Полезное и вредное действия токов Фуко: снижение потерь и мощность вихревых токов > Флэтора
Золотая квартира    

Полезное и вредное действия токов Фуко: снижение потерь и мощность вихревых токов

cdcaed2a

Содержание

Взаимодействие электромагнитного поля с проводниками образует вихревые токи. Это явление способно выполнять полезные и вредные функции. В определенных ситуациях энергия затрачивается попусту либо ухудшает работоспособность трансформаторов и линий электропередачи. Однако правильное применение базовых принципов данного эффекта позволяет бесконтактным образом исследовать состав материалов, решать другие практические задачи.

В индукционных варочных панелях токи Фуко разогревают посуду с экономичным потреблением электроэнергии

Открытие вихревых токов

По историческим данным, впервые это явление обнаружил в начале 19 века французский исследователь Д. Араго. Специалистам известен его наглядный опыт. Вращение намагниченной стрелкой приводит в движение тонкий диск из меди, расположенный на небольшом расстоянии сверху. Природу явления раскрыл М. Фарадей, объяснивший представленный простой пример перемещения взаимодействием поля и образованных в проводнике токов. Они получили специфическое название по фамилии ученого. Фуко обнаружил нагрев тел при достаточно сильном энергетическом потенциале источника переменного тока.

Природа вихревых токов

Трансформатор — виды и применение

Образование ЭДС в проводниках при воздействии изменяющегося магнитного потока называют индукцией. На принципах этого явления функционируют электродвигатели, генераторы, катушки фильтров и колебательных контуров.

Что это такое токи Фуко, показано на рисунке

При определенном расположении источника переменного поля и проводника приходится учитывать отмеченные выше эффекты. При необходимости в контрольных точках можно измерить определенное напряжение. Важные особенности:

  • с учетом неравномерного распределения электрической проводимости затруднено точное определение траектории токов;
  • они будут возникать при перемещении пластины относительно постоянного магнита;
  • линии образуют замкнутые контуры в толще образца;
  • они расположены перпендикулярно вектору магнитного потока.

Практическое применение вихревых токов

Применение и эксплуатация элегазовых выключателей

Прохождение сильного тока повышает энергетический потенциал молекулярной решетки, что сопровождается нагревом. Это явление объясняет возможность использования соответствующей технологии для бесконтактного повышения температуры проводящих материалов. Если приводить пример с индукционной варочной панелью, можно подчеркнуть следующие плюсы:

  • образование тепла в глубине дна посуды обеспечивает эффективный нагрев рабочей зоны;
  • температура на поверхности панели не повышается чрезмерно;
  • тепловое воздействие на продукты выполняется быстрее, по сравнению с аналогами (спиральные ТЭНы, газовые плиты).

Привести пример на основе опыта с вращением диска несложно. Этот же принцип реализован в конструкции электромеханического счетчика потребленной энергии. В данном случае вращение рабочего узла обеспечивается наведенными токами. Ускорение/ замедление соответствует изменению мощности в нагрузке.

При увеличении тока можно нагреть металлы (сплавы) до температуры плавления

При тщательном изучении тематических вопросов можно найти определенные минусы. Электромагнитный поток в цельном сердечнике трансформатора способен увеличить энергетические потери. По этой причине соответствующие детали создают из комплекта пластин, покрытых слоем диэлектрика. Эти элементы соединяют изолированным стержнем.

Вихри и скин-эффект

Что является источником магнитного поля

При определенном расположении рабочего тела и генератора электромагнитных волн токи на поверхности становятся сильнее, чем в глубине. Эту особенность (скин эффект) учитывают при создании специальных покрытий.

Принципы вихревых токов

Для детального изучения процессов можно рассмотреть действие полей при подключении к источнику типовой катушки индукции. Переменный ток в проводнике образует силовые линии поля. Напряженность создает разницу потенциалов в соседних петлях. Движение электронов формирует вихревые токи. Они движутся по траекториям наименьшего сопротивления, которое изменяется при наличии в изделиях примесей, трещин, полостей и других дефектов.

