Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kovové časti z auta alebo rôznych elektrických zariadení majú schopnosť pohybovať sa v magnetickom poli a pretínať sa s elektrickým vedením. V dôsledku toho sa vytvára samovoľná indukcia. Navrhujeme zvážiť anomálne vírivé prúdy Foucault, prúdenie vzduchu, ich definíciu, použitie, vplyv a ako znížiť straty vírivých prúdov v transformátore.

Z Faradayovho zákona vyplýva, že zmena magnetického toku vytvára indukované elektrické pole aj v prázdnom priestore.

Ak je do tohto priestoru vložená kovová doska, indukované elektrické pole vedie k vzniku elektrického prúdu v kovu. Tieto indukované prúdy sa nazývajú vírivé prúdy.

Foto: vírivé prúdy

Foucaultove prúdy sú prúdy, ktorých indukcia sa vykonáva vo vodivých častiach rôznych elektrických spotrebičov a strojov, pričom Foucaultove bludné prúdy sú zvlášť nebezpečné pre priechod vody alebo plynov, pretože ich smer nie je možné v zásade kontrolovať.

Ak sú indukované protiprúdové prúdy vytvárané meniacim sa magnetickým poľom, potom vírivé prúdy budú kolmé na magnetické pole a budú sa pohybovať v kruhu, ak je pole jednotné. Tieto indukované elektrické polia sú veľmi odlišné od elektrostatických elektrických polí bodových nábojov.

Praktické použitie vírivých prúdov

Vírivé prúdy sú užitočné v priemysle na odvádzanie nežiaducej energie, napríklad mechanického vyváženého ramena, najmä ak je prúd veľmi vysoký. Magnet na konci podpery nastavuje vírivé prúdy v kovovej doske pripevnenej na konci konzoly, napríklad ansys.

Schéma: vírivé prúdy

Fyzika učí, že vírové toky môžu byť tiež použité ako účinná brzdná sila v motoroch tranzitného vlaku. Elektromagnetické zariadenia a mechanizmy vo vlaku v blízkosti koľajníc sú špeciálne vyladené tak, aby vytvárali vírivé prúdy. V dôsledku pohybu prúdu sa získa hladký zostup systému a vlak sa zastaví.

Krútené prúdy sú škodlivé v prístrojových transformátoroch a pre ľudí. Na zvýšenie prietoku sa v transformátore používa kovové jadro. Žiaľ, vírivé prúdy produkované v armatúre alebo jadre môžu zvýšiť stratu energie. Konštrukciou kovového jadra striedajúcich sa vrstiev vodivých a nevodivých energetických materiálov sa zmenší veľkosť indukovaných slučiek, čím sa znížia energetické straty. Hluk, ktorý transformátor produkuje počas prevádzky, je dôsledkom práve takého konštruktívneho riešenia.

Video: Foucaultove vírivé prúdy

Ďalšie zaujímavé využitie vírovej vlny - ich použitie v elektromeroch alebo medicíne. V spodnej časti každého pultu je tenký hliníkový kotúč, ktorý sa vždy otáča. Tento disk sa pohybuje v magnetickom poli, takže vždy existujú vírivé prúdy, ktorých účelom je spomaliť pohyb disku. Vďaka tomu senzor pracuje presne a bez kvapiek.

Vírusy a účinok na kožu

V prípade, že sú veľmi silné vírivé prúdy (pri vysokofrekvenčnom prúde), prúdová hustota v telách sa stáva omnoho menšou ako na ich povrchoch. Ide o takzvaný kožný efekt, jeho metódy sa používajú na vytvorenie špeciálnych povlakov pre drôty a rúry, ktoré sú vyvinuté špeciálne pre vírivé prúdy a testované v extrémnych podmienkach.

Potvrdil to vedec Eckert, ktorý skúmal inštalácie EMF a transformátorov.

