girdap akımları
Bunların etkisi altında vb. c. metal parçanın kütlesinde girdap akımları (Foucault akımları), kütle içine alınmış, girdap akımı zincirleri oluşturur.
Girdap akımları (ayrıca Foucault akımları), içinden geçen manyetik akı değiştiğinde iletken bir ortamda (genellikle bir metal) elektromanyetik indüksiyon sonucu ortaya çıkan elektrik akımlarıdır.
Girdap akımları kendi manyetik akılarını üretirler. Lenz'in kuralı, bobinin manyetik akısına karşı koyun ve onu zayıflatın. Ayrıca enerji israfı olan merkezi ısıtmaya da neden olurlar.
Metalik malzemeden yapılmış bir çekirdeğe sahip olsun. İçinden geçtiğimiz bu çekirdeğe bir bobin koyuyoruz alternatif akım… Bobinin etrafında, çekirdeği geçen alternatif bir manyetik akım olacaktır.Bu durumda, çekirdekte indüklenmiş bir EMF indüklenecek ve bu da çekirdekte girdap akımları adı verilen akımlara neden olacaktır. Bu girdap akımları çekirdeği ısıtır. Çekirdeğin elektrik direnci düşük olduğundan, çekirdeklerde indüklenen akımlar oldukça büyük olabilir ve çekirdeğin ısınması önemli olabilir.
Foucault akımlarının (girdap akımları) ortaya çıkışı
Girdap akımları ilk olarak Fransız bilim adamı D.F. Arago (1786 - 1853) 1824'te dönen bir manyetik iğnenin altındaki bir eksen üzerinde bulunan bakır bir diskte. Girdap akımları nedeniyle disk dönmeye başladı. Arago fenomeni olarak adlandırılan bu fenomen birkaç yıl sonra M. Faraday tarafından elektromanyetik indüksiyon yasası.
Girdap akımları, Fransız fizikçi Foucault (1819 - 1868) tarafından ayrıntılı olarak incelenmiş ve onun adını almıştır. Manyetik alanda dönen metal cisimlerin ısınması fenomenine girdap akımları adını verdi.
Şekildeki bir örnek olarak V, bir AC bobinine yerleştirilmiş büyük bir çekirdekte indüklenen girdap akımlarını göstermektedir. Alternatif bir manyetik alan, alan yönüne dik düzlemlerde uzanan yollar boyunca kapalı olan akımları indükler.
Girdap akımları: a — büyük bir çekirdekte, b — katmanlı bir çekirdekte
Foucault akımlarını azaltmanın yolları
Çekirdeği girdap akımlarıyla ısıtmak için tüketilen güç, elektromanyetik tipteki teknik cihazların verimliliğini gereksiz yere azaltır.
Girdap akımlarının gücünü azaltmak için manyetik devrenin elektrik direnci artırılır; bunun için çekirdekler, özel bir vernik veya kaya kullanılarak birbirinden izole edilmiş ayrı ince (0,1-0,5 mm) plakalardan toplanır.
Tüm alternatif akım makine ve cihazlarının manyetik çekirdekleri ile doğru akım makinelerinin armatür çekirdekleri, elektrikli sacdan damgalanmış, birbirinden yalıtılmış, vernikli veya yüzeyi iletken olmayan film (fosfat) plakalardan monte edilir. Plakaların düzlemi, manyetik akının yönüne paralel olmalıdır.
Manyetik devrenin çekirdeğinin enine kesitinin bu şekilde ayrılmasıyla, girdap akımı döngülerini bloke eden manyetik akılar azaldığından ve dolayısıyla bu akımların neden olduğu emf de azaldığından, girdap akımları önemli ölçüde zayıflar. vesaire. girdap akımlarının oluşturulması ile.
Çekirdek malzemeye ayrıca onu artıran özel katkı maddeleri de eklenir. elektrik direnci. Ferromanyetin elektrik direncini arttırmak için silisyum katkılı elektrik çeliği hazırlanır.
Transformatörün astarlı manyetik devresi
Bazı bobinlerin (bobinlerin) çekirdekleri, kızgın demir tel parçalarından çekilir Demir şeritler, manyetik akı hatlarına paralel olarak yerleştirilir. Manyetik akı yönüne dik düzlemlerde akan girdap akımları, yalıtkan contalarla sınırlandırılır. Manyetodielektrikler, cihazların ve yüksek frekansta çalışan cihazların manyetik çekirdekleri için kullanılır. Tellerdeki girdap akımlarını azaltmak için, bunlar birbirinden izole edilmiş bir ayrı tel demeti şeklinde yapılır.
Bir lysendrat, her bir çekirdeğin komşularından izole edildiği bir örgülü bakır teller sistemidir. Yüz iletkeni, başıboş akımların ve Foucault akımlarının oluşmasını önlemek için yüksek frekanslı akımlarla kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
Foucault akımlarının uygulanması
Bazı durumlarda, teknolojide, örneğin dönen büyük parçaları durdurmak için girdap akımları kullanılır. Manyetik alanı geçerken iş parçasının elemanlarında indüklenen elektromotor kuvveti, kalınlığında kapalı akımlara neden olur ve bu, manyetik alanla etkileşime girerek önemli karşı momentler oluşturur.
Bu tür manyeto-endüktif frenleme, elektrik sayaçlarının hareketli parçalarının hareketini sakinleştirmek, özellikle bir karşı tork oluşturmak ve elektrik sayaçlarının hareketli parçalarını durdurmak için de yaygın olarak kullanılır.
Bu cihazlarda, sayacın eksenine monte edilmiş bir disk, kalıcı bir mıknatısın boşluğunda dönmektedir. Bu hareket sırasında disk kütlesinde indüklenen girdap akımları, aynı mıknatısın akısı ile etkileşerek karşıt ve frenleme momentleri oluşturur.
Örneğin, bir elektrik sayacı diskinin manyetik fren cihazında girdap akımları tespit edilmiştir. Döndürme, disk kesişir kalıcı mıknatıs manyetik alan çizgileri… Girdap akımları, diskin düzleminde ortaya çıkar ve bu da girdap akımının etrafındaki tüpler şeklinde kendi manyetik akılarını yaratır. Mıknatısın ana alanıyla etkileşime giren bu akılar, diski yavaşlatır.
Bazı durumlarda girdap akımları yardımı ile yüksek frekanslı akımlar olmadan uygulanamayan teknolojik operasyonları kullanmak mümkündür. Örneğin, vakum cihazları ve cihazlarının imalatında, bir silindirden hava ve diğer gazların dikkatli bir şekilde boşaltılması gerekir. Ancak silindirin içindeki metal bağlantı parçalarında ancak silindir kaynatıldıktan sonra çıkarılabilen artık gaz vardır.
Armatürün tamamen gazdan arındırılması için, yüksek frekanslı bir jeneratörün alanına bir vakum cihazı yerleştirilir, girdap akımlarının etkisiyle armatür, kalan gaz nötralize olana kadar yüzlerce dereceye kadar ısıtılır.
Metallerin indüksiyonla sertleştirilmesinde girdap akımlarının kullanımı
Alternatif alan girdap akımlarının kullanışlı bir uygulamasına bir örnek, elektrikli indüksiyon fırınları… Bunlarda, potayı çevreleyen bir bobin tarafından oluşturulan yüksek frekanslı bir manyetik alan, potadaki metalde girdap akımlarını indükler. Girdap akımlarının enerjisi, metali eriten ısıya dönüşür.