Закон Ома

Вихревые токи – это направленное движение электронов в проводнике. Поэтому рассматриваемые явления вполне могут быть описаны базовыми физическими формулами и определениями.

Сила тока рассчитывается по закону Ома:

I = (-1/R) * (dФ/dt), где:

  • R – электрическое сопротивление;
  • Ф – магнитный поток;
  • dt – интервал времени.

Понятно, что для практических вычислений сложнее всего выяснить значение проводимости. Кроме отмеченных выше неравномерностей пути прохождения тока (различия проводника), траектория меняется под воздействием переменного поля.

Индуктивность

Следует подчеркнуть проницаемость проводника силовыми линиями электромагнитного поля. Такое воздействие при увеличении тока источника питания интенсифицирует вихревые эффекты в контрольном образце, установленном на небольшом расстоянии. Амплитуда наведенных токов и фаза определяются нагрузкой и проводимостью катушки индукции. Как и в предыдущем примере, разрывы и другие дефекты проводящего участка оказывают существенное влияние на рабочие электрические характеристики конструкции.

Магнитные поля

Зависимость от параметров материалов показана на рисунке. Цифрами отмечены:

  1. пара или диамагнетики;
  2. ферриты;
  3. железо.
Как будут возникать токи в разных образцах при равных общих условиях

Интересно. Взаимное воздействие оказывают магнитные поля, созданные катушкой и вихревыми процессами.

Дефектоскопия

Рассмотренные недостатки можно преобразовать в достоинства. По изменению вихревых токов определяют наличие дефектов при сканировании контрольных образцов. При создании измерительных приборов учитывают следующие факторы:

  • проводимость определяет силу и путь прохождения токов;
  • ровные поверхности исследовать проще;
  • вихревые процессы активизируется при уменьшении рабочей области.

Обнаружение контура дефектоскопом

С учетом целевого назначения корректируют конструкцию и размещение датчиков. Как правило, катушку устанавливают ближе к месту измерения. Корректируют форму изделия для лучшего соответствия объекту обследования.

Уменьшение вихревых токов

Чтобы успешно бороться с негативными проявлениями вихревых эффектов в электроэнергетике и других областях, пользуются отмеченными особенностями. В частности, увеличивают сопротивление проводников добавлением кремниевых и других присадок. Наборы из пластин размещают параллельно вектору магнитного потока. Обеспечивают надежную изоляцию элементов конструкции.

Полезное и негативное воздействие

Почему явление может применяться для решения практических задач, показано выше на конкретных примерах. Однако следует помнить о потерях, которые способны провоцировать вихревые токи. Для исключения ошибок необходимо тщательно проверять конструкторский расчет. Обязательно нужно оценить степень влияния переменного магнитного поля на проводящие материалы.

Видео



Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:


Об электробезопасности на предприятиях: правила, инструкции и нормы применения

Об электробезопасности на предприятиях: правила, инструкции и нормы применения Что такое электробезопасность на предприятии: нормы, меры и нюансы. К каким категориям относится персонал и требования по безопасности. Что запрещают правила по электробезопасности. Проверка знаний персонала....

17 10 2021 20:35:57

Освещение бассейна - специфика и нюансы оформлния

Освещение бассейна - специфика и нюансы оформлния Освещение бассейна и нюансы в оформлении. Особенности общего освещения. Специфика в организации подводного света. Освещение по контуру и подсвечивание....

17 10 2021 10:12:38

Как сделать внешнюю антенну для 4G модема: разновидности и характеристики

Как сделать внешнюю антенну для 4G модема: разновидности и характеристики Для чего LTE модему нужна внешняя антенна 4G. Технические характеристики самодельных 4G антенн для мобильных модемов. Как сделать выносную 4G своими руками: схема и инструменты....

