ակնարկ Eddy Currents | 5+ Կարևոր Ծրագրեր

Այստեղ մենք կուսումնասիրենք պտտվող հոսանքների և այն մասին, թե ինչ է նշանակում էլեկտրամագնիսական թուլացում: Սակայն մագնիսական հոսքի փոփոխությունը նաև հոսանքներ է առաջացնում հաղորդիչների մեծ մասում, և դրանց հոսքի օրինաչափությունը նման է ջրի մեջ պտտվող պտույտներին:

Ֆրանսուա Արագոն՝ մաթեմատիկոս և նույնիսկ Ֆրանսիայի 25-րդ վարչապետը, առաջին անգամ նկատեց պտտվող հոսանքները 1824 թվականին: Հետագայում Ֆուկոն անունով ֆիզիկոսը հայտնաբերեց այս հոսանքները, որոնք հստակորեն կոչվում են պտտվող հոսանքներ:

Eddy Current-ի պարզ ցուցադրում

Շրջանառական հոսանքների պատճառն ու հետևանքը կարելի է հասկանալ պարզ փորձով, ինչպես նշվեց: Պղնձի ափսեը ճոճվում է ճոճանակների պես։

Սրանք խոչընդոտներ են առաջացնում ափսեի ճոճվող շարժման մեջ, և, հետևաբար, ճոճվող շարժումը թուլանում է: Որոշ ժամանակ անց թիթեղը կանգ է առնում մագնիսական դաշտում: 

Այս էլեկտրամագնիսական խոնավեցման էֆեկտը կարող է կրճատվել՝ կրճատելով պտտվող հոսանքների հոսքի համար հասանելի տարածքը: Հետևաբար, եթե մենք կարողանանք ուղղանկյուն բացիկներ և անցքեր մտցնել ափսեի մեջ, և քանի որ առաջացած հոսանքների մագնիսական մոմենտները կախված են դրանով պարփակված տարածքից, մենք կարող ենք նվազեցնել էլեկտրամագնիսական խոնավացումը և թիթեղն ավելի ազատորեն ճոճվում է:

EDDY հոսանքների հզորությունը

Շրջանառական հոսանքների ցրման հզորությունը կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ.

Որտեղ,

P-ն վերաբերում է միավոր զանգվածի համար կորցրած հզորությանը:

Bp վերաբերում է առավելագույն մագնիսական դաշտերին:

դ-ն վերաբերում է հաստությանը:

f-ը վերաբերում է հաճախականությանը:

k-ն վերաբերում է հաստատունին:

ρ-ն վերաբերում է դիմադրողականությանը:

D-ն վերաբերում է խտությանը:

Շրջանառության հոսանքը նվազում է մետաղական միջուկում լամինացիաների կիրառմամբ: Դրա պատճառով ուժգնությունը զգալիորեն կրճատվում է:

Քանի որ էներգիայի ցրումը ջերմության տեսքով կախված է պտտվող հոսանքների մեծության քառակուսիներից, ջերմության կորուստը և, հետևաբար, էներգիայի կորուստը նվազում է: Էներգիայի կորուստները կարող են հետագայում կրճատվել՝ օգտագործելով ավելի բարակ շերտավորում՝ շատ ցածր ածխածնի պարունակությամբ երկաթով կամ փափուկ երկաթով և ավելի մեծ խաչմերուկներով լարերով:

պտտվող հոսանքներ սալաքարում, լամինացիաներով և առանց դրանց
պտտվող հոսանքներ սալաքարում լամինացիայով և առանց շերտավորման, Image Credit – ՉետվորնոՇերտավոր առանցքային պտտվող հոսանքներ 2CC0 1.0

Ահա մի պարզ փորձ, որտեղ մենք կարող ենք նկատել էլեկտրամագնիսական թուլացում:

Նույն երկրաչափական կողմնորոշման երկու խոռոչ բարակ գլանաձև խողովակներ, բայց մեկը՝ ալյումինից, իսկ մյուսը՝ PVC խողովակ, ամրացվում են ուղղահայաց: Գլանաձև մագնիս, որի տրամագիծը մի փոքր ավելի փոքր է, քան գլանների տրամագիծը, երկու խողովակների միջով էլ այնպես է գցվում, որ նրանք չեն կարող դիպչել գլանաձև խողովակների ներքին պատերին: ՊՎՔ խողովակի միջով ընկած մագնիսը խողովակից դուրս գալու համար նույնքան ժամանակ է պահանջում, որքան առանց խողովակի նույն բարձրությունից ընկնելու դեպքում: Ալյումինե խողովակի մագնիսը համեմատաբար ավելի երկար ժամանակ է պահանջում խողովակից դուրս գալու համար:

