dòng điện xoáy
Dưới ảnh hưởng của những v.v. c.Trong khối kim loại có dòng điện xoáy (dòng điện Foucault), được bao bọc trong khối kim loại, tạo thành chuỗi dòng điện xoáy.
Dòng điện xoáy (còn gọi là dòng điện Foucault) là dòng điện sinh ra do hiện tượng cảm ứng điện từ trong môi trường dẫn điện (thường là kim loại) khi từ thông xuyên qua nó thay đổi.
Dòng điện xoáy tạo ra từ thông riêng của chúng, thông qua Quy tắc Lenz, chống lại từ thông của cuộn dây và làm suy yếu nó. Chúng cũng gây ra hiện tượng nóng lõi, gây lãng phí năng lượng.
Hãy để nó có một lõi làm bằng vật liệu kim loại. Chúng tôi đặt một cuộn dây trên lõi này, dọc theo đó chúng tôi vượt qua Dòng điện xoay chiều… Xung quanh cuộn dây sẽ có một dòng điện từ xoay chiều chạy qua lõi.Trong trường hợp này, một EMF cảm ứng sẽ được tạo ra trong lõi, từ đó gây ra các dòng điện trong lõi gọi là dòng điện xoáy. Những dòng điện xoáy này làm nóng lõi. Vì điện trở của lõi thấp nên dòng điện cảm ứng sinh ra trong lõi có thể khá lớn và sự nóng lên của lõi có thể đáng kể.
Sự xuất hiện của dòng Foucault (dòng xoáy)
Dòng điện xoáy lần đầu tiên được phát hiện bởi nhà khoa học người Pháp D.F. Arago (1786 - 1853) vào năm 1824 trong một đĩa đồng nằm trên một trục dưới một kim quay từ tính. Do dòng điện xoáy, đĩa bắt đầu quay. Hiện tượng này, được gọi là hiện tượng Arago, được giải thích vài năm sau bởi M. Faraday từ vị trí của định luật cảm ứng điện từ.
Dòng điện xoáy được nhà vật lý người Pháp Foucault (1819 - 1868) nghiên cứu chi tiết và được đặt theo tên ông. Ông gọi hiện tượng nóng lên của các vật kim loại quay trong từ trường là dòng điện xoáy.
V như một ví dụ trong Hình. chưa được khám phá cho thấy các dòng điện xoáy được tạo ra trong một lõi lớn đặt trong một cuộn dây xoay chiều. Một từ trường xoay chiều tạo ra các dòng điện khép kín dọc theo các đường nằm trong các mặt phẳng vuông góc với hướng của trường.
Dòng điện xoáy: a — trong lõi lớn, b — trong lõi phiến mỏng
Các cách giảm dòng Foucault
Điện năng tiêu thụ để làm nóng lõi bởi dòng điện xoáy làm giảm hiệu quả của các thiết bị kỹ thuật thuộc loại điện từ một cách vô ích.
Để giảm sức mạnh của dòng điện xoáy, điện trở của mạch từ được tăng lên; đối với điều này, các lõi được thu thập từ các tấm mỏng (0,1-0,5 mm) riêng biệt, được cách ly với nhau bằng vecni hoặc đá đặc biệt.
Lõi từ của tất cả các máy và thiết bị dòng điện xoay chiều và lõi phần ứng của máy điện một chiều được lắp ráp từ các tấm màng không dẫn điện (photphat) được đánh vecni hoặc bề mặt, cách điện với nhau, được dập từ thép tấm cách điện. Mặt phẳng của các tấm phải song song với hướng của từ thông.
Với sự phân tách tiết diện của lõi mạch từ như vậy, các dòng điện xoáy bị suy yếu đáng kể, do các từ thông chặn các vòng dòng điện xoáy bị giảm, và do đó, suất điện động do các dòng điện này gây ra cũng giảm. vân vân. với việc tạo ra các dòng điện xoáy.