17 10 2021 13:57:49

Все о подключении трехфазных счетчиков через трансформатор тока

Все о подключении трехфазных счетчиков через трансформатор тока Устройство и принцип работы измерительного трансформатора. Токовые характеристики измерительных трансформаторов. Преимущества и недостатки изделий. Подключение трехфазного счетчика через трансформаторы тока....

17 10 2021 1:12:54

Изготовление металлоискателя самостоятельно в домашних условиях: схема

Самодельный металлоискатель: схема и подробное описание сборки. Сборка глубинного металлоискателя на транзисторах. Этапы изготовления платы. Принцип работы металлоискателей, устройство приборов. Металлоискатели: различие, мощность, области применения....

17 10 2021 3:35:22

Тест на допуск электробезопасности (2 группа)

Экзаменационные тесты для проверки знаний норм и правил работы в электроустановках в объеме группы ll по электробезопасности...

17 10 2021 18:54:14

Измерение яркости светящейся поверхности и интенсивности светоотдачи

Измерение яркости светящейся поверхности и интенсивности светоотдачи Виды света и характеристики светового потока ламп накаливания, светодиодных и светосберегающих источников освещения. Единицы измерения. Определение светоотдачи, яркости и интенсивности освещения. Люксы, люмены, канделы: в чем измеряют свет....

17 10 2021 8:36:33

Об инструктаже по электробезопасности на 1 группу: инструкции и правила

Об инструктаже по электробезопасности на 1 группу: инструкции и правила Кому присваивается 1 группа Э Б. Таблица видов проводимых инструктажей. Программа инструктажа по электробезопасности на 1 группу. Требования по электробезопасности в процессе работы. Классификация травм....

17 10 2021 2:37:52

О сроках испытаний средств защиты используемых в электроустановках на предприятиях

О сроках испытаний средств защиты используемых в электроустановках на предприятиях Виды защитных средств. Как используются средства защиты согласно нормативно-технической документации. Требования по качеству и контроль. Сроки испытания средств защиты используемых в электроустановках....

17 10 2021 12:42:27

Расчет потребляемой мощности электроприбора

Расчет потребляемой мощности электроприбора Рассмотрим два простых способа расчета потребляемой мощности электроприборов. Этот навык полезен для отслеживания потребляемой энергии....

17 10 2021 19:34:32

Бактерицидная лампа: классификация, выбор, применение

Бактерицидная лампа: классификация, выбор, применение Бактерицидные лампы – источники освещения, позволяющие очистить воздух помещения и воду от бактерий различного происхождения....

17 10 2021 14:37:32

Плинтус с кабель каналом: преимущества, разновидности, установка

Плинтус с кабель каналом: преимущества, разновидности, установка Преимущества прокладки кабеля в плинтус очевидны. Но правильный монтаж кабеля залог долговечной работы и избежания неполадок....

17 10 2021 7:36:41

Устройство вольтметра: прибора для измерения постоянного и переменного тока

Устройство вольтметра: прибора для измерения постоянного и переменного тока Вольтметр - назначение и устройство прибора. Принцип действия вольтметра. Классификация и видовое разнообразие вольтметров по внешним признакам. Диапазон измерения вольтметрами. Стрелочные и электронные приборы. Правила пользования, снятие показаний....

17 10 2021 17:11:55

Безучетное потребление электроэнергии: основные причины воровства электрики с сети

Безучетное потребление электроэнергии: основные причины воровства электрики с сети Нормы подсчета неучтенного электричества, алгоритм оформления документов. Виды наказаний, иные последствия за незаконное подключение электрооборудования....

17 10 2021 16:26:57

Термостат и терморегулятор: как работает и разновидности устройств

Виды терморегуляторов: механические и электронные — преимущества и недостатки. Двухзонный (двухзональный) термостат: особенности устройства и подключения. Терморегуляторы 12 В: правила установки. Сравнительный обзор термостатов....

