Teoria e Applicazioni della Corrente Indotta

Il flusso del campo magnetico all'interno del nucleo del trasformatore induce una forza elettromotrice nel nucleo secondo la legge di Faraday e la legge di Lenz, causando il flusso di corrente di fuga nel nucleo come mostrato nella figura seguente. Consideriamo una sezione del nucleo del trasformatore come mostrato. Il campo magnetico B(t) prodotto dalla corrente di avvolgimento i(t), causa il flusso di corrente di fuga ieddy all'interno del nucleo.

Le perdite dovute alle correnti di fuga possono essere scritte come segue :

Dove, ke = costante dipendente dalle dimensioni e inversamente proporzionale alla resistività del materiale,
f = frequenza della sorgente di eccitazione,
Bm = valore massimo del campo magnetico e
τ = spessore del materiale.

L'equazione sopra mostra che la perdita di corrente di fuga dipende dalla densità di flusso, dalla frequenza e dallo spessore del materiale e inversamente proporzionale alla resistività del materiale.

• Per ridurre le perdite di corrente di fuga nel trasformatore il nucleo viene formato da pile di lastre sottili chiamate laminazioni e ogni lastra è isolata o verniciata in modo che il flusso di corrente di fuga sia confinato a un'area di sezione trasversale molto piccola di ogni lastra e isolato dalle altre lastre. Pertanto, il percorso di flusso della corrente diminuisce al minimo. Questo è rappresentato nella figura seguente :

• Per aumentare la resistività del materiale, viene utilizzato acciaio orientato a grana fredda rotolata, CRGO come nucleo del trasformatore.

Proprietà delle correnti di fuga

• Queste sono indotte solo all'interno dei materiali conduttori.

• Queste sono distorte da difetti come crepe, corrosione, bordi, ecc.

• Le correnti di fuga attenuano con la profondità, con l'intensità massima presente sulla superficie.

Applicazione della corrente di fuga

Levitazione magnetica: È un tipo repulsivo di levitazione che trova applicazione nei treni ad alta velocità Maglev moderni per fornire un trasporto privo di attrito. Il flusso magnetico variabile prodotto da un magnete superconduttore posizionato sul treno in movimento produce correnti di fuga su una lamina conduttrice stazionaria su cui il treno levita. Le correnti di fuga interagiscono con il campo magnetico per produrre forze di levitazione.

Trattamento del cancro per ipertermia: Riscaldamento dei tessuti tramite riscaldamento per correnti di fuga. Correnti di fuga indotte nei tubi conduttori da avvolgimenti di filo prossimali collegati a un condensatore per formare un circuito serbatoio che è collegato a una sorgente di frequenza radio.

Frenatura a corrente di fuga: L'energia cinetica convertita in calore a causa delle perdite di corrente di fuga trova numerose applicazioni nell'industria :

• Frenatura dei treni.

• Frenatura di un ottovolante.

• Sega o trapano elettrico per la sua chiusura d'emergenza.

Riscaldamento per induzione: È il processo di riscaldamento elettrico di un corpo conduttore inducendo correnti di fuga in esso utilizzando un elettromagnete ad alta frequenza. Le sue principali applicazioni sono la cottura per induzione, il forno ad induzione utilizzato per riscaldare i metalli fino al loro punto di fusione, la saldatura, la brasatura, ecc.

Azionamenti a velocità regolabile a corrente di fuga: Con l'aiuto di un controllore di retroazione, può essere ottenuto un azionamento a velocità regolabile a corrente di fuga. Trova applicazioni nella formatura dei metalli, nei nastri trasportatori, nel trattamento dei plastici, ecc.

Rilevatori di metalli: Rilevano la presenza di metalli all'interno di rocce, terreni, ecc., con l'aiuto dell'induzione di correnti di fuga nel metallo, se presente.

Applicazioni di elaborazione dati: Controllo non distruttivo a corrente di fuga utilizzato per investigare la composizione e la durezza delle strutture metalliche.

Applicazioni di tachimetro e sensore di prossimità

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