Curenți turbionari
Sub influența acestor etc. c. în masa piesei metalice curenți turbionari (curenți Foucault), care sunt închiși în masă, formând lanțuri de curenți turbionari.
Curenții turbionari (de asemenea, curenții Foucault) sunt curenți electrici care apar ca urmare a inducției electromagnetice într-un mediu conductor (de obicei un metal) atunci când fluxul magnetic care trece prin acesta se modifică.
Curenții turbionari generează propriile fluxuri magnetice, care prin regula lui Lenz, se opune fluxului magnetic al bobinei și o slăbește. De asemenea, provoacă încălzirea nucleului, ceea ce este o risipă de energie.
Lăsați-l să aibă un miez din material metalic. Pe acest miez punem o bobină, de-a lungul căreia trecem curent alternativ… În jurul bobinei va exista un curent magnetic alternativ care traversează miezul.În acest caz, un EMF indus va fi indus în miez, care, la rândul său, provoacă curenți în miez numiti curenți turbionari. Acești curenți turbionari încălzesc miezul. Deoarece rezistența electrică a miezului este scăzută, curenții induși induși în miezuri pot fi destul de mari și încălzirea miezului poate fi considerabilă.
Apariția curenților Foucault (curenți turbionari)
Curenții turbionari au fost descoperiți pentru prima dată de omul de știință francez D.F. Arago (1786 — 1853) în 1824 într-un disc de cupru situat pe o axă sub un ac magnetic rotativ. Din cauza curenților turbionari, discul a început să se rotească. Acest fenomen, numit fenomen Arago, a fost explicat câțiva ani mai târziu de M. Faraday din postura de legea inducției electromagnetice.
Curenții turbionari au fost studiați în detaliu de către fizicianul francez Foucault (1819 - 1868) și poartă numele acestuia. El a numit fenomenul de încălzire a corpurilor metalice care se rotesc într-un câmp magnetic, curenți turbionari.
V ca exemplu în figura descoperită prezintă curenți turbionari induși într-un miez masiv plasat într-o bobină de curent alternativ. Un câmp magnetic alternativ induce curenți care sunt închise de-a lungul căilor situate în planuri perpendiculare pe direcția câmpului.
Curenți turbionari: a — într-un miez masiv, b — într-un miez lamelar
Modalități de reducere a curenților Foucault
Puterea consumată pentru încălzirea miezului prin curenți turbionari reduce în mod inutil eficiența dispozitivelor tehnice de tip electromagnetic.
Pentru a reduce puterea curenților turbionari, rezistența electrică a circuitului magnetic este crescută; pentru aceasta, miezurile sunt colectate din plăci subțiri separate (0,1-0,5 mm), izolate unele de altele folosind un lac special sau rocă.
Miezurile magnetice ale tuturor mașinilor și dispozitivelor cu curent alternativ și miezurile de armătură ale mașinilor cu curent continuu sunt asamblate din plăci de folie neconductoare (fosfat) lăcuite sau de suprafață, izolate unele de altele, ștanțate din tablă de oțel electric. Planul plăcilor trebuie să fie paralel cu direcția fluxului magnetic.
Cu o astfel de separare a secțiunii transversale a miezului circuitului magnetic, curenții turbionari sunt slăbiți semnificativ, deoarece fluxurile magnetice care blochează buclele de curenți turbionari sunt reduse și, prin urmare, ef indusă de acești curenți este, de asemenea, redusă. etc. cu crearea de curenți turbionari.
În materialul miezului sunt introduși și aditivi speciali, care de asemenea îl măresc. rezistență electrică. Pentru a crește rezistența electrică a unui feromagnet, oțelul electric este preparat cu un aditiv de siliciu.
Circuit magnetic căptușit al transformatorului
Miezurile unor bobine (bobine) sunt trase din bucăți de sârmă de fier încinsă, fâșiile de fier sunt așezate paralel cu liniile fluxului magnetic. Curenții turbionari care curg în planuri perpendiculare pe direcția fluxului magnetic sunt limitați de etanșări izolatoare. Magnetodielectricii sunt utilizați pentru miezurile magnetice ale dispozitivelor și dispozitivelor care funcționează la frecvență înaltă. Pentru a reduce curenții turbionari din fire, acestea din urmă sunt realizate sub forma unui mănunchi de fire individuale, izolate unele de altele.
Un lysendrat este un sistem de fire de cupru împletite în care fiecare miez este izolat de vecinii săi. Conductorul frontal este proiectat pentru utilizare cu curenți de înaltă frecvență pentru a preveni apariția curenților vagabonzi și a curenților Foucault.
Aplicarea curenților Foucault
În unele cazuri, curenții turbionari sunt utilizați în tehnologie, de exemplu pentru a opri piesele masive în rotație. Forța electromotoare indusă în elementele piesei de prelucrat la traversarea câmpului magnetic determină curenți închisi în grosimea acestuia, care, interacționând cu câmpul magnetic, creează contra momente semnificative.
O astfel de frânare magneto-inductivă este, de asemenea, utilizată pe scară largă pentru a calma mișcarea pieselor mobile ale contoarelor electrice, în special pentru a crea un contra-cuplu și pentru a opri partea în mișcare a contoarelor de electricitate.
În aceste dispozitive, un disc montat pe axa contorului se rotește în golul unui magnet permanent. Curenții turbionari induși în masa discului în timpul acestei mișcări, interacționând cu fluxul aceluiași magnet, creează cupluri opuse și de frânare.
De exemplu, curenți turbionari au fost detectați în dispozitivul de frână magnetică al unui disc de contor electric. Rotire, discul se intersectează linii de câmp magnetic cu magnet permanent… Curenții turbionari apar în planul discului, care la rândul lor își creează propriile fluxuri magnetice sub formă de tuburi în jurul curentului turbionar. Interacționând cu câmpul principal al magnetului, aceste fluxuri decelerează discul.
În unele cazuri, cu ajutorul curenților turbionari, se pot folosi operații tehnologice care nu pot fi implementate fără curenți de înaltă frecvență. De exemplu, în fabricarea dispozitivelor și dispozitivelor de vid, este necesar să se evacueze cu atenție aerul și alte gaze dintr-un cilindru. Cu toate acestea, există gaz rezidual în fitingurile metalice din interiorul cilindrului, care poate fi îndepărtat numai după ce cilindrul este fiert.
Pentru degazarea completă a armăturii, în câmpul unui generator de înaltă frecvență este plasat un dispozitiv de vid, ca urmare a acțiunii curenților turbionari, armătura este încălzită la sute de grade, până când gazul rămas este neutralizat.
Utilizarea curenților turbionari la călirea prin inducție a metalelor
Un exemplu de aplicare utilă a curenților turbionari de câmp alternativ este cuptoare electrice cu inducție… În acestea, un câmp magnetic de înaltă frecvență creat de o bobină care înconjoară creuzetul induce curenți turbionari în metalul din creuzet. Energia curenților turbionari se transformă în căldură care topește metalul.