17 10 2021 23:26:11

Формула расчета коэффициента использования производственных мощностей

Определение производственной мощности. Взаимосвязь параметров цепи: формула для вычисления. Проблемы низкого cos φ и способы их решения. Коэффициент использования установленной мощности как важнейшая характеристика эффективности работы предприятий электроэнергетики....

17 10 2021 6:29:17

Инженер-электрик: профессия для специалиста по электрике

Инженер-электрик: профессия для специалиста по электрике Ка называется профессия специалиста по электрике? Инженер-электрик. Где обучают: в колледже или техникуме? Как получить образование по специальности электрика. Высшее образование....

17 10 2021 8:18:54

Определение полярности диода: мультиметром, по внешнему виды или подачей питания

Особенности функционирования полупроводниковых диодов. Способы определения полярности. Применение измерительных приборов. Прозвонка мультиметром. Включение диода в схему для определения полярности....

17 10 2021 14:56:57

Сварочный инвертор: обзор инверторов, параметры, классификация

Сварочный инвертор: обзор инверторов, параметры, классификация Важнейшей характеристикой сварочного инвертора является максимальный ток сваривания или мощность - это определяющая способность устройства...

17 10 2021 8:32:10

Декор розеток - красота великая сила!

Декор розеток - красота великая сила! Сейчас на рынке большое разнообразие декоративных розеток, мы покажем лучшие решения для вас! Керамика, дерево, фарфор и многое другое....

17 10 2021 5:27:25

Единица измерения плотности электротока: вектор и формула вычисления

Требования для существования постоянного электрического тока. Электрический ток и его плотность: определение и формулы для вычисления величины. Виды электротока, условия протекания и единицы измерений рассмотренных величин. Вектор плотности тока....

17 10 2021 5:13:20

Расшифровки обозначений и маркировок диодов СМД: типоразмеры компонентов

Расшифровки обозначений и маркировок диодов СМД: типоразмеры компонентов Технология поверхностного монтажа (SMD-технология). Преимущества использования smd деталей. С М Д-маркировка электрических элементов следующих групп: двух, трех и более контактных деталей. Маркировки резисторов....

17 10 2021 2:33:14

Заземления: повторные, электролитические, модульные и глубинные

Заземления: повторные, электролитические, модульные и глубинные Определение модульного заземления. Устройство штыревого заземления. Глубина помещения электрода в грунт. Принцип установки модульных заземлений. Преимущества глубинного заземления. Что такое искусственный заземлитель....

17 10 2021 7:57:16

Как обозначаются конденсаторы на схемах: основные параметры и емкость

Обозначение конденсаторов на схеме. Технологическое подразделение конденсаторов на типы: электростатические, электролитические, двуслойные изделия. Конденсаторы с постоянной емкостью. Код номера конденсатора....

17 10 2021 4:51:43

Лампы для прожекторов: классификация, выбор, общие сведения

Лампы для прожекторов: классификация, выбор, общие сведения При выборе источника света для прожектора необходимо ориентироваться на способность длительно эксплуатироваться без проведения ремонтных работ....

17 10 2021 2:58:58

Об удостоверении по электробезопасности: бланк удостоверения - форма и срок действия

Об удостоверении по электробезопасности: бланк удостоверения - форма и срок действия Как получить удостоверение по безопасности: бланк с учетом систем классификации. Порядок оформления удостоверения по электробезопасности. Сколько страниц включает в себя бланк удостоверения по безопасности....

17 10 2021 22:58:41

Установка многоклавишного выключателя с розеткой

Установка многоклавишного выключателя с розеткой Установка многоклавишного выключателя с розеткой: выключатель, без розетки или с ней, применяется в случае если нужно им включить одну группу освещения....

