Teorya at mga Application ng Eddy Current

Pagsasalarawan ng Eddy Current

Ayon sa Batas ni Lenz, kapag isang loop na nagdudukot ay itinatangi sa isang nagbabagong magnetic field, ito ay gumagawa ng emf na nagpapakilos ng isang current na kontra sa pagbabago. Kapareho nito, kapag ang magnetic field ay nagbabago sa loob ng isang conducting body, tulad ng isang filament o isang slab, ito ay nagdudulot ng mga current na lumilipad sa pamamagitan ng cross-sections ng materyal.

Ang mga current na ito ay binibigyan ng pangalan na eddy currents dahil sa mga water eddies na maliit na swirling whirlpools na nakikita sa mga lawa at karagatan. Ang mga loop ng eddy current ay maaaring maging benepisyal at hindi kinakailangan.

Bagama't sila ay nagdudulot ng hindi kinakailangang mataas na heat losses sa materyal tulad ng core ng transformer, ang mga eddy current 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 core ng transformer ay nagpapakilos ng emf, na nagreresulta sa eddy currents ayon sa batas ni Faraday at Lenz. Sa seksyon ng core, ang magnetic field B(t) mula sa winding current i(t) ay nagpapakilos ng eddy currents ieddy.

Ang mga pagkawala 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 ginagawa ng stacked thin plates na tinatawag na laminations. Ang bawat plate ay may insulasyon upang limitahan ang eddy currents sa maliliit na cross-sectional areas, minumungkahi ang kanilang landas at bawasan ang mga pagkawala.

Ito ay ipinapakita sa larawan sa ibaba :

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

Mga Katangian ng Eddy Currents

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

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

• Ang mga eddy currents ay nababawasan ng depth na may pinakamataas na intensity na naroroon sa surface.

Ang mga katangian na ito ay nagbibigay-daan para sa mga eddy currents na gamitin sa power, aerospace, at petrochemical industries para sa deteksiyon ng metal cracks at damages.

Mga Aplikasyon ng Eddy Currents

Magnetic Levitation: Ito ay isang repulsive type ng levitation na may aplikasyon sa modernong high speed Maglev trains upang magbigay ng frictionless transportation. Ang nagbabagong magnetic flux na nililikha ng isang superconducting magnet na inilagay sa kumikilos na tren ay nagpapakilos ng eddy currents sa stationary conducting sheet kung saan ang tren ay lumilipad. Ang mga eddy currents ay nakikipag-ugnayan sa magnetic field upang lumikha ng forces of levitation.

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

Eddy Current Braking: Ang kinetic energy na inconvert 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 pinainit ang isang conducting body sa pamamagitan ng pagpapakilos ng eddy currents gamit ang high-frequency electromagnet. Ito ay pangunahing ginagamit para sa induction cooking, furnaces upang pumuno ng metals, welding, at brazing.

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

Metal Detectors: Ito ay nagdedetekta ng presensya ng metals sa loob ng rocks, soils, atbp. sa tulong ng eddy current induction sa metal kung naroroon.

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