ทฤษฎีและประยุกต์ใช้ของกระแสวน

การไหลของสนามแม่เหล็กภายในแกนของหม้อแปลงทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในแกนตามกฎของฟาเรเดย์และเลนซ์ ทำให้เกิดกระแส Foucault ไหลในแกนดังแสดงในภาพด้านล่าง พิจารณาส่วนหนึ่งของแกนหม้อแปลงดังแสดง สนามแม่เหล็ก B(t) ที่เกิดจากกระแส i(t) ในขดลวดทำให้เกิดกระแส Foucault ieddy ไหลภายในแกน

ความสูญเสียจากการไหลของกระแส Foucault สามารถเขียนได้ดังนี้ :

โดย ke = ค่าคงที่ขึ้นอยู่กับขนาดและแปรผกผันกับความต้านทานของวัสดุ,
f = ความถี่ของแหล่งกำเนิด,
Bm = ค่าสูงสุดของสนามแม่เหล็ก และ
τ = ความหนาของวัสดุ

สมการดังกล่าวแสดงให้เห็นว่าความสูญเสียจากกระแส Foucault ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของฟลักซ์ ความถี่ และความหนาของวัสดุ และแปรผกผันกับความต้านทานของวัสดุ

• เพื่อลดความสูญเสียจากกระแส Foucault ใน หม้อแปลง แกนจะถูกสร้างขึ้นโดยการซ้อนแผ่นบาง ๆ ที่เรียกว่า lamination ร่วมกัน และแต่ละแผ่นจะถูกฉนวนหรือเคลือบเพื่อให้การไหลของ กระแส Foucault จำกัดอยู่ในพื้นที่ส่วนตัดขวางเล็ก ๆ ของแต่ละแผ่นและแยกออกจากแผ่นอื่น ๆ ดังนั้นทางเดินของการไหลของกระแสลดลงเป็นอย่างมาก นี่แสดงในภาพด้านล่าง :

• เพื่อเพิ่มความต้านทานของวัสดุ ใช้เหล็ก CRGO grade ที่มีโครงสร้างผลึกที่มีทิศทางและเย็นลง

คุณสมบัติของกระแส Foucault

• กระแสเหล่านี้ถูกเหนี่ยวนำเฉพาะภายในวัสดุที่นำไฟฟ้า

• กระแสเหล่านี้ถูกบิดเบือนโดยข้อบกพร่อง เช่น รอยแตก การกัดกร่อน ขอบ เป็นต้น

• กระแส Foucault ลดลงตามความลึก โดยมีความเข้มสูงสุดที่ผิว

การประยุกต์ใช้กระแส Foucault

การลอยด้วยสนามแม่เหล็ก: เป็นการลอยแบบ repulsive ที่ใช้ในรถไฟความเร็วสูง Maglev เพื่อให้การขนส่งไร้แรงเสียดทาน การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ผลิตโดยแม่เหล็ก superconducting บนรถไฟที่กำลังเคลื่อนที่ทำให้เกิดกระแส Foucault บนแผ่นนำไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง กระแส Foucault ทำงานร่วมกับสนามแม่เหล็กเพื่อสร้างแรงลอย

การรักษาโรคมะเร็งด้วยการให้ความร้อน (Hyperthermia): การให้ความร้อนด้วยกระแส Foucault ใช้ในการให้ความร้อนกับเนื้อเยื่อ กระแส Foucault ที่เหนี่ยวนำในท่อที่นำไฟฟ้าโดยการเชื่อมต่อสายขดลวดใกล้เคียงกับคอนเดนเซอร์เพื่อสร้างวงจร tank ที่เชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดความถี่วิทยุ

ระบบเบรกด้วยกระแส Foucault: ความสูญเสียจากกระแส Foucault ที่ทำให้พลังงานจลน์เปลี่ยนเป็นความร้อน มีการใช้งานมากมายในอุตสาหกรรม :

• การเบรกของรถไฟ

• การเบรกของรถไฟเหาะ

• เครื่องเลื่อยไฟฟ้าหรือสว่านสำหรับการปิดฉุกเฉิน

การทำความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำ: เป็นกระบวนการให้ความร้อนกับวัสดุนำไฟฟ้าโดยเหนี่ยวนำกระแส Foucault ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูง การใช้งานหลักคือการทำอาหารด้วยการเหนี่ยวนำ เตาหลอมเหนี่ยวนำที่ใช้ในการหลอมโลหะให้ถึงจุดหลอมเหลว การเชื่อม การประสาน เป็นต้น

ระบบขับเคลื่อนความเร็วปรับได้ด้วยกระแส Foucault: ด้วยความช่วยเหลือของตัวควบคุมป้อนกลับ ระบบขับเคลื่อนความเร็วปรับได้ด้วยกระแส Foucault สามารถทำได้ มีการใช้งานในกระบวนการขึ้นรูปโลหะ สายพานลำเลียง การแปรรูปพลาสติก เป็นต้น

เครื่องตรวจจับโลหะ: ใช้ในการตรวจจับโลหะภายในหิน ดิน ฯลฯ ด้วยการเหนี่ยวนำกระแส Foucault ในโลหะหากมีอยู่

การประยุกต์ใช้ในการประมวลผลข้อมูล: การทดสอบไม่ทำลายด้วยกระแส Foucault ใช้ในการตรวจสอบองค์ประกอบและความแข็งของโครงสร้างโลหะ

การประยุกต์ใช้ในการวัดความเร็วและการตรวจจับระยะใกล้

คำแถลง: ขอให้ เคารพ ต้นฉบับ, บทความที่ดีควรแบ่งปัน, หากมีการละเมิดลิขสิทธิ์ โปรดติดต่อลบ.