17 10 2021 0:55:15

Проверка счетчиков электроэнергии: частота, инструкция

Проверка счетчиков электроэнергии: частота, инструкция Чтобы проверить счетчик нужно знать как часто это нужно делать и как правильно это делать, мы даем полный алгоритм действий для самостоятельной проверки!...

17 10 2021 2:24:44

Об антенне Дельта: как правильно подключить антенну к домашнему телевизору

Об антенне Дельта: как правильно подключить антенну к домашнему телевизору Характеристики и оценка эффективности бытовых антенн Дельта. Конструкция и параметры антенны Дельта. Порядок подключения к телевизионному приемнику и особенности эксплуатации....

17 10 2021 5:23:13

Светильники для кухни - подбор, советы и декорирование

Светильники для кухни - подбор, советы и декорирование Выбирая светильники для кухни при декорировании, руководствуются правилами дизайна и принципами деления помещения на функциональные зоны....

17 10 2021 19:25:56

Расшифровка единиц мощности: разница между киловаттом и киловольтом

Расшифровка единиц мощности: разница между киловаттом и киловольтом Активная и реактивная энергия и нагрузка сети. По какой формуле осуществляется перевод к Ва в к Вт. Расшифровка обозначений. Ватты, вольты, амперы - разбираемся в различиях терминов....

17 10 2021 8:31:45

Использование кримпера - как обжимать наконечники RJ с помощью инструмента

Использование кримпера - как обжимать наконечники RJ с помощью инструмента Типы кримперов: разновидностей клемм, которые определяют тип используемого кримпера (трубчатый и разрезной хвостовик, сетевые и телефонные разъемы). Кримпер для обжима наконечников RJ. Как правильно работать с инструментом....

17 10 2021 21:20:27

О принципе работы УЗО: схема подключения к сети трехфазного и однофазного автомата

О принципе работы УЗО: схема подключения к сети трехфазного и однофазного автомата Назначение и принцип работы У З О. Подключения устройства защитного отключения. Основные отличия У З О от дифференциального автомата. Как выбрать нужное устройство по параметрам....

17 10 2021 7:59:27

Магнитные пускатели серии ПМ-12: технические характеристики изделия

Функциональное использование магнитного пускателя П М-12. Характеристики и основные технические значения пускателей П М12. Принцип работы и комплектность. Монтаж и отличие от контакторов....

17 10 2021 0:35:19

Перечень мероприятий по обеспечению безопасности при работах в электроустановках

Перечень мероприятий по обеспечению безопасности при работах в электроустановках Организационные и технические мероприятия по электробезопасности: назначение и список мер. Обязанности производителя работ в электроустановках. Порядок постановки задачи и допуска к работе: наряд на производство работ....

17 10 2021 20:51:44

Виды стрипперов и их технические характеристики: какой инструмент лучше выбрать

Виды стрипперов и их технические характеристики: какой инструмент лучше выбрать Что такое стриппер и где его применяют: особенности инструмента для зачистки проводов. Как правильно выбрать клещи для зачистки проводов от изоляции. Разновидности стрипперов: ручной, полуавтоматический и автоматический....

17 10 2021 2:53:12

Технические характеристики и маркировка кабелей из сшитого полиэтилена

Технические характеристики и маркировка кабелей из сшитого полиэтилена Преимущества кабеля из сшитого полиэтилена. Особенности конструкции и варианты исполнения С П Э кабелей. Кабель из сшитых полиэтиленов: устройство и обязательные элементы. Специфика применения и классы продукции....

17 10 2021 20:41:42

Светодиод - характеристики и определение полярности

Светодиод - характеристики и определение полярности Светодиод, их использование в быту и проверка качества, а также несколько вариантов проверки работоспособности и полярности....

17 10 2021 2:13:47

Накладная розетка: установка накладных электрических розеток

Накладная розетка: установка накладных электрических розеток Правила установки накладных розеток. Особенности их монтажа на деревянные стены. Конструктивный дизайн, а также заключение, фото и видеоматериал....

