- Praktické aplikace vířivých proudů
- Víry a účinek kůže
- Principy vířivých proudů
- Snížení vířivých proudů
Části z kovu z automobilu nebo různých elektrických zařízení mají schopnost pohybovat se v magnetickém poli a protínat se s elektrickým vedením. V důsledku toho vzniká samovolná indukce. Navrhujeme zvážit anomální vířivé proudy Foucault, proudění vzduchu, jejich definici, aplikaci, vliv a jak snížit ztráty vířivými proudy v transformátoru.
Z Faradayova zákona vyplývá, že změna magnetického toku vytváří indukované elektrické pole i v prázdném prostoru.
Pokud je do tohoto prostoru vložena kovová deska, indukované elektrické pole vede k vzniku elektrického proudu v kovu. Tyto indukované proudy se nazývají vířivé proudy.
Foucaultovy proudy jsou proudy, jejichž indukce se provádí ve vodivých částech různých elektrických spotřebičů a strojů, bludné proudy Foucault jsou zvláště nebezpečné pro průchod vody nebo plynů, protože jejich směr nemůže být v zásadě řízen.
Jsou-li indukované protiproudé proudy vytvářeny měnícím se magnetickým polem, pak budou vířivé proudy kolmé k magnetickému poli a pohybují se v kruhu, pokud je pole jednotné. Tato indukovaná elektrická pole se velmi liší od elektrostatických elektrických polí bodových nábojů.
Praktické aplikace vířivých proudů
Vířivé proudy jsou užitečné v průmyslu pro rozptýlení nežádoucí energie, například mechanického vyvažovacího ramena, zejména pokud je proud velmi vysoký. Magnet na konci podpěry nastavuje vířivé proudy v kovové desce připevněné ke konci držáku, například ansys.
Fyzika učí, že vírové toky mohou také být používány jako efektivní brzdná síla v motorech tranzitního vlaku. Elektromagnetická zařízení a mechanismy ve vlaku v blízkosti kolejnic jsou speciálně vyladěny tak, aby vytvářely vířivé proudy. V důsledku pohybu proudu se získá hladký sestup systému a vlak se zastaví.
Kroucené proudy jsou škodlivé v přístrojových transformátorech a pro lidi. V transformátoru se používá kovové jádro pro zvýšení průtoku. Bohužel vířivé proudy produkované v armatuře nebo jádru mohou zvýšit energetické ztráty. Konstrukcí kovového jádra střídajících se vrstev vodivých a nevodivých energetických materiálů se zmenší velikost indukovaných smyček, čímž se sníží energetické ztráty. Hluk, který transformátor produkuje během provozu, je důsledkem právě takového konstruktivního řešení.
Video: Foucaultovy vířivé proudy
Další zajímavé využití vírové vlny - jejich využití v elektroměrech nebo medicíně. Ve spodní části každého pultu je tenký hliníkový disk, který se vždy otáčí. Tento disk se pohybuje v magnetickém poli, takže vždy existují vířivé proudy, jejichž účelem je zpomalit pohyb disku. Díky tomu senzor pracuje přesně a bez kapek.
Víry a účinek kůže
V případě velmi silných vířivých proudů (při vysokofrekvenčním proudu) se hustota proudu v tělesech stává mnohem menší než na jejich povrchu. Jedná se o tzv. Kožní efekt, jeho metody se používají k vytvoření speciálních povlaků pro dráty a trubky, které jsou vyvinuty speciálně pro vířivé proudy a testovány v extrémních podmínkách.
Potvrdil to vědec Eckert, který zkoumal instalace EMF a transformátorů.
Principy vířivých proudů
Cívka z měděného drátu je běžný způsob reprodukce indukce vířivými proudy. Střídavý proud procházející cívkou vytváří magnetické pole uvnitř a kolem cívky. Magnetické pole tvoří čáry kolem drátu a připojuje se k vytvoření větších smyček. Pokud se proud zvyšuje v jedné smyčce, magnetické pole se rozšíří přes některé nebo všechny smyčky drátů, které jsou v těsné blízkosti. To indukuje hysterezi v sousedních smyčkách a způsobuje tok elektronů nebo vířivých proudů v elektricky vodivém materiálu. Jakákoli závada materiálu, včetně změn tloušťky stěny, trhlin a jiných přestávek, může změnit tok vířivých proudů.
Ohmův zákon
Ohmův zákon je jedním z nejzákladnějších vzorců pro určování elektrického toku. Napětí děleno odporem Ohm určuje elektrický proud v ampérech. Je třeba mít na paměti, že vzorec pro výpočet proudů neexistuje, je nutné použít příklady výpočtu magnetického pole.
Indukčnost
Střídavý proud procházející cívkou vytváří magnetické pole uvnitř a kolem cívky. S rostoucím proudem indukuje cívka cirkulaci (víru) v vodivém materiálu umístěném v blízkosti cívky. Amplituda a fáze vířivých proudů se bude měnit v závislosti na zatížení cívky a jejím odporu. Pokud je povrch nebo pod povrchem mezera v elektricky vodivém materiálu, bude tok vířivých proudů přerušen. Pro jeho nastavení a ovládání existují speciální zařízení s různými frekvenčními kanály.
Magnetická pole
Fotografie ukazuje, jak vířivé elektrické proudy vytvářejí magnetické pole v cívce. Cívky zase tvoří vířivé proudy v elektricky vodivém materiálu a také vytvářejí vlastní magnetická pole.
Detekce chyb
Změna napětí na cívce ovlivní materiál, skenování a studium vířivých proudů vám umožní vytvořit zařízení pro měření povrchových a podpovrchových nespojitostí. Na zjištěné chyby může mít vliv několik faktorů:
- Vodivost materiálu má významný vliv na trasu vířivých proudů;
- Permeabilita vodivého materiálu má také velký vliv díky své schopnosti magnetizace. Plochý povrch je mnohem snazší skenovat než nerovnoměrný.
- Hloubka průniku je velmi důležitá při řízení vířivých proudů. Povrchové trhliny jsou mnohem snadněji detekovatelné než povrchové vady.
- Totéž platí pro povrchovou plochu. Čím menší je plocha, tím rychlejší je tvorba vířivých proudů.
Detekce detektoru kontury
Existují stovky standardních a speciálních sond, které jsou určeny pro specifické typy povrchů a obrysů. Hrany, drážky, obrysy a tloušťka kovu přispívají k úspěchu nebo neúspěchu zkoušek. Cívka, která je příliš blízko povrchu vodivého materiálu, bude mít nejlepší šanci na detekci přestávek. U složitých obvodů je cívka vložena do speciálního bloku a připojena k armatuře, která umožňuje průchodu proudu a kontrolu jeho stavu. Mnoho zařízení vyžaduje speciální tvarovanou sondu a cívkové výrobky pro přizpůsobení nepravidelnému tvaru dílu. Cívka může mít také speciální (univerzální) tvar, který odpovídá tvaru dílu.
Snížení vířivých proudů
Aby se snížily vířivé proudy induktorů, je nutné v těchto mechanismech zvýšit odpor. Zejména se doporučuje používat licencovaný vodič a izolované vodiče.