Prądy wirowe a prądy indukowane
Prądy wirowe i prąd indukowany to dwie wartościowe koncepcje w teorii pola elektromagnetycznego. Te dwie koncepcje mają szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach. Ten artykuł dotyczy podstaw prądów wirowych i prądów indukowanych oraz różnic między tymi dwoma pojęciami.
Co to jest prąd indukowany?
Zrozumienie indukcji elektromagnetycznej jest niezbędne do zrozumienia indukowanego prądu. Indukcja elektromagnetyczna to efekt przepływu prądu przez przewodnik, który porusza się w polu magnetycznym. Prawo Faradaya jest najbardziej wpływowym prawem dotyczącym tego efektu. Stwierdził, że siła elektromotoryczna wytwarzana wokół zamkniętej ścieżki jest proporcjonalna do szybkości zmiany strumienia magnetycznego przez każdą powierzchnię ograniczoną tą ścieżką. Jeśli ścieżka zamknięta jest pętlą na płaszczyźnie, szybkość zmiany strumienia magnetycznego na obszarze pętli jest proporcjonalna do siły elektromotorycznej generowanej w pętli. Jednak ta pętla nie jest obecnie dziedziną konserwatywną. Dlatego w tym systemie nie mają zastosowania powszechne prawa elektryczne, takie jak prawo Kirchhoffa. Należy zauważyć, że stałe pole magnetyczne, nawet gdyby było silne na całej powierzchni, nie wytworzyłoby siły elektromotorycznej. Pole magnetyczne musi się zmieniać, aby wytworzyć siłę elektromotoryczną. Ta teoria jest główną koncepcją wytwarzania energii elektrycznej. Prawie cała energia elektryczna, z wyjątkiem ogniw słonecznych, jest wytwarzana za pomocą tego mechanizmu. Pole elektryczne wytworzone przez indukcję elektromagnetyczną jest polem niekonserwatywnym. Dlatego konserwatywne prawa pola, takie jak prawo Kirchhoffa, nie obowiązują w polach indukowanych. W przypadku pola niekonserwatywnego pojedynczy punkt może mieć dwie potencjalne wartości.
Co to jest prąd wirowy?
Prąd wirowy powstaje, gdy przewodnik jest wystawiony na działanie zmiennego pola magnetycznego. Prądy wirowe są również znane jako prądy Foucaulta. Prądy te są zwykle generowane w małych zamkniętych pętlach wewnątrz przewodnika. Wir oznacza pętlę turbulencji. Siła prądu wirowego zależy od siły i szybkości zmian pola magnetycznego oraz przewodności materiału. Straty na prądy wirowe są główną metodą strat energii w transformatorach. Gdyby nie straty prądów wirowych, transformatory miałyby sprawność prawie 100%. Straty prądów wirowych w transformatorach są zminimalizowane dzięki zastosowaniu wyjątkowo cienkich płyt przewodzących i szczelin powietrznych na ścieżce prądów wirowych. Prądy wirowe wytwarzają pole magnetyczne przeciwstawiające się zmianie pola magnetycznego. Zjawisko prądów wirowych jest wykorzystywane w zastosowaniach takich jak lewitacja magnetyczna, identyfikacja metali, wykrywanie położenia, hamowanie elektromagnetyczne i badania strukturalne. Prądy wirowe przewodnika są również zależne od efektu naskórkowości metalu.
Jaka jest różnica między prądem wirowym a prądem indukowanym?
• Prądy wirowe są generowane w materiale, a prądy indukowane powstają w obwodzie zamkniętym.
• Prądy wirowe są niezależne od obszaru przewodnika, ale prądy indukowane są zależne od obszaru pokrytego przez obwód.
• Prądy indukowane można traktować jako ilość netto prądów wirowych generowanych w materiale.
