Dòng điện xoáy là gì và biện pháp nào được thực hiện để giảm chúng
Định nghĩa ngắn gọn
Dòng điện xoáy là dòng điện chạy trong dây dẫn dưới tác động của từ trường xen kẽ. Không nhất thiết trường phải thay đổi, cơ thể có thể di chuyển trong từ trường, tất cả đều giống nhau, một dòng điện sẽ bắt đầu chảy trong đó.
Không thể tìm thấy quỹ đạo thực sự của các dòng điện để đưa chúng vào tài khoản, dòng chảy nơi nó tìm thấy đường dẫn có điện trở nhỏ nhất. Dòng điện xoáy luôn chảy trong một vòng kín. Các điều kiện chính cho sự xuất hiện của nó là sự hiện diện của một vật thể trong một từ trường xen kẽ hoặc chuyển động của nó so với trường.
Câu chuyện khám phá
Năm 1824, nhà khoa học D.F. Arago đã tiến hành một thí nghiệm. Anh ta gắn một đĩa đồng lên một trục, đặt một chiếc kim từ tính lên trên nó. Khi kim từ tính quay, đĩa bắt đầu di chuyển. Vì vậy, lần đầu tiên quan sát hiện tượng dòng điện xoáy. Đĩa bắt đầu quay do thực tế là do dòng chảy của một từ trường xuất hiện, tương tác với mũi tên. Nó được gọi, trong khi hiện tượng Arago.
Sau một vài năm, M. Faraday, người đã phát hiện ra định luật cảm ứng điện từ, đã giải thích hiện tượng này theo cách này: một từ trường chuyển động tạo ra một dòng điện trong đĩa (như trong một vòng kín) và nó tương tác với trường mũi tên.
Tại sao tên thứ hai dòng Foucault? Bởi vì nhà vật lý Foucault đã điều tra chi tiết hiện tượng dòng điện xoáy. Trong quá trình nghiên cứu, ông đã thực hiện một khám phá tuyệt vời. Nó bao gồm trong thực tế là các cơ thể dưới ảnh hưởng của dòng điện xoáy nóng lên. Chúng tôi đã giải quyết lý thuyết này, bây giờ chúng tôi sẽ nói về nơi dòng điện Foucault được sử dụng và gây ra vấn đề.
Video dưới đây cung cấp một định nghĩa chi tiết hơn về hiện tượng này:
Tác hại từ dòng điện xoáy
Nếu bạn đang xem xét thiết kế của một máy biến áp mạng 50 Hz, bạn có thể nhận thấy rằng lõi của nó được làm bằng các tấm mỏng, mặc dù có vẻ như việc tạo ra một cấu trúc đúc chắc chắn sẽ dễ dàng hơn.
Thực tế là họ đang vật lộn với dòng điện xoáy theo cách này. Foucault đã thiết lập hệ thống sưởi ấm cho các cơ thể mà chúng chảy. Do hoạt động của máy biến áp dựa trên các nguyên tắc tương tác của từ trường biến đổi, dòng điện xoáy là không thể tránh khỏi.
Bất kỳ sự nóng lên của cơ thể là sự giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt. Trong trường hợp này, tổn thất cốt lõi sẽ xảy ra. Làm thế nào là nguy hiểm? Trong một cài đặt điện, sưởi ấm mạnh dẫn đến sự phá hủy cách điện của cuộn dây và sự cố của máy. Dòng điện xoáy phụ thuộc vào tính chất từ của lõi.
Cách giảm lỗ
Mất năng lượng trong mạch từ là không hữu ích, vậy thì làm thế nào để đối phó với chúng? Để giảm kích thước của chúng, lõi được tuyển dụng từ các tấm thép mỏng - đây là một biện pháp phòng ngừa để giảm dòng điện đi lạc. Những tổn thất như vậy được mô tả theo công thức có thể tính toán:
Như bạn đã biết: tiết diện của dây dẫn càng nhỏ thì điện trở của nó càng lớn và điện trở của nó càng lớn thì dòng điện càng thấp. Các tấm được cách ly với nhau theo tỷ lệ hoặc một lớp véc ni. Các lõi của máy biến áp lớn được kéo lại với nhau bằng một đinh cách điện. Điều này làm giảm tổn thất cốt lõi, tức là đây là những cách chính để giảm dòng Foucault.
Hậu quả của ảnh hưởng của hiện tượng này là gì? Từ trường phát sinh từ dòng chảy của dòng Foucault làm suy yếu trường do chúng phát sinh. Đó là, dòng điện xoáy làm giảm sức mạnh của nam châm điện. Điều tương tự cũng áp dụng cho việc thiết kế các bộ phận của động cơ điện và máy phát điện: rôto và stato.
Ứng dụng thực tế
Bây giờ về các ứng dụng hữu ích của dòng Foucault. Một đóng góp to lớn đã được thực hiện cho luyện kim bằng việc phát minh ra lò luyện thép cảm ứng. Chúng được sắp xếp sao cho khối kim loại nóng chảy được đặt bên trong một cuộn dây mà qua đó một dòng điện tần số cao chạy qua. Từ trường của nó tạo ra dòng điện lớn bên trong kim loại cho đến khi nó tan chảy hoàn toàn.
Lưu ý của tác giả!Sự phát triển của lò nung cảm ứng làm tăng đáng kể sự thân thiện với môi trường của sản xuất kim loại và thay đổi ý tưởng về phương pháp luyện kim. Tôi làm việc tại một nhà máy luyện kim, nơi mười năm trước họ đã khai trương một xưởng công nghệ cao mới với các cài đặt như vậy, và một vài năm sau khi phát triển thiết bị mới, lò sưởi mở cổ điển đã bị đóng cửa. Điều này cho thấy năng suất của phương pháp gia nhiệt kim loại này. Dòng điện xoáy cũng được sử dụng để làm cứng bề mặt kim loại.
Ứng dụng trực quan trong thực tế:
Ngoài luyện kim, chúng được sử dụng trong sản xuất các thiết bị chân không. Vấn đề là loại bỏ hoàn toàn khí trước khi niêm phong bình. Sử dụng dòng điện Foucault, các điện cực của đèn được nung nóng đến nhiệt độ cao, do đó làm mất tác dụng của khí.
Trong cuộc sống hàng ngày, bạn có thể tìm thấy bếp cảm ứng trên đó thực phẩm được nấu, nhờ áp dụng hiện tượng này. Như bạn có thể thấy, dòng điện xoáy có ưu và nhược điểm của chúng.
Dòng điện của Foucault đều có lợi và có hại. Trong một số trường hợp, ảnh hưởng của họ không kéo theo sự cố điện. Ví dụ, một đường ống đặt gần các tuyến cáp phân rã nhanh hơn mà không có lý do rõ ràng của bên thứ ba. Đồng thời, các thiết bị sưởi ấm cảm ứng đã thể hiện khá tốt, đặc biệt là khi một thiết bị như vậy để sử dụng trong nước có thể tự lắp ráp. Chúng tôi hy vọng rằng bây giờ bạn biết dòng điện xoáy Foucault là gì, cũng như ứng dụng họ tìm thấy trong sản xuất và trong cuộc sống hàng ngày.
Tài liệu liên quan:
Đang tải...