Các chất phụ gia đặc biệt cũng được đưa vào vật liệu cốt lõi, điều này cũng làm tăng nó. điện trở. Để tăng điện trở của sắt từ, thép điện được điều chế bằng phụ gia silic.
Mạch từ lót của máy biến áp
Lõi của một số cuộn dây (cuộn dây) được kéo từ các đoạn dây sắt nung đỏ, các dải sắt được đặt song song với các đường sức từ. Dòng điện xoáy chạy trong các mặt phẳng vuông góc với hướng từ thông bị giới hạn bởi các phớt cách điện. Điện từ trường được sử dụng cho lõi từ của các thiết bị, dụng cụ hoạt động ở tần số cao. Để giảm dòng điện xoáy trong dây, các dây sau được chế tạo dưới dạng một bó các dây riêng lẻ, được cách ly với nhau.
Lysendrat là một hệ thống dây đồng bện trong đó mỗi lõi được cách ly với các lõi lân cận. Dây dẫn mặt được thiết kế để sử dụng với dòng điện tần số cao nhằm ngăn dòng rò và dòng Foucault xảy ra.
Ứng dụng của dòng điện Foucault
Trong một số trường hợp, dòng điện xoáy được sử dụng trong công nghệ, chẳng hạn như để dừng quay các bộ phận có khối lượng lớn. Lực điện động gây ra trong các phần tử của phôi khi đi qua từ trường gây ra các dòng điện khép kín ở độ dày của nó, tương tác với từ trường, tạo ra các mômen phản lực đáng kể.
Phanh cảm ứng từ như vậy cũng được sử dụng rộng rãi để làm dịu chuyển động của các bộ phận chuyển động của công tơ điện, đặc biệt là để tạo ra phản mô men và dừng bộ phận chuyển động của công tơ điện.
Trong các thiết bị này, một đĩa được gắn trên trục của bộ đếm quay trong khe của một nam châm vĩnh cửu. Các dòng điện xoáy sinh ra trong khối đĩa trong quá trình chuyển động này, tương tác với từ thông của cùng một nam châm, tạo ra các mô men xoắn ngược chiều và hãm.
Ví dụ, dòng điện xoáy đã được phát hiện trong thiết bị hãm từ của đĩa công tơ điện. Xoay, đĩa giao nhau đường sức từ của nam châm vĩnh cửu… Các dòng điện xoáy phát sinh trong mặt phẳng của đĩa, từ đó tạo ra các từ thông riêng của chúng dưới dạng các ống xung quanh dòng điện xoáy. Tương tác với từ trường chính của nam châm, các từ thông này làm giảm tốc độ của đĩa.
Trong một số trường hợp, với sự trợ giúp của dòng điện xoáy, có thể sử dụng các hoạt động công nghệ không thể thực hiện được nếu không có dòng điện cao tần. Ví dụ, trong quá trình sản xuất các thiết bị và dụng cụ chân không, cần phải cẩn thận sơ tán không khí và các loại khí khác ra khỏi xi lanh. Tuy nhiên, có khí dư trong các phụ kiện kim loại bên trong xi lanh, khí này chỉ có thể được loại bỏ sau khi xi lanh được đun sôi.
Để khử khí hoàn toàn phần ứng, một thiết bị chân không được đặt trong trường của máy phát tần số cao, do tác động của dòng điện xoáy, phần ứng được làm nóng đến hàng trăm độ cho đến khi khí còn lại được trung hòa.
Việc sử dụng dòng điện xoáy trong quá trình làm cứng kim loại bằng cảm ứng
Một ví dụ về ứng dụng hữu ích của dòng điện xoáy trường xoay chiều là lò cảm ứng điện… Trong những trường hợp này, một từ trường tần số cao được tạo ra bởi một cuộn dây bao quanh nồi nấu kim loại sẽ tạo ra dòng điện xoáy trong kim loại trong nồi nấu kim loại. Năng lượng của dòng điện xoáy được chuyển thành nhiệt làm nóng chảy kim loại.