vrtinčni tok proti induciranemu toku
Vrtinčni in inducirani tok sta dva dragocena pojma v teoriji elektromagnetnega polja. Ta dva koncepta imata široko paleto aplikacij na različnih področjih. Ta članek govori o osnovah vrtinčnega toka in induciranega toka ter razlikah med pojmoma.
Kaj je inducirani tok?
Razumevanje elektromagnetne indukcije je bistveno za razumevanje induciranega toka. Elektromagnetna indukcija je učinek toka, ki teče skozi prevodnik, ki se premika skozi magnetno polje. Faradayev zakon je najvplivnejši zakon glede tega učinka. Izjavil je, da je elektromotorna sila, ki nastane okoli zaprte poti, sorazmerna s hitrostjo spremembe magnetnega pretoka skozi katero koli površino, ki jo omejuje ta pot. Če je zaprta pot zanka na ravnini, je hitrost spremembe magnetnega pretoka na območju zanke sorazmerna z elektromotorno silo, ki nastane v zanki. Vendar ta zanka zdaj ni konzervativno področje. Zato običajni električni zakoni, kot je Kirchhoffov zakon, v tem sistemu niso uporabni. Upoštevati je treba, da enakomerno magnetno polje, tudi če bi bilo močno po površini, ne bi ustvarilo elektromotorne sile. Magnetno polje se mora spreminjati, da se ustvari elektromotorna sila. Ta teorija je glavni koncept proizvodnje električne energije. Skoraj vsa elektrika, razen sončnih celic, se proizvaja s tem mehanizmom. Električno polje, ki ga ustvari elektromagnetna indukcija, je nekonservativno polje. Zato konzervativni zakoni polja, kot je Kirchhoffov zakon, ne veljajo v induciranih poljih. Za nekonservativno polje ima lahko ena točka dve potencialni vrednosti.
Kaj je Eddy Current?
Ko je prevodnik izpostavljen spreminjajočemu se magnetnemu polju, nastane vrtinčni tok. Vrtinčasti tokovi so znani tudi kot Foucaultovi tokovi. Ti tokovi se običajno ustvarjajo v majhnih zaprtih zankah znotraj prevodnika. Vrtinec pomeni turbulenčno zanko. Moč vrtinčnega toka je odvisna od jakosti in hitrosti spreminjanja magnetnega polja ter prevodnosti materiala. Izguba na vrtinčne tokove je glavna metoda izgube energije v transformatorjih. Če ne bi bilo izgube vrtinčnih tokov, bi imeli transformatorji skoraj 100-odstotni izkoristek. Izguba vrtinčnih tokov v transformatorjih je zmanjšana z uporabo izjemno tankih prevodnih plošč in zračnimi režami na poti vrtinčnih tokov. Vrtinčni tokovi ustvarjajo magnetno polje, ki nasprotuje spremembi magnetnega polja. Pojav vrtinčnih tokov se uporablja v aplikacijah, kot so magnetna levitacija, identifikacija kovin, zaznavanje položaja, elektromagnetno zaviranje in strukturno preskušanje. Vrtinčasti tokovi prevodnika so odvisni tudi od kožnega učinka kovine.
Kakšna je razlika med vrtinčnim in induciranim tokom?
• V materialu nastajajo vrtinčni tokovi, v zaprtem krogu pa inducirani tokovi.
• Vrtinčni tokovi so neodvisni od površine prevodnika, inducirani tokovi pa so odvisni od površine, ki jo pokriva vezje.
• Inducirane tokove lahko obravnavamo kot neto količino vrtinčnih tokov, ustvarjenih v materialu.
