Fark Enerjisi Tanımı
Lenz Yasası'na göre, bir iletki döngüsü değişen bir manyetik alanla karşılaştığında, bu değişimle karşıt olan bir EMF oluşturur. Benzer şekilde, bir manyetik alan bir iletki cisminin (örneğin, bir tel veya plaka) içinden geçtiğinde, malzemenin kesitlerinden akım akışına neden olur.
Bu akımlar, göller ve okyanuslarda gözlemlenen küçük dönerek giden su eddiesine benzer olarak fark enerjisi adını alır. Bu fark enerjisi döngüleri hem faydalı hem de istenmeyen olabilir.
Fark enerjileri, transformatör çekirdeği gibi malzemelerde istenmeyen yüksek ısı kaybına neden olurken, endüksiyon ısıtma, metalürji, kaynak, frenleme gibi çeşitli endüstriyel süreçlerde uygulamalar bulur. Bu makale, fark enerjisi fenomeninin teorisi ve uygulamalarıyla ilgilidir.
Transformatördeki Fark Enerjisi Kaybı
Bir transformatör çekirdeğindeki manyetik alan, Faraday ve Lenz yasalarına göre bir EMF oluşturur, bu da fark enerjilerini üretir. Çekirdek bölümünde, bobin akımı i(t) tarafından üretilen B(t) manyetik alanı, fark enerjisi ieddy'yi oluşturur.
Fark enerjilerine bağlı kayıplar aşağıdaki gibi yazılabilir:
Burada, ke = malzemenin boyutuna ve iletkenliğinin tersine orantılı sabit,
f = uyarıcı kaynağın frekansı,
Bm = manyetik alanın zirve değeri ve
τ = malzemenin kalınlığı.
Yukarıdaki denklem, fark enerjisi kaybının akım yoğunluğuna, frekansa ve malzemenin kalınlığına bağlı olduğunu ve malzemenin iletkenliğinin tersine orantılı olduğunu gösterir.
Transformatörde fark enerjisi kaybını azaltmak için, çekirdek ince tabakalardan (lamellerden) yapılmıştır. Her tabaka, fark enerjilerini küçük kesit alanlarına sınırlamak için yalıtılmıştır, bu da onların yolunu minimize eder ve kayıpları azaltır.
Bu, aşağıdaki resimde gösterilmiştir:
Malzemenin iletkenliğini artırmak için soğuk çizilmiş yönlendirilmiş granüllü, CRGO kalite çeliği, transformatör çekirdeği olarak kullanılır.
Fark Enerjilerinin Özellikleri
Bu sadece iletken malzemelerin içinde induklanır.
Kırık, korozyon, kenarlar gibi kusurlar tarafından bozulurlar.
Fark enerjileri derinlikle azalır, en yüksek yoğunluk yüzeydedir.
Bu özellikler, fark enerjilerinin elektrik, havacılık ve petrokimya endüstrilerinde metalle kırıkları ve hasarları tespit etmek için kullanılmasına olanak tanır.
Fark Enerjilerinin Uygulamaları
Manyetik Levitasyon: Bu itici tip levitasyon, modern yüksek hızlı Maglev trenlerinde sürtünmesiz ulaşım sağlama uygulaması bulur. Hareketli trene yerleştirilen süperiletken manyetikten üretilen değişen manyetik akım, trenin üzerinde levitasyonu sağlayan iletken plakada fark enerjileri oluşturur. Fark enerjileri, manyetik alanda levitasyon kuvvetlerini oluşturur.
Hipertermi Kanser Tedavisi: Doku ısıtma için fark enerjisi ısıtması kullanılır. Yakındaki tel sarımları ile bağlanan iletken tüplerde induklanan fark enerjileri, radyo frekans kaynağına bağlanan bir tank devresi oluşturur.
Fark Enerjisi Frenleme: Fark enerjisi kayıplara bağlı kinetik enerjinin ısıya dönüşümü, endüstride birçok uygulama bulur.
Trenlerin frenlenmesi.
Kayma parkta frenlenme.
Elektrikli testere veya matkap için acil durdurma.
Endüksiyon Isıtma: Bu işlem, yüksek frekanslı elektromanyetik ile iletken bir cisimde fark enerjileri induklanarak elektriksel olarak ısıtılır. Genellikle endüksiyon pişirme, metalleri eriten fırınlar, kaynak ve brözlemede kullanılır.
Fark Enerjisi Ayarlanabilir Hız Sürücüleri: Geri bildirim kontrolcüsü yardımıyla, fark enerjisi bağlantılı bir hız sürücüsü elde edilebilir. Metal formda, konveyörler, plastik işlemede gibi uygulamalar bulur.
Metal Dedektörleri: Taş, toprak vb. içinde metallerin varlığını fark enerjisi indüksiyonu ile tespit eder.
Veri İşleme Uygulamaları: Fark enerjisi yollastructure metal yapıların bileşimini ve sertliğini incelemek için kullanılır.