17 10 2021 4:14:45

Светильник-ночник: классификация, особенности для оформления детской

Светильник-ночник: классификация, особенности для оформления детской Ночник – источник света, который служит декором интерьера и применяется для освещения в ночное время гостиных, спален, детских комнат....

17 10 2021 20:24:18

О поражении электрическим током:

О поражении электрическим током: Воздействие электротока на человеческий организм. Понятие электротравмы. Подразделение степеней тяжести поражения от удара электрическим током. Классификация электротравматизма. Виды местных электротравм....

17 10 2021 13:15:58

Схема изготовления стабилизатора на 12в: линейный стабилизатор своими руками

Классический стабилизатор напряжения 12 вольт. Интегральные стабилизаторы: основные характеристики и отличительные особенности. Целесообразность использование микросхем серии 1083/84/85 при изготовлении стабилизаторов 12в своими руками....

17 10 2021 10:31:56

Электрическая цепь: правила расчета для определения силы тока

Пути вычисления электрических схем. Категории элементов и устройств электрической цепи. Метод расчета по законам Ома и Кирхгофа. Метод преобразования электроцепи. Дополнительные методы расчета цепей....

17 10 2021 11:44:57

Катоды и аноды: отрицательно и положительно заряженные электроды

Катоды и аноды: отрицательно и положительно заряженные электроды Определение положительно и отрицательно заряженного электрода. Применение катода и анода в теории и практике. Применение в электрохимии. Использование катодов и анодов в вакуумных электронных приборах. Маркировки....

17 10 2021 21:16:51

Формула для вычисления энергии электрических полей конденсаторов

Определение и формулы напряженности электрополя. Работа и энергия в электростатическом поле. Электрическое поле в конденсаторе. Определение максимальной энергии в конденсаторах. Определение энергии электрического поля через составление формул для работы....

17 10 2021 8:28:11

Муфт для соединения кабелей: разновидности и способы монтажа

Виды соединений проводов и жил кабеля: от обычной скрутки до соединительной муфты. Преимущества термоусаживаемых соединительных муфт. Муфта соединительная термоусаживаемая: особенности производства Т С К М....

17 10 2021 1:23:12

Что такое сопротивление проводников и от чего оно зависит: длина или сечение

Понятие электрического сопротивления проводника. Что такое сопротивление проводников: что важнее - длина или сечение. Формула для определения сопротивления проводника. Зависимость напряжения от материалов или геометрии проводников....

17 10 2021 20:18:50

Умный дом - создаем автономную систему

Умный дом - создаем автономную систему Перечень функций которые выполняет умный дом, варианты применяемого оборудования, а также проектирование умного дома. Как работает система....

17 10 2021 13:39:51

Изготовление самодельного цифрового вольтметра в домашних условиях

Вольтметр на основе микропроцессора: подготовка платы и блока питания. Изготовление цифрового вольтметра своими руками в домашних условиях. Сборка и настройка прибора. Пайка на плате с применением активного флюса. Милливольтметр переменного тока....

17 10 2021 14:10:58

Технические характеристики и расшифровка ВВГ 2-кабелей

Технические характеристики и расшифровка ВВГ 2-кабелей Маркировка установочных проводов и кабелей согласно Г О С Ту. Конструкция В В Г 2: требования предъявляемые к изоляции провода. Технические характеристики кабелей В В Г-2. Конструктивные характеристики проводов В В Г2....

17 10 2021 12:16:11

Еще:
Электрика -1 :: Электрика -2 :: Электрика -3 :: Электрика -4 ::

Flat d'Oro - Золотая квартира. Так еще в средневековье испанские строители называли жилье, обустроенное по последнему слову тогдашней техники. Например, оборудованную новомодным устройством для смыва воды компании Unitas (да, именно от названия этой компании произошло слово, которым обозначаем сантехническое устройство мы, современные носители русского языка). Мы научим Вас, как сделать Вашу квартиру Золотой!