Curent turbionar

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Testarea nedistructivă
Curenți induși
Curent turbionar
Control cu ​​ultrasunete
Emisie acustică
Lichide penetrante
Magnetoscopie
Metoda neutronilor
Raze X
Termografie
TOFD, inspecție cu ultrasunete
Proiect de întreținere

Curenții turbionari sau curenții Foucault sau curenții turbionari ( vortex englezesc: vortex) sunt dintre curenții induși în masele conductoarelor metalice care sunt scufundate într-o variabilă de câmp magnetic sau care, în mișcare, printr-un câmp magnetic constant sau variabilă. În orice caz, variația fluxului magnetic generează acești curenți. Fenomenul a fost descoperit de fizicianul francez Jean Bernard Léon Foucault în 1851 .

Termenul „ curent turbionar ” (literal: curenți turbionari) derivă din comportamentul vâslei când este scufundat în apă și creează vârtejuri mici pe măsură ce barca se mișcă înainte.

Curenți turbionari ( I, roșu ) induși într-o placă metalică (C) care se deplasează în dreapta unui magnet staționar (N) . Câmpul magnetic ( B, verde ) este îndreptat în jos. Curenții generează propriul lor câmp magnetic ( săgeți albastre ) care produce o forță rezistentă care se opune mișcării.
Wikipedia Eddy Currents.png

Descrierea fenomenului

Curenții turbionari sunt determinați de mișcarea (sau variația) câmpului magnetic care trece printr-un conductor. Mișcarea relativă generează circulația electronilor , adică a curentului, în conductor, în conformitate cu legea lui Faraday . Acești electroni, care se mișcă în vortexuri, generează la rândul lor un câmp magnetic în direcția opusă variației câmpului magnetic aplicat (vezi legea lui Lenz ). Fenomenul este accentuat:

  • pe măsură ce câmpul magnetic aplicat crește (dacă este sinusoidal cu pătratul amplitudinii )
  • pe măsură ce crește conductivitatea conductorului traversat de câmpul magnetic
  • cu viteza relativă crescândă între câmpul magnetic și conductor
  • dacă câmpul magnetic este periodic variabil cu frecvența crescătoare (dacă este sinusoidal cu legea proporțională cu pătratul frecvenței)
Exemplu de laminare pentru reducerea curenților turbionari (câmpul magnetic care traversează conductorul în verde): în partea de sus curenții (punctați) au o cale mai lungă; în partea de jos, laminarea reduce căile curenților
Miez transformator laminat pentru reducerea curenților turbionari

În acest caz, cu cât este mai mare intensitatea curenților turbionari care se dezvoltă și cu atât este mai puternic câmpul magnetic pe care îl generează (și se opun câmpului magnetic original).

Curentul care se dezvoltă în conductor are o formă rotitoare deoarece electronii sunt supuși forței Lorentz care este perpendiculară pe direcția electronilor în mișcare . Apoi, acestea se rotesc spre dreapta sau spre stânga, în funcție de direcția câmpului aplicat și de variația câmpului crescător sau descrescător. Rezistivitatea conductorului amortizează acești curenți.

Curenții turbionari generează pierderi de energie prin încălzirea conductorului ( efect Joule ). Acest fenomen este negativ în multe aplicații, deoarece această generare de căldură nu are niciun efect util. De exemplu, în transformatoare și motoare electrice provoacă o scădere a eficienței .

Aceste pierderi pot fi atenuate prin alegerea unui miez magnetic care are o conductivitate scăzută (de exemplu: ferite , oțel siliciu ) sau prin împărțirea miezului magnetic în straturi subțiri, izolate electric (laminare). În acest fel, electronii nu pot traversa stratul izolant dintre laminări și zona închisă de calea lor este redusă.

Prin urmare, cu cât este mai mare numărul de laminări pe unitate de suprafață , paralel cu câmpul magnetic aplicat, cu atât este mai mare reducerea curenților dispersați. Pierderile de curenți turbionari nu sunt întotdeauna un fenomen nedorit. Există aplicații care se bazează pe acesta (a se vedea, de exemplu, cuptoarele cu inducție ).

Efecte conexe

Mic generator în care laminarea miezului este evidentă (culoare neagră )
Motoare pas cu pas în unele dintre care se vede laminarea miezului magnetic: motor în dreapta și motor în partea stângă sus (miezul laminat este partea centrală întunecată)

Curenții turbionari sunt principala cauză a efectului pielii în conductorii care sunt traversați de curenți alternativi .

Aplicații

Notă

Bibliografie

  • Filippo Ciampolini, Inginerie electrică generală , Pitagora Editrice, 1971, Bologna , paginile 347 ÷ 350.
  • ( EN ) Fitzgerald, AE; Kingsley, Charles Jr. și Umans, Stephen D. (1983). Mașini electrice , ediția a IV-a, Mc-Graw-Hill, Inc., pagina 20. ISBN 0-07-021145-0 .
  • ( EN ) Sears, Francis Weston; Zemansky, Mark W. (1955). University Physics , ediția a II-a, Reading, MA: Addison-Wesley, paginile 616 ÷ 618.

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității LCCN (EN) sh85040943 · GND (DE) 4190009-1 · BNF (FR) cb12138531t (data)
Electromagnetismul Portalul electromagnetismului : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de electromagnetism