זרמי מערבולת
בהשפעת אלו וכו'. ג במסה של חלק המתכת זרמי מערבולת (זרמי פוקו), הכלואים במסה ויוצרים שרשראות זרם מערבולת.
זרמי מערבולת (גם זרמי פוקו) הם זרמים חשמליים הנוצרים כתוצאה מאינדוקציה אלקטרומגנטית בתווך מוליך (בדרך כלל מתכת) כאשר השטף המגנטי העובר דרכו משתנה.
זרמי מערבולת מייצרים שטפים מגנטיים משלהם, אשר דרך שלטון לנץ, להתנגד לשטף המגנטי של הסליל ולהחליש אותו. הם גם גורמים לחימום הליבה, שזה בזבוז אנרגיה.
תן לו ליבה עשויה מחומר מתכתי. שמנו סליל על הליבה הזו, שלאורכו אנחנו עוברים זרם חליפין... מסביב לסליל יהיה זרם מגנטי לסירוגין חוצה את הליבה.במקרה זה, יושרה EMF מושרה בליבה, אשר בתורו גורם לזרמים בליבה הנקראים זרמי מערבולת. זרמי מערבולת אלה מחממים את הליבה. מכיוון שההתנגדות החשמלית של הליבה נמוכה, הזרמים המושרים המושרים בליבות יכולים להיות גדולים למדי והחימום של הליבה יכול להיות ניכר.
הופעתם של זרמי פוקו (זרמי מערבולת)
זרמי מערבולת התגלו לראשונה על ידי המדען הצרפתי D.F. אראגו (1786 — 1853) ב-1824 בדיסק נחושת הממוקם על ציר מתחת למחט מגנטית מסתובבת. בגלל זרמי מערבולת, הדיסק החל להסתובב. תופעה זו, הנקראת תופעת אראגו, הוסברה כעבור מספר שנים על ידי מ' פאראדיי מעמדת חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית.
זרמי מערבולת נחקרו בפירוט על ידי הפיזיקאי הצרפתי פוקו (1819 - 1868) ונקראים על שמו. הוא כינה את תופעת החימום של גופי מתכת המסתובבים בשדה מגנטי, זרמי מערבולת.
V כדוגמה באיור שנחשף מציג זרמי מערבולת המושרים בליבה מסיבית המונחת בסליל AC. שדה מגנטי לסירוגין משרה זרמים סגורים לאורך שבילים השוכנים במישורים המאונכים לכיוון השדה.
זרמי מערבולת: a - בליבה מסיבית, b - בליבה למלרית
דרכים להפחתת זרמי פוקו
הכוח הנצרך לחימום הליבה על ידי זרמי מערבולת מפחית ללא תועלת את היעילות של מכשירים טכניים מהסוג האלקטרומגנטי.
כדי להפחית את כוחם של זרמי המערבולת, ההתנגדות החשמלית של המעגל המגנטי מוגברת; לשם כך, הליבות נאספות מצלחות דקות נפרדות (0.1-0.5 מ"מ), מבודדות זו מזו באמצעות לכה או סלע מיוחדים.
הליבות המגנטיות של כל המכונות וההתקנים של זרם חילופין וליבות האבזור של מכונות זרם ישר מורכבות מלוחות סרטים (פוספט) לא מוליכים לכה או משטחים, מבודדים זה מזה, מוטבעים מפלדה חשמלית. מישור הלוחות חייב להיות מקביל לכיוון השטף המגנטי.
עם הפרדה כזו של החתך של הליבה של המעגל המגנטי, זרמי המערבולת נחלשים באופן משמעותי, שכן השטפים המגנטיים החוסמים את לולאות זרם המערבולת מצטמצמים, ולכן גם ה-emf המושרה על ידי זרמים אלה מופחת. וכו ' עם יצירת זרמי מערבולת.
