Ns. "Pyörrevirta" tai silmukkavirrat tunnetaan paitsi negatiivisista puolistaan, jotka liittyvät johtavan väliaineen häviöihin. Asiantuntijat arvostavat heitä monista hyödyllisistä sovelluksista, joista yksi on nykyaikaiset induktiouunit. Vortex-vaikutuksen oikeaan arviointiin on ensin ymmärrettävä, miten tämä fyysinen ilmiö tulkitaan sähkötekniikassa.
Lyhyt määritelmä
Syklisiä (ääriviivat) virtamuodostumia, jotka muodostuvat tietyn tehon muuttuvien e / m-kenttien vaikutuksesta, kutsutaan pyörteiksi. Tämän ilmiön ensimmäisen kerran löytäneen tutkijan nimellä kutsutaan niitä "Foucault-virtauksiksi" (kuva alla).
Syynä niiden muodostumiseen voi olla paitsi muuttuva e / m-kenttä, myös johtimen liike siinä, mikä kaikkien ilmiöiden suhteellisuustekijät huomioon ottaen ei ole ollenkaan yllättävää. On mahdotonta määrittää tarkkoja reittejä, joita pitkin Foucault-virrat virtaavat. Lukuisista kokeista voitiin varmistaa, että ne muodostuvat johtavan väliaineen vyöhykkeille, joissa varausten liikkumisen vastus on minimaalinen.
Pyörrevirtaominaisuudet
Foucault-virtojen erityispiirre on niiden sijainti ja läheisyys itseensä, mikä on syy epätavallisiin ominaisuuksiin (verrattuna "klassiseen" lineaariseen varausten liikkeeseen). Tavallisten virtojen tavoin ne ovat vuorovaikutuksessa niitä synnyttäneen magneettikentän kanssa, mutta tämä keskinäinen toiminta ilmaistaan tässä erityisellä tavalla. Lenzin lain mukaan niiden luomat "paikalliset" sähkömagneettiset kentät ilmenevät siten, että ne vastustavat niiden aiheuttaman magneettivuon muutosta. Toisin sanoen he tukevat vähenevää kenttää ja vastustavat sen jyrkää kasvua.
Tämä ilmiö aiheuttaa pyörremuodostumien lisääntymistä johtavassa väliaineessa ja sen vastuksen voimakas lasku. Näiden prosessien luonnollinen tulos on johtavan pohjan voimakas lämmitys, jonka lämpötila saavuttaa 800 astetta. Tässä tapauksessa johtavan väliaineen kautta siirretään suuria energiahäviöitä, joita pidetään ilmiön negatiivisena puolena. Lämmitysaste ja häviöiden suuruus riippuvat suoraan indusoidun induktiovirran taajuudesta (suurin saavutetaan noin 10 kHz: llä).
Eddy Currentsin hyödylliset sovellukset
Foucault-virroille ei ole ominaista vain negatiiviset ilmenemismuodot (energian menetysten muodossa).
Nykyaikaisten laitteiden kehittäjät ovat löytäneet heille hyödyllisiä sovelluksia, nimittäin:
- Foucault-vaikutusta käytetään induktiomittareissa, joissa niitä käytetään vaimentimena;
- induktioteräksen valmistusuunien valmistuksessa, jotka toimivat metallien lämmittämisen periaatteella niiden läpi virtaavien virtojen avulla;
- tarvittaessa toimilaitteiden (nuolien) vaimennus laboratorion mittauslaitteissa.
Nykyään kerrostaloissa on asennettu induktioliedet, jotka toimivat saman pyörrevirtaefektin vuoksi (kuva alla).