Indukčný vykurovací okruh

Princípy vírivých prúdov

Cievka z medeného drôtu je bežný spôsob reprodukcie indukcie vírivých prúdov. Striedavý prúd prechádzajúci cez cievku vytvára magnetické pole vnútri a okolo cievky. Magnetické polia tvoria čiary okolo drôtu a spájajú sa do väčších slučiek. Ak sa prúd zvyšuje v jednej slučke, magnetické pole sa bude rozširovať cez niektoré alebo všetky slučky drôtu, ktoré sú v tesnej blízkosti. To indukuje hysterézu v susediacich slučkách a spôsobuje tok elektrónov alebo vírivých prúdov v elektricky vodivom materiáli. Akýkoľvek nedostatok materiálu, vrátane zmien hrúbky steny, trhlín a iných zlomov, môže zmeniť prietok vírivých prúdov.

Ohmov zákon

Ohmov zákon je jedným z najzákladnejších vzorcov na určenie elektrického toku. Napätie delené odporom, Ohm, určuje elektrický prúd v ampéroch. Je potrebné pripomenúť, že vzorec pre výpočet prúdov neexistuje, je potrebné použiť príklady výpočtu magnetického poľa.

indukčnosť

Striedavý prúd prechádzajúci cez cievku vytvára magnetické pole vnútri a okolo cievky. S rastúcim prúdom indukuje cievka cirkuláciu (vírového) prúdu vo vodivom materiáli umiestnenom v blízkosti cievky. Amplitúda a fáza vírivých prúdov sa bude meniť v závislosti od zaťaženia cievky a jej odporu. Ak je povrch alebo pod povrchom medzera v elektricky vodivom materiáli, tok vírivých prúdov bude prerušený. Pre jeho nastavenie a ovládanie existujú špeciálne zariadenia s rôznymi frekvenčnými kanálmi.

Magnetické polia

Fotografia ukazuje, ako vírivé elektrické prúdy vytvárajú magnetické pole v cievke. Cievky zase vytvárajú vírivé prúdy v elektricky vodivom materiáli a tiež vytvárajú svoje vlastné magnetické polia.

Magnetické pole s vírivým prúdom

Detekcia chýb

Zmena napätia na cievke ovplyvní materiál, skenovanie a štúdium vírivých prúdov vám umožní vytvoriť zariadenie na meranie povrchových a podpovrchových diskontinuít. Ktoré chyby môžu byť zistené viacerými faktormi:

  1. Vodivosť materiálu má významný vplyv na trasu vírivých prúdov;
  2. Priepustnosť vodivého materiálu má tiež obrovský vplyv v dôsledku jeho schopnosti magnetizovať. Plochý povrch je oveľa ľahšie skenovateľný ako nerovný.
  3. Hĺbka prieniku je veľmi dôležitá pri kontrole vírivých prúdov. Povrchové trhliny sú oveľa ľahšie detekovateľné ako povrchové defekty.
  4. To isté platí pre povrchovú plochu. Čím je plocha menšia, tým rýchlejšie sa vytvárajú vírivé prúdy.

Detekcia detektora kontúry

Existujú stovky štandardných a špeciálnych sond, ktoré sú vyrobené pre špecifické typy povrchov a kontúr. Hrany, drážky, obrysy a hrúbka kovu prispievajú k úspechu alebo neúspechu skúšok. Cievka, ktorá je príliš blízko povrchu vodivého materiálu, bude mať najlepšiu šancu odhaliť prestávky. Pre zložité obvody je cievka vložená do špeciálneho bloku a pripojená k armatúre, ktorá umožňuje, aby cez ňu prechádzal prúd a riadil svoj stav. Mnohé zariadenia vyžadujú špeciálnu tvarovanú sondu a cievkové výrobky na prispôsobenie nepravidelnému tvaru dielu. Cievka môže mať tiež špeciálny (univerzálny) tvar, aby sa zmestil do konštrukcie dielu.

Zníženie vírivých prúdov

Aby sa znížili vírivé prúdy induktorov, je nevyhnutné zvýšiť odpor v týchto mechanizmoch. Najmä sa odporúča používať licencovaný drôt a izolované vodiče.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie: