Теория и приложения вихровых токов
چه چیزی است جریان فروبه
بر اساس قانون لنز، حلقه رسانا زمانی که در معرض میدان مغناطیسی متغیر قرار می‌گیرد، دارای القای الکتروموتووری (emf) می‌شود که باعث جریان الکتریکی در جهتی مخالف تغییر می‌شود که آن را ایجاد کرده است. این مورد برای مواردی مشابه است که به جای حلقه بسته رسانا، تغییر در میدان مغناطیسی از طریق یک بدنه رسانا، مثلاً یک سیم یا لایه از مواد مغناطیسی یا غیرمغناطیسی، باعث جریان الکتریکی در مسیرهای بسته مناسب می‌شود.
این جریان‌ها به نام جریان فروبه شناخته می‌شوند که از گردابه‌های آب کوچکی که در دریاچه‌ها و اقیانوس‌ها مشاهده می‌شوند نام گرفته‌اند. این حلقه‌های جریان فروبه می‌توانند هم مفید و هم ناخواسته باشند.
در حالی که آن‌ها باعث ضایعات گرمایی بالا در مواد مانند هسته ترانسفورماتور می‌شوند، جریان‌های فروبه در فرآیندهای صنعتی مختلفی مانند گرمایش القایی، متالورژی، جوشکاری، ترمز و غیره کاربرد دارند. این مقاله به نظریه و کاربردهای پدیده جریان فروبه می‌پردازد.
ضایعات جریان فروبه در ترانسفورماتور
جریان میدان مغناطیسی در داخل هسته ترانسفورماتور بر اساس قانون فارادی و قانون لنز القای الکتروموتووری (emf) در هسته ایجاد می‌کند که باعث جریان فروبه در هسته می‌شود مانند شکل زیر. بخشی از هسته ترانسفورماتور را در نظر بگیرید که در آن میدان مغناطیسی B(t) ناشی از جریان bobin i(t)، باعث جریان فروبه ieddy در داخل هسته می‌شود.
ضایعات ناشی از جریان‌های فروبه به صورت زیر نوشته می‌شود :
که در آن، ke = ثابتی که بستگی به اندازه و عکس مستقیم با مقاومت الکتریکی ماده دارد،
f = فرکانس منبع تحریک،
Bm = مقدار پیک میدان مغناطیسی و
τ = ضخامت ماده.
معادله فوق نشان می‌دهد که ضایعات جریان فروبه بستگی به چگالی جریان، فرکانس و ضخامت ماده دارد و عکس مستقیم با مقاومت الکتریکی ماده است.
برای کاهش ضایعات جریان فروبه در ترانسفورماتور
