- Практическо приложение на вихрови токове
- Вихри и ефект на кожата
- Принципи на вихровите токове
- Намаляване на вихровите токове
Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Части, изработени от метал от автомобил или различни електрически устройства, имат способността да се движат в магнитно поле и да се пресичат с електропроводи. Поради това се формира самоиндукция. Предлагаме да се разгледат аномалните вихрови токове на Фуко, въздушните потоци, тяхното определяне, приложение, влияние и как да се намалят загубите на вихрови токове в трансформатор.
От закона на Фарадей следва, че промяната на магнитния поток създава индуцирано електрическо поле дори в празното пространство.
Ако в това пространство е вкарана метална пластина, индуцираното електрическо поле води до появата на електрически ток в метала. Тези индуцирани токове се наричат вихрови токове.
Токовете на Фуко са токове, чиято индукция се провежда в проводящите части на различни електрически уреди и машини, а баките на Фуко са особено опасни за преминаването на вода или газове, защото тяхната посока не може да бъде контролирана по принцип.
Ако индуцираните противотокови токове се създадат от променящо се магнитно поле, тогава вихровите токове ще бъдат перпендикулярни на магнитното поле и те ще се движат в кръг, ако полето е еднакво. Тези индуцирани електрически полета са много различни от електростатичните електрически полета на точковите заряди.
Практическо приложение на вихрови токове
Вихровите токове са полезни в промишлеността за разсейване на нежелана енергия, например, механично рамо на люлеене на баланса, особено ако токът е много висок. Магнитът в края на подложката регулира вихровите токове в метална плоча, прикрепена към края на скобата, да речем, ansys.
Физиката учи, че вихровите потоци могат да се използват и като ефективна спирачна сила в двигателите на транзитния влак. Електромагнитните устройства и механизми във влака близо до релсите са специално настроени да създават вихрови токове. Благодарение на движението на тока се получава плавно спускане на системата и влакът спира.
Усуканите токове са вредни за измервателните трансформатори и за хората. В трансформатора се използва метална сърцевина за увеличаване на потока. За съжаление, вихровите токове, произведени в арматурата или сърцевината, могат да увеличат загубата на енергия. Чрез конструиране на метално ядро от редуващи се слоеве от проводими и непроводими енергийни материали, размерът на индуцираните контури се намалява, като по този начин се намаляват загубите на енергия. Шумът, който трансформаторът произвежда по време на работа, е следствие от точно такова конструктивно решение.
Видео: Вихровите течения на Фуко
Друга интересна употреба на вихровата вълна - използването им в електромери или медицина. На дъното на всеки брояч има тънък алуминиев диск, който винаги се върти. Този диск се движи в магнитно поле, така че винаги има вихрови токове, чиято цел е да забавят движението на диска. Поради това, сензорът работи точно и без капки.
Вихри и ефект на кожата
В случая, когато има много силни вихрови токове (при високочестотен ток), плътността на тока в телата става много по-малка, отколкото на техните повърхности. Това е т.нар. Ефект на кожата, неговите методи се използват за създаване на специални покрития за проводници и тръби, които са разработени специално за вихрови токове и са тествани в екстремни условия.
Това е доказано от учения Екерт, който изследва ЕМП и трансформаторните инсталации.
Принципи на вихровите токове
Бобината с медна жица е обичаен метод за възпроизвеждане на индукция на вихрови токове. Променливият ток, преминаващ през бобината, създава магнитно поле вътре и около намотката. Магнитните полета образуват линии около проводника и се свързват, за да образуват по-големи контури. Ако токът се увеличава в един контур, магнитното поле ще се разшири през някои или всички от телените вериги, които са в непосредствена близост. Това предизвиква хистерезис в съседните вериги и причинява поток от електрони или вихрови токове в електропроводимия материал. Всеки дефект в материала, включително промени в дебелината на стените, пукнатини и други счупвания, може да промени потока на вихровите токове.
Законът на Ом
Законът на Ом е една от най-основните формули за определяне на електрическия поток. Напрежението, разделено на съпротивлението, Ом, определя електрическия ток в ампери. Трябва да се помни, че формулата за изчисляване на токове не съществува, необходимо е да се използват примери за изчисляване на магнитното поле.
индуктивност
Променливият ток, преминаващ през бобината, създава магнитно поле вътре и около намотката. С увеличаване на тока бобината индуцира циркулацията на (вихровите) потоци в проводящ материал, разположен близо до бобината. Амплитудата и фазата на вихровите токове ще варират в зависимост от натоварването на намотката и нейното съпротивление. Ако повърхност или под повърхността има празнина в електропроводим материал, потокът от вихрови токове ще бъде прекъснат. За нейното регулиране и управление има специални устройства с различни честотни канали.
Магнитни полета
Снимката показва как вихровите електрически токове образуват магнитно поле в бобината. Намотките от своя страна образуват вихрови токове в електропроводим материал и също така създават свои собствени магнитни полета.
Откриване на дефекти
Промяната на напрежението върху намотката ще повлияе на материала, сканирането и изучаването на вихрови токове ви позволява да създадете устройство за измерване на повърхностни и подпочвени прекъсвания. Няколко фактора ще повлияят на това, кои грешки могат да бъдат открити:
- Проводимостта на материала има значителен ефект върху пътя на вихровите токове;
- Проницаемостта на проводящия материал също има огромно влияние поради способността си да бъде намагната. Плоската повърхност е много по-лесна за сканиране, отколкото неравномерна.
- Дълбочината на проникване е много важна при контрола на вихровите токове. Повърхностните пукнатини са много по-лесни за откриване от дефектите на повърхността.
- Същото се отнася и за повърхността. Колкото по-малка е площта, толкова по-бързо се образуват вихрови токове.
Откриване на контурния дефектоскоп
Има стотици стандартни и специални сонди, които се изработват за специфични типове повърхности и контури. Ръбовете, каналите, контурите и дебелината на метала допринасят за успеха или провала на тестовете. Намотката, която е твърде близо до повърхността на проводящия материал, ще има най-голям шанс за откриване на прекъсвания. За сложни схеми намотката се поставя в специален блок и се прикрепя към арматурата, която позволява на тока да преминава през нея и да контролира нейното състояние. Много устройства изискват специална формована сонда и продукти на рулони, за да се адаптират към неправилната форма на детайла. Бобината може също така да има специална (универсална) форма, която да пасва на дизайна на детайла.
Намаляване на вихровите токове
За да се намалят вихровите токове на индукторите е необходимо да се увеличи съпротивлението в тези механизми. По-специално се препоръчва да се използват лицензирани проводници и изолирани проводници.