Teoría e aplicacións das correntes de Foucault
Que é a corrente de Foucault
Segundo a lei de Lenz, cando un lazo condutor está suxeito a un campo magnético variábel, xérase unha forza electromotriz nele que causa o fluxo de corrente na dirección oposta ao cambio que a produciu. O caso é semellante cando, en vez dun lazo condutor pechado, o cambio no campo magnético a través dun corpo conductor, como un filamento ou unha lámina de material magnético ou non magnético, provoca que as correntes fluían nas seccións transversais do mesmo en camiños pechados apropiados.
Estas correntes reciben o nome de correntes de Foucault por analogía coas eddies (remolinos) que se observan nos lagos e océanos. Estes bucles de corrente de Foucault poden ser tanto benéficos como indeseables.
Mentres causan perdas de calor indeseables no material, como no núcleo dun transformador, as correntes de Foucault atopan aplicacións en diversos procesos industriais como o calentamento por indución, metalurxía, soldadura, frenado, etc. Este artigo trata sobre a teoría e as aplicacións do fenómeno das correntes de Foucault.
Perdas de Corrente de Foucault no Transformador
O fluxo do campo magnético dentro do núcleo do transformador induce unha forza electromotriz no núcleo segundo a lei de Faraday e a lei de Lenz, provocando que as correntes de Foucault fluían no núcleo, como se mostra na figura a continuación. Considera unha sección do núcleo do transformador como se indica. O campo magnético B(t) producido debido á corrente i(t) da bobina, provoca que a corrente de Foucault ieddy fluía dentro do núcleo.
As perdas debido ás correntes de Foucault poden escribirse do seguinte xeito :
Onde, ke = constante que depende do tamaño e inversamente proporcional á resistividade do material,
f = frecuencia da fonte de excitación,
Bm = valor máximo do campo magnético e
τ = espesor do material.
A ecuación anterior mostra que as perdas de corrente de Foucault dependen da densidade de fluxo, a frecuencia e o espesor do material e son inversamente proporcionais á resistividade do material.
Para reducir as perdas de corrente de Foucault no transformador o núcleo fai-se empilhando placas finas chamadas laminacións, e cada placa está aislada ou barnizada para que o fluxo de corrente de Foucault este confinado a unha área de sección transversal moi pequena de cada placa e aislado das outras placas. Polo tanto, o camiño de fluxo da corrente diminúe ao mínimo. Isto está representado na figura a continuación :
Para aumentar a resistividade do material, úsase acero de grao CRGO (acrónimo en inglés para acero orientado a gran escala a frío).
Propiedades das Correntes de Foucault
Estas só se inducen dentro dos materiais conductores.
Estas distórseánse por defectos como fisuras, corrosión, bordos, etc.
As correntes de Foucault atenuanse con a profundidade, sendo a máxima intensidade presente na superficie.
Aplicacións da Corrente de Foucault
Levitación Magnética: É un tipo repulsivo de levitación que atopa aplicación nos trens Maglev modernos de alta velocidade para proporcionar transporte sen froio. O fluxo magnético cambiante producido por un imán supercondutor colocado no tren en movemento produce correntes de Foucault na chapa condutora estacionaria sobre a que o tren levita. As correntes de Foucault interaccionan co campo magnético para producir forzas de levitación.
Tratamento do Cáncer por Hipertermia: Calor producido polas correntes de Foucault usado para calentar tecidos. Correntes de Foucault inducidas nas tuberías conductoras por enrolamentos de fío proximais conectados a un condensador para formar un circuito tanque que está conectado a unha fonte de radiofrecuencia.
Frenado por Corrente de Foucault: A enerxía cinética convertida en calor debido ás perdas de corrente de Foucault atopa numerosas aplicacións na industria :
Frenado de trens.
Frenado dunha montaña rusa.
Serra eléctrica ou taladro para o seu desligamento de emerxencia.
Calentamento por Inducción: É o proceso de calentar un corpo conductor inducindo correntes de Foucault neles usando un electroimán de alta frecuencia. As súas aplicacións principais son a cocción por inducción, os fornos de inducción usados para calentar metais ata o seu punto de fusión, soldadura, braseado, etc.
Unidades de Velocidade Ajustable por Corrente de Foucault: Con axuda dun controlador de retroalimentación pode lograrse unha unidade de velocidade acoplada por corrente de Foucault. Atopa aplicacións na conformación de metais, transportadores, procesamento de plásticos, etc.
Detectores de Metais: Detecta a presenza de metais dentro de rochas, solos, etc., mediante a indución de correntes de Foucault no metal se está presente.
Aplicacións de Procesamento de Datos: A ensaio non destructivo por corrente de Foucault usado para investigar a composición e dureza de estruturas metálicas.
Aplicacións de Contador de Velocidade e Sensores de Proximidade
Declaración: Respetar el original, artículos buenos merecen ser compartidos, si hay infracción por favor contacte para eliminar.