Դա պայմանավորված է ալյումինե խողովակում արտադրվող պտտվող հոսանքներով, որոնք հակադրվում են փոփոխվող մագնիսական հոսքին, երբ մագնիսը շարժվում է ալյումինե խողովակով: Քանի որ ՊՎՔ-ն մեկուսիչ է, դրա մեջ պտտվող հոսանքներ չեն առաջանում: Այս երևույթը, երբ պտտվող հոսանքների հետևանքով հետաձգող ուժը սահմանափակում է առարկայի շարժումը, հայտնի է որպես էլեկտրամագնիսական խոնավացում:

EDDY հոսանքների ԿԻՐԱՌՈՒՄՆԵՐ

Չնայած պտտվող հոսանքները որոշ ծրագրերում անցանկալի են, կան բազմաթիվ ծրագրեր, որոնցում պտտվող հոսանքները անհրաժեշտություն են դրանց աշխատանքի համար: Դրանցից մի քանիսն են գնացքներում մագնիսական արգելակումը, էլեկտրամագնիսական խոնավացումը, ինդուկցիոն վառարանը, էլեկտրաէներգիայի հաշվիչները, լևիտացիան, մետաղների նույնականացումը, թրթռումների և դիրքի հայտնաբերումը, կառուցվածքային փորձարկումները և այլն: Դրանցից մի քանիսը մանրամասն բացատրվել են հետևյալ կերպ.

  • Մագնիսական արգելակում գնացքներում. Քանի որ մենք գիտենք, որ գնացքները բավականին ծանր են և կարող են շարժվել մեծ արագությամբ, հետևաբար գնացքների արգելակման համակարգը պետք է լինի շատ հզոր և հարթ: Փոթորիկ հոսանքները դա հնարավոր են դարձնում: Ուժեղ էլեկտրամագնիսներ կարող է առաջացնել պտտվող հոսանքներ ռելսերում: Քանի որ չկա շփում, քանի որ չկան մեխանիկական կապեր. հետևաբար, արգելակման համակարգը դառնում է շատ հարթ: Բայց այս հավելվածն օգտագործվում է միայն որոշ էլեկտրասնուցվող գնացքներում:
  • Ինդուկցիոն վառարան: Դրանք օգտագործվում են երկաթի, պողպատի, պղնձի, ալյումինի և այլ թանկարժեք մետաղների հալման համար՝ եռակցման, ձևափոխելու կամ համաձուլվածքներ պատրաստելու նպատակով: Ինդուկցիոն վառարանում պտտվող հոսանքն արտադրում է շատ բարձր ջերմաստիճան, որը բավարար է մետաղները հալեցնելու համար:
  • Էլեկտրամագնիսական թուլացում. մի քանի չափիչ գործիքներ, ինչպիսիք են գալվանոմետրերը, օգտագործում են պտտվող հոսանքների ազդեցությունը շարժմանը հակազդելու համար: Նրանք ունեն ֆիքսված միջուկ, որը կազմված է ոչ մագնիսական, բայց մետաղական նյութից, որի մեջ պտտվող հոսանքները առաջանում են, երբ կծիկը տատանվում է, որն իր հերթին հակադրվում է կծիկի շարժմանը և այն արագորեն բերում հանգստի դիրքի:
  • Վզող էֆեկտներ և լևիտացիա. երբ փոփոխվող մագնիսական դաշտ է կիրառվում, այն առաջացնում է պտտվող հոսանքներ, որոնք դրսևորում են դիամագնիսական նման վանման վարքագիծ, որի պատճառով մետաղը կամ ցանկացած հաղորդիչ նյութ կզգա վանող ուժ:

Շրջանառվող ընթացիկ կիրառման մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար կարող եք կարդալ հոդվածը պտտվող հոսանքի փորձարկում, պտտվող հոսանքի սենսոր և պտտվող հոսանքի արգելակ.