Вртложне струје
Под утицајем ових итд. ц) у маси металног дела вртложне струје (Фукоове струје), које су затворене у маси, формирајући ланце вртложних струја.
Вртложне струје (такође и Фоуцаултове струје) су електричне струје које настају као резултат електромагнетне индукције у проводном медију (обично металу) када се магнетни флукс који пролази кроз њега промени.
Вртложне струје стварају сопствене магнетне флуксове, који кроз Ленцово правило, супротстављају се магнетном флуксу завојнице и ослабе га. Они такође изазивају загревање језгра, што је губитак енергије.
Нека има језгро од металног материјала. На ово језгро стављамо завојницу, дуж које пролазимо наизменична струја… Око завојнице ће бити наизменична магнетна струја која прелази кроз језгро.У овом случају, индукована ЕМФ ће бити индукована у језгру, што заузврат изазива струје у језгру које се називају вртложним струјама. Ове вртложне струје загревају језгро. Пошто је електрични отпор језгра низак, индуковане струје индуковане у језгрима могу бити прилично велике и загревање језгра може бити значајно.
Појава Фоуцаултових струја (вртложна струја)
Вртложне струје први је открио француски научник Д.Ф. Араго (1786 — 1853) 1824. у бакарном диску који се налази на оси испод ротирајуће магнетне игле. Због вртложних струја диск је почео да се окреће. Ову појаву, названу феномен Араго, неколико година касније објаснио је М. Фарадеј са становишта закон електромагнетне индукције.
Вртложне струје детаљно је проучавао француски физичар Фуко (1819 - 1868) и назване су по њему. Феномен загревања металних тела која се ротирају у магнетном пољу назвао је вртложним струјама.
В као пример на слици откривено показује вртложне струје индуковане у масивном језгру постављеном у калем наизменичне струје. Наизменично магнетно поље индукује струје које су затворене дуж путања које леже у равнима окомитим на смер поља.
Вртложне струје: а — у масивном језгру, б — у ламеларном језгру
Начини смањења Фоуцаултових струја
Снага која се троши за загревање језгра вртложним струјама бескорисно смањује ефикасност техничких уређаја електромагнетног типа.
Да би се смањила снага вртложних струја, електрични отпор магнетног кола се повећава; за то се језгра сакупљају са одвојених танких (0,1-0,5 мм) плоча, изолованих једна од друге помоћу специјалног лака или камена.
Магнетна језгра свих машина и уређаја наизменичне струје и арматурна језгра машина једносмерне струје састављена су од лакираних или површинских непроводних филмских (фосфатних) плоча, изолованих једна од друге, штанцаних од електрочеличног лима. Раван плоча мора бити паралелна са смером магнетног флукса.
Оваквим одвајањем попречног пресека језгра магнетног кола вртложне струје су значајно ослабљене, пошто се смањују магнетни токови који блокирају петље вртложних струја, а самим тим и емф индукована овим струјама. итд. са стварањем вртложних струја.
У материјал језгра се такође уводе посебни адитиви, који га такође повећавају. електрична отпорност. Да би се повећао електрични отпор феромагнета, електрични челик се припрема са додатком силицијума.
Обложено магнетно коло трансформатора
Језгра неких калемова (калемова) су извучена из комада усијане гвоздене жице.Гвоздене траке су постављене паралелно са линијама магнетног флукса. Вртложне струје које теку у равнима окомитим на смер магнетног флукса ограничене су изолационим заптивкама. Магнетодиелектрици се користе за магнетна језгра уређаја и уређаја који раде на високој фреквенцији. Да би се смањиле вртложне струје у жицама, ове последње су направљене у облику снопа појединачних жица, изолованих једна од друге.
Лизендрат је систем плетених бакарних жица у којима је свако језгро изоловано од својих суседа. Предњи проводник је дизајниран за употребу са високофреквентним струјама како би се спречило појављивање лутајућих и Фоуцаултових струја.
Примена Фукоових струја
У неким случајевима, вртложне струје се користе у технологији, на пример за заустављање ротације масивних делова. Електромоторна сила индукована у елементима обратка приликом преласка магнетног поља изазива затворене струје у његовој дебљини, које у интеракцији са магнетним пољем стварају значајне контра моменте.
Такво магнетно-индуктивно кочење се такође широко користи за смиривање кретања покретних делова електричних бројила, посебно за стварање контра-момента и заустављање покретног дела бројила електричне енергије.
У овим уређајима, диск монтиран на осу бројача ротира у процепу сталног магнета. Вртложне струје индуковане у маси диска током овог кретања, у интеракцији са флуксом истог магнета, стварају супротне и кочионе моменте.
На пример, у уређају за магнетну кочницу диска електричног мерача откривене су вртложне струје. Ротација, диск се пресеца линије перманентног магнетног поља… Вртложне струје настају у равни диска, које заузврат стварају сопствене магнетне флуксове у облику цеви око вртложне струје. У интеракцији са главним пољем магнета, ови флуксови успоравају диск.
У неким случајевима, уз помоћ вртложних струја, могуће је користити технолошке операције које се не могу реализовати без високофреквентних струја. На пример, у производњи вакуумских уређаја и уређаја потребно је пажљиво евакуисати ваздух и друге гасове из цилиндра. Међутим, у металним спојницама унутар цилиндра постоји остатак гаса, који се може уклонити тек након што се цилиндар прокува.
За потпуну дегазацију арматуре, вакуумски уређај се поставља у поље високофреквентног генератора, као резултат дејства вртложних струја, арматура се загрева на стотине степени, док се преостали гас не неутралише.
Употреба вртложних струја у индукционом очвршћавању метала
Пример корисне примене вртложних струја наизменичног поља је електричне индукционе пећи… У њима, високофреквентно магнетно поље које ствара калем који окружује лончић индукује вртложне струје у металу у лончићу. Енергија вртложних струја се претвара у топлоту која топи метал.