Čo sú to vírivé prúdy a aké opatrenia sa prijímajú na ich zníženie
Stručná definícia
Vírivé prúdy sú prúdy, ktoré tečú vo vodičoch pod vplyvom striedavého magnetického poľa. Nie nevyhnutne sa musí zmeniť pole, telo sa môže pohybovať v magnetickom poli, to isté, v ňom začne prúdiť prúd.
Nie je možné nájsť skutočnú trajektóriu prúdov, ktorá by ich zohľadňovala, súčasné toky prúdia tam, kde nájdu cestu s najmenším odporom. Vírivé prúdy tečú vždy v uzavretej slučke. Hlavnými podmienkami pre jeho výskyt sú subjekty v striedajúcom sa magnetickom poli alebo pohybujúce sa po poli.
Objav príbehu
V roku 1824 vedec D.F. Arago uskutočnil experiment. Na jednu os pripevnil medený disk a nad ňu umiestnil magnetickú ihlu. Keď sa magnetická ihla otáča, disk sa začne pohybovať. Prvýkrát sa teda pozoroval jav vírivých prúdov. Disk sa začal otáčať kvôli tomu, že v dôsledku prúdov sa objavilo magnetické pole, ktoré interagovalo so šípkou. Bolo to nazývané, zatiaľ čo fenomén Arago.
Po niekoľkých rokoch M. Faraday, ktorý objavil zákon elektromagnetickej indukcie, vysvetlil tento jav týmto spôsobom: pohybujúce sa magnetické pole indukuje prúd v disku (ako v uzavretej slučke) a interaguje so šípkovým poľom.
Prečo sa volá Foucaultské prúdy? Pretože fyzik Foucault podrobne skúmal jav vírivých prúdov. V priebehu svojho výskumu urobil veľký objav. Spočívalo to v tom, že sa telá pod vplyvom vírivých prúdov zahrievali. Zaoberali sme sa teóriou, teraz sa budeme baviť o tom, kde sa používajú foucaultské prúdy a ktoré spôsobujú problémy.
Video nižšie poskytuje podrobnejšiu definíciu tohto fenoménu:
Škody spôsobené vírivými prúdmi
Ak ste uvažovali o návrhu sieťového transformátora s frekvenciou 50 Hz, pravdepodobne ste si všimli, že jeho jadro je vyrobené z tenkých plechov, aj keď sa môže zdať, že je ľahšie vytvoriť solídnu štruktúru obsadenia.
Faktom je, že týmto spôsobom zápasia s vírivými prúdmi. Foucault zabezpečil ohrev telies, v ktorých prúdia. Pretože prevádzka transformátora je založená na princípoch interakcie premenlivých magnetických polí, sú nevyhnutné vírivé prúdy.
Akékoľvek zahrievanie telies je uvoľňovanie energie vo forme tepla. V tomto prípade dôjde k jadrovým stratám. Ako je to nebezpečné? Pri elektrickej inštalácii silné zahrievanie vedie k deštrukcii izolácie vinutí a zlyhaniu stroja. Vírivé prúdy závisia od magnetických vlastností jadra.
Ako znížiť straty
Strata energie v magnetickom obvode nie je užitočná, ako sa s nimi vysporiadať? Aby sa zmenšila ich veľkosť, je jadro získavané z tenkých plechov z elektrotechnickej ocele - jedná sa o druh preventívneho opatrenia na zníženie BP. Takéto straty sú opísané pomocou vzorca, pomocou ktorého je možné vypočítať:
Ako viete: čím menší je prierez vodiča, tým väčší je jeho odpor a čím väčší je jeho odpor, tým nižší je prúd. Doštičky sú od seba izolované stupnicou alebo vrstvou laku. Jadrá veľkých transformátorov sú navzájom spojené izolovaným čapom. To znižuje stratu jadra, t. Toto sú hlavné spôsoby, ako znížiť tok prúdu Foucault.
Aké sú dôsledky tohto javu? Magnetické pole pochádzajúce z toku Foucaultových prúdov oslabuje pole, kvôli ktorému vznikli. To znamená, že vírivé prúdy znižujú silu elektromagnetov. To isté platí pre konštrukciu častí elektrických motorov a generátora: rotora a statora.
Praktické uplatnenie
Teraz o užitočných aplikáciách foucaultských prúdov. Veľkým prínosom pre metalurgiu bol vynález indukčných pecí na výrobu ocele. Sú usporiadané tak, že roztavená hmota kovu je umiestnená vo vnútri cievky, cez ktorú preteká vysokofrekvenčný prúd. Jeho magnetické pole indukuje veľké prúdy vo vnútri kovu až do úplného roztavenia.
Poznámka autora!Vývoj indukčných pecí významne zvýšil ekologickú šetrnosť výroby kovov a zmenil myšlienku metód tavenia. Pracujem v hutníckom závode, kde pred desiatimi rokmi založili nový high-tech workshop s takýmito inštaláciami a niekoľko rokov po vývoji nového zariadenia bola klasická otvorená krbu uzavretá. To naznačuje produktivitu tohto spôsobu ohrevu kovov. Eddy prúdy sa používajú aj na povrchové kalenie kovov.
Vizuálna aplikácia v praxi:
Okrem metalurgie sa používajú pri výrobe vákuových zariadení. Problémom je úplné odstránenie plynov pred utesnením banky. Použitím Foucaultových prúdov sa elektródy žiarovky zahrievajú na vysoké teploty, čím sa plyn deaktivuje.
Vďaka použitiu tohto fenoménu nájdete v každodennom živote indukčné variče, na ktorých sa varí jedlo. Ako vidíte, vírivé prúdy majú svoje klady a zápory.
Foucaultove prúdy sú prospešné aj škodlivé. V niektorých prípadoch ich vplyv nespôsobuje elektrické problémy. Napríklad potrubie uložené v blízkosti káblových vedení sa rozpadá rýchlejšie bez zjavných dôvodov tretích strán. Súčasne sa indukčné ohrievacie zariadenia ukázali celkom dobre, najmä preto, že takéto zariadenie pre domáce použitie je možné zostaviť sami. Dúfame, že teraz viete, čo sú vírivé prúdy Foucault, a aké aplikácie našli vo výrobe a v každodennom živote.
Súvisiace materiály:
Načítava...
