Теорія і застосування вихрових струмів

Протікання магнітного поля всередині середовини трансформатора індукує електродинамічну силу у середовині згідно з законом Фарадея та Ленца, що призводить до протікання звідних струмів у середовині, як показано на малюнку нижче. Розглянемо ділянку середовини трансформатора, як показано. Магнітне поле B(t), створене завдяки струму i(t) в обмотці, спричиняє протікання звідного струму ieddy всередині середовини.

Втрати, пов'язані зі звідними струмами, можна записати наступним чином:

Де, ke = стала, яка залежить від розміру і обернено пропорційна до опору матеріалу,
f = частота джерела збудження,
Bm = максимальне значення магнітного поля і
τ = товщина матеріалу.

Наведене рівняння показує, що втрати звідних струмів залежать від густини потоку, частоти та товщини матеріалу і обернено пропорційні опору матеріалу.

• Для зменшення втрат звідних струмів у трансформаторі середовина формується шляхом наслаювання тонких пластин, які називаються ламінаціями, і кожна пластина ізольована або покрита лаком, щоб потік звідних струмів обмежувався дуже малим перетином площі кожної пластини і був ізольований від інших пластин. Тому шлях протікання струму зменшується до мінімуму. Це представлено на малюнку нижче:

• Для збільшення опору матеріалу використовується холодновальцований зорієнтований зерном сталевий сорт, CRGO grade steel як середовина трансформатора.

Властивості звідних струмів

• Ці струми індукуються лише всередині провідних матеріалів.

• Ці струми деформуються дефектами, такими як тріщини, корозія, краї тощо.

• Звідні струми згасають з глибиною, з найбільшою інтенсивністю на поверхні.

Застосування звідних струмів

Магнітне підвішення: Це відштовхувальний тип підвішення, який знаходить застосування у сучасних високошвидкісних поїздах Maglev для забезпечення безтеплового транспортування. Зміна магнітного потоку, створеного суперпровідним магнітом, розташованим на рухомому поїзді, створює звідні струми на стаціонарному провідному аркуші, над яким поїзд підвішений. Звідні струми взаємодіють з магнітним полем, що створює сили підвішення.

Лікування раку гіпертермією: Нагрівання тканин за допомогою звідних струмів. Звідні струми індукуються в провідних трубках, які з'єднані з конденсатором, щоб утворити резонансний контур, який з'єднаний з радіочастотним джерелом.

Гальмування звідними струмами: Кінетична енергія перетворюється в тепло через втрати звідних струмів, що знаходить численні застосування в промисловості :

• Гальмування поїздів.

• Гальмування американських гіркових кошторисів.

• Електропила або дриль для аварійного відключення.

Індукційне нагрівання: Це процес електричного нагрівання провідного тіла шляхом індукції звідних струмів в ньому за допомогою високочастотного електромагніту. Його основні застосування — індукційне приготування, індукційна печ, яка використовується для нагріву металів до їхньої температури плавлення, зварювання, луження тощо.

Звідні струми з регульованою швидкістю: За допомогою системи зворотного зв'язку можна досягти звідного струмового куплюваного приводу з регульованою швидкістю. Він знаходить застосування у формуванні металів, конвеєрах, обробці пластмас тощо.

Детектори металу: Виявляють наявність металів у горі, грунті тощо за допомогою індукції звідних струмів у металі, якщо вони присутні.

Застосування в обробці даних: Звідні струми не.destroyAllWindows()