לחומר הליבה מוכנסים גם תוספים מיוחדים, שגם מגדילים אותו. התנגדות חשמלית. כדי להגביר את ההתנגדות החשמלית של פרומגנט, מכינים פלדה חשמלית עם תוסף סיליקון.
מעגל מגנטי מרופד של השנאי
הליבות של כמה סלילים (סלילים) נמשכים מחתיכות של חוט ברזל לוהט.פסי הברזל ממוקמים במקביל לקווי השטף המגנטי. זרמי מערבולת הזורמים במישורים מאונכים לכיוון השטף המגנטי מוגבלים על ידי אטמים מבודדים. מגנטודיאלקטריות משמשות לליבות מגנטיות של מכשירים והתקנים הפועלים בתדר גבוה. על מנת להפחית את זרמי המערבולת בחוטים, האחרונים עשויים בצורה של צרור של חוטים בודדים, מבודדים זה מזה.
ליזנדראט היא מערכת של חוטי נחושת קלועים בהם כל ליבה מבודדת משכנותיה. מוליך הפנים מיועד לשימוש עם זרמים בתדר גבוה כדי למנוע התרחשות של זרמי תועה וזרמי פוקו.
יישום זרמי פוקו
במקרים מסוימים, זרמי מערבולת משמשים בטכנולוגיה, למשל כדי להפסיק לסובב חלקים מסיביים. הכוח האלקטרו-מוטיבי המושרה באלמנטים של חומר העבודה בעת חציית השדה המגנטי גורם לזרמים סגורים בעוביו, אשר באינטראקציה עם השדה המגנטי יוצרים מומנטים נגדיים משמעותיים.
בלימה מגנטו-אינדוקטיבית כזו נמצאת בשימוש נרחב גם כדי להרגיע את התנועה של חלקים נעים של מונים חשמליים, בפרט כדי ליצור מומנט נגד ולעצור את החלק הנעים של מדי חשמל.
במכשירים אלה, דיסק המותקן על ציר הדלפק מסתובב במרווח של מגנט קבוע. זרמי מערבולת המושרים במסת הדיסק במהלך תנועה זו, באינטראקציה עם השטף של אותו מגנט, יוצרים מומנטים מנוגדים ובלמים.
לדוגמה, זרמי מערבולת זוהו בהתקן הבלמים המגנטיים של דיסק מד חשמלי. סיבוב, הדיסק מצטלב קווי שדה מגנטי מגנטי קבוע... זרמי מערבולת מתעוררים במישור הדיסק, אשר בתורם יוצרים שטפים מגנטיים משלהם בצורת צינורות סביב זרם המערבולת. באינטראקציה עם השדה הראשי של המגנט, השטפים הללו מאטים את הדיסק.
במקרים מסוימים, בעזרת זרמי מערבולת, ניתן להשתמש בפעולות טכנולוגיות שלא ניתן ליישם ללא זרמים בתדר גבוה. לדוגמה, בייצור מכשירי ואקום והתקנים, יש צורך לפנות בזהירות אוויר וגזים אחרים מצילינדר. עם זאת, יש שאריות גז באביזרי המתכת שבתוך הגליל, אותם ניתן להסיר רק לאחר רתיחה של הגליל.
לצורך הסרת גז מוחלטת של האבזור, מונח מכשיר ואקום בשדה של גנרטור בתדר גבוה, כתוצאה מפעולת זרמי מערבולת מחממים את האבזור למאות מעלות, עד לנטרול הגז שנותר.
השימוש בזרמי מערבולת בהתקשות אינדוקציה של מתכות
דוגמה ליישום שימושי של זרמי מערבולת בשדה מתחלפים היא תנורי אינדוקציה חשמליים... באלה, שדה מגנטי בתדר גבוה שנוצר על ידי סליל המקיף את כור ההיתוך משרה זרמי מערבולת במתכת שבכור ההיתוך. האנרגיה של זרמי המערבולת הופכת לחום הממיס את המתכת.