagnética, explicó este fenómeno de esta manera: un campo magnético en movimiento induce una corriente en el disco (como en un circuito cerrado) e interactúa con el campo de flecha.
¿Por qué el segundo nombre de las corrientes de Foucault? Porque el físico Foucault investigó en detalle el fenómeno de las corrientes parásitas. En el curso de su investigación, hizo un gran descubrimiento. Consistió en el hecho de que los cuerpos bajo la influencia de las corrientes parásitas se calientan. Hemos tratado con la teoría, ahora hablaremos sobre dónde se utilizan las corrientes de Foucault y cuáles causan problemas.
El siguiente video proporciona una definición más detallada de este fenómeno:
Daño de las corrientes de Foucault
Si estaba considerando el diseño de un transformador de red de 50 Hz, probablemente notó que su núcleo está hecho de láminas delgadas, aunque podría parecer que fue más fácil hacer una estructura de fundición sólida.
El hecho es que están luchando con las corrientes de Foucault de esta manera. Foucault estableció el calentamiento de los cuerpos en los que fluyen. Dado que el funcionamiento del transformador se basa en los principios de interacción de campos magnéticos variables, las corrientes parásitas son inevitables.
Cualquier calentamiento de los cuerpos es la liberación de energía en forma de calor. En este caso, se producirán pérdidas centrales. ¿Cómo es esto peligroso? En una instalación eléctrica, un fuerte calentamiento conduce a la destrucción del aislamiento de los devanados y al fallo de la máquina. Las corrientes de Foucault dependen de las propiedades magnéticas del núcleo.
Cómo reducir pérdidas
La pérdida de energía en el circuito magnético no es útil, entonces, ¿cómo lidiar con ellos? Para reducir su tamaño, el núcleo se recluta a partir de placas delgadas de acero eléctrico; este es un tipo de medida preventiva para reducir las corrientes parásitas. Dichas pérdidas se describen mediante la fórmula mediante la cual es posible calcular:
Como saben: cuanto más pequeña es la sección transversal del conductor, mayor es su resistencia, y cuanto mayor es su resistencia, menor es la corriente. Las placas están aisladas entre sí por una escala o una capa de barniz. Los núcleos de los transformadores grandes se unen mediante un perno aislado. Esto reduce la pérdida del núcleo, es decir Estas son las principales formas de reducir las corrientes de Foucault.
¿Cuáles son las consecuencias de la influencia de este fenómeno? El campo magnético que surge del flujo de las corrientes de Foucault debilita el campo debido al cual surgieron. Es decir, las corrientes parásitas reducen la fuerza de los electroimanes. Lo mismo se aplica al diseño de partes de motores eléctricos y generadores: rotor y estator.
Aplicación práctica
Ahora sobre las aplicaciones útiles de las corrientes de Foucault. La invención de los hornos de inducción de acero hizo una gran contribución a la metalurgia. Están dispuestos de tal manera que la masa fundida de metal se coloca dentro de una bobina a través de la cual fluye una corriente de alta frecuencia. Su campo magnético induce grandes corrientes dentro del metal hasta que se derrita por completo.
Nota del autor!El desarrollo de hornos de inducción aumentó significativamente el respeto al medio ambiente de la producción de metales y cambió la idea de los métodos de fundición. Trabajo en una planta metalúrgica, donde hace diez años lanzaron un nuevo taller de alta tecnología con tales instalaciones, y unos años después del desarrollo de nuevos equipos, se cerró el clásico hogar abierto. Esto indica la productividad de este método de calentamiento de metales. Las corrientes de Foucault también se utilizan para el endurecimiento superficial del metal.
Aplicación visual en la práctica:
Además de la metalurgia, se utilizan en la fabricación de dispositivos de vacío. El problema es la eliminación completa de gases antes de sellar el matraz. Usando corrientes de Foucault, los electrodos de la lámpara se calientan a altas temperaturas, desactivando así el gas.
En la vida cotidiana, puede encontrar cocinas de inducción en las que se cocinan los alimentos, gracias a la aplicación de este fenómeno. Como puede ver, las corrientes parásitas tienen sus pros y sus contras.
Las corrientes de Foucault son beneficiosas y perjudiciales. En algunos casos, su influencia no conlleva problemas eléctricos. Por ejemplo, una tubería tendida cerca de líneas de cable decae más rápido sin razones aparentes de terceros. Al mismo tiempo, los dispositivos de calentamiento por inducción se han mostrado bastante bien, especialmente dado que dicho dispositivo para uso doméstico puede ensamblarse usted mismo. Esperamos que ahora sepa qué son las corrientes de Foucault Eddy, así como qué aplicación encontraron en la producción y en la vida cotidiana.
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