Teorya sa Eddy Current ug mga Aplikasyon

Definasyon sa Eddy Current

Batasan sa Lenz, kapag ang isang loop na nag-conduct ay ipinakilala sa isang nagbabago na magnetic field, ito ay nag-generate ng emf na nag-induce ng current na kontra sa pagbabago. Pareho din, kapag ang magnetic field ay nag-bago sa loob ng isang conducting body, tulad ng filament o slab, ito ay nagdudulot ng pag-flow ng current sa cross-sections ng materyales.

Ang mga current na ito ay binigyan ng pangalan na eddy currents, batay sa water eddies na maliit na swirling whirlpools na makikita sa mga lawa at karagatan. Ang mga eddy current loops ay maaaring maging beneficial at undesirable.

Bagama't sila ay nagdudulot ng hindi kailangan na mataas na heat losses sa materyal tulad ng transformer core, ang eddy currents ay may mga aplikasyon sa iba't ibang industriyal na proseso tulad ng induction heating, metallurgy, welding, braking, atbp. Ang artikulong ito ay tumutukoy sa teorya at aplikasyon ng eddy current phenomenon.

Eddy Current Loss sa Transformer

Ang magnetic field sa loob ng transformer core ay nag-induce ng emf, na nagdudulot ng eddy currents batay sa faraday law at lenz law. Sa seksyon ng core, ang magnetic field B(t) mula sa winding current i(t) ay nag-generate ng eddy currents ieddy.

Ang mga loss dahil sa eddy currents ay maaaring isulat bilang sumusunod :

Kung saan, ke = constant na depende sa laki at inversely proportional sa resistivity ng materyal,

f = frequency ng excitation source,

Bm = peak value ng magnetic field at

τ = thickness ng materyal.

Ang equation na ito ay nagpapakita na ang eddy current loss ay depende sa flux density, frequency, at thickness ng materyal at inversely proportional sa resistivity ng materyal.

Upang bawasan ang eddy current losses sa transformer, ang core ay gawa sa stacked thin plates na tinatawag na laminations. Ang bawat plate ay insulated upang i-restrict ang eddy currents sa maliit na cross-sectional areas, na mininimize ang kanilang path at nagbawas ng losses.

Ito ay ipinapakita sa figure sa ibaba :

Upang taasin ang resistivity ng materyal, ginagamit ang cold rolled grain oriented, CRGO grade steel bilang core ng transformer.

Properties ng Eddy Currents

• Ang mga ito ay induced lamang sa loob ng conducting materials.

• Ang mga ito ay distorted ng mga defect tulad ng cracks, corrosion, edges, atbp.

• Ang eddy currents ay nagsisimula sa surface at lumiliit habang papunta sa mas malalim na parte ng materyal.

Ang mga properties na ito ay nagbibigay-daan para ang eddy currents ay maaaring gamitin sa power, aerospace, at petrochemical industries para sa pag-detect ng metal cracks at damages.

Aplikasyon ng Eddy Currents

Magnetic Levitation: Ito ay isang repulsive type ng levitation na may aplikasyon sa modern na high speed Maglev trains para sa frictionless transportation. Ang nagbabago na magnetic flux na gawa ng superconducting magnet na nakalagay sa moving train ay nag-produce ng eddy currents sa stationary conducting sheet kung saan ang tren ay levitates. Ang mga eddy currents ay interact sa magnetic field para mag-produce ng forces of levitation.

Hyperthermia Cancer Treatment: Ang eddy current heating ay ginagamit para sa tissue heating. Ang eddy currents na induced sa conducting tubings ng proximal wire windings na konektado sa capacitor upang form ng tank circuit na konektado sa radio frequency source.

Eddy Current Braking: Ang kinetic energy na converted sa heat dahil sa eddy current losses ay may maraming aplikasyon sa industriya.

• Braking ng tren.

• Braking ng roller coaster.

• Electric saw o drill para sa emergency shut-off.

  
  

Induction Heating: Ang prosesong ito ay elektrikal na nag-heating ng conducting body sa pamamagitan ng pag-induce ng eddy currents gamit ang high-frequency electromagnet. Ito ay pangunahing ginagamit para sa induction cooking, furnaces para sa melting ng metals, welding, at brazing.

Eddy Current Adjustable Speed Drives: Sa tulong ng feedback controller, maaaring makamit ang eddy current coupled speed drive. Ito ay may aplikasyon sa metal forming, conveyors, plastic processing, atbp.

Metal Detectors: Ito ay nag-detect ng presence ng metals sa loob ng rocks, soils, atbp. sa tulong ng eddy current induction sa metal kung present.

Data Processing Applications: Ang eddy current non-destructive testing ay ginagamit sa pagsisiyasat ng composition at hardness ng metal structures.