תורת הזרמים המזדמנים ומשתמשיה

הגדרת זרמי הסחרור

לפי חוק לנץ, כאשר לולאה מולכדת מחשפת לשדה מגנטי משתנה, היא יוצרת דיפרנציאל חשמלי המאיץ זרם המתנגד לשינוי. באופן דומה, כאשר שדה מגנטי משתנה דרך גוף מוליך, כגון תיל או פלטה, הוא גורם לזרמים לזרום דרך חתכי החומר.

הזרמים הללו קיבלו את השם זרמי סחרור בשל הדמיון שלהם לסחרורים קטנים הנצפים בבריכות ואוקיינוסים. לולאות הזרם הסחרורי יכולות להיות הן מועילות והן בלתי רצויות.

בכל זאת, בעוד שהם גורמים להפסדי חום גבוהים בחומרים כמו ליבת טראנספורמר, זרמי הסחרור מוצאים שימוש בתהליכים תעשייתיים שונים כמו חימום אינדוקטיבי, מתכתורגיה, חיבור ובלימה. מאמר זה עוסק בתיאוריה היישומים של תופעת זרמי הסחרור.

הפסדי זרמי סחרור בטראנספורמר

השדה המגנטי בתוך ליבת הטראנספורמר מפעיל דיפרנציאל חשמלי, מה שמוביל לזרמי סחרור לפי חוק פאראדיי וחוק לנץ. בסעיף הליבה, השדה המגנטי B(t) מהזרם i(t) בעטיפה יוצר זרמי סחרור ieddy.

ההפסדים עקב זרמי הסחרור יכולים להיכתב כך :

כאשר, ke = קבוע תלוי בממדים וביחס הפוך להתנגדות החומר,

f = תדירות המקור המעורר,

Bm = ערך השיא של השדה המגנטי ו-

τ = עובי החומר.

משוואת לעיל מראה שההפסדי זרם סחרור תלויים בצפיפות הפלוקס, בתדירות ובעובי החומר וביחס הפוך להתנגדות החומר.

כדי להפחית את ההפסדי זרמי הסחרור בטראנספורמר, הליבה מיוצרת מקבצים של לוחות דקים המכונים למינציות. כל לוח מבודד כדי לצמצם את זרמי הסחרור לאזורים קטנים של חתך, מצמצם את מסלולם ומפחית את ההפסדים.

זה מיוצג בתרשים שלהלן :

כדי להגביר את ההתנגדות של החומר, משתמשים בפלדה משובצת קרירה עם כיוון גרעיני (CRGO) כתוכנית לטראנספורמר.

מאפיינים של זרמי סחרור

• הם מואצים רק בתוך חומרים מוליכים.

• הם מעוותים על ידי פגמים כגון נקעים, שחיקה, קצוות וכו'.

• זרמי הסחרור מתכווצים בעומק עם עוצמה מרבית על פני השטח.

מאפיינים אלו מאפשרים להשתמש בזרמי סחרור בתעשייה, באווירונאוטיקה ובתעשיית הנפט לחיפוש פיצולים ופגמים בממתכת.

יישומים של זרמי סחרור

לביאה מגנטית: זהו סוג של לביאה דוחה המוצא יישום ברכבות מגנוטיות מהירות כדי לספק תחבורה ללא חיכוך. שינוי בשדה המגנטי שנוצר על ידי מגנט על הרכבת הנעה מפעיל זרמי סחרור על הגיליון המוליך הסטטי מעל אותו הרכבת צפה. זרמי הסחרור מפעילה כוחות של לביאה.

טיפול בסרטן באמצעות היפרטרמיה: חימום רקמות בעזרת זרמי סחרור. זרמי סחרור מואצים בốngות מוליכות על ידי סיבובים קרובים של תיל המחוברים לקונדנסטור כדי ליצור מעגל טנק המחובר למקור תדר רדיו.

בלימת זרמי סחרור: אנרגיה קינטית מתמירה לחום עקב הפסדי זרמי סחרור מוצאים יישומים רבים בתעשייה.

• בלימת רכבות.

• בלימת קרוסלה.

• מסגרת חשמלית או סcrew לדחיסת חירום.

  
  

חימום אינדוקטיבי: תהליך זה מחמם גופים מוליכים על ידי האצת זרמי סחרור באמצעות אלקטרומגנט בתדר גבוה. הוא משמש בעיקר לחימום אינדוקטיבי, תנורים להמסת מתכות, חיבור וברזינג.

מערכות נסיעה בעלות מהירות מתכווננת באמצעות זרמי סחרור: בעזרת בקר משוב ניתן להשיג מערכת נסיעה מתכווננת באמצעות זרמי סחרור. יש לה יישומים בייצור מתכת, מובילים, עיבוד פלסטיק ועוד.

מגנטומטרים: הוא מזהה את הימצאות המתכת ברocks, בקרקע וכדומה בעזרת האצת זרמי סחרור במתכת אם קיימת.

יישומים בעיבוד נתונים: בדיקת זרמי סחרור ללא הרס משמשת בחקירת הרכב והקשיחות של מבנים מתכתיים.