Az úgynevezett "örvény" vagy hurokáramok nemcsak a vezető közegben bekövetkező veszteségekhez kapcsolódó negatív oldalukról ismertek. A szakértők sok hasznos alkalmazás miatt értékelik őket, az egyik a modern indukciós kemencék. Az örvényhatás helyes értékeléséhez először meg kell értened, hogyan értelmezik ezt a fizikai jelenséget az elektrotechnikában.
Rövid meghatározás
Azokat a ciklikus (kontúr) áramképződéseket, amelyek egy bizonyos teljesítmény változó e / m mezőinek hatására alakulnak ki, örvénynek nevezzük. Annak a tudósnak a nevén, aki először fedezte fel ezt a jelenséget, "Foucault-áramlatoknak" hívják őket (fotó lent).
Kialakulásuk oka nemcsak a változó e / m tér lehet, hanem a benne lévő vezető mozgása is, ami minden jelenség relativitását figyelembe véve egyáltalán nem meglepő. Lehetetlen meghatározni azokat a pontos pályákat, amelyek mentén a Foucault-áramlatok áramlanak. Számos kísérletből meg lehetett győződni arról, hogy azok egy vezető közeg zónáiban képződnek, ahol a töltések mozgásával szembeni ellenállás minimális.
Örvényáram-jellemzők
A Foucault-áramlatok sajátossága lokalitásukban és önmaguk közelségében rejlik, ami a szokatlan tulajdonságok oka (összehasonlítva a töltések "klasszikus" lineáris mozgásával). A hétköznapi áramokhoz hasonlóan kölcsönhatásba lépnek az őket létrehozó mágneses mezővel, de ez a kölcsönös hatás itt különleges módon fejeződik ki. Lenz törvénye alapján az általuk létrehozott "helyi" elektromágneses mezők oly módon nyilvánulnak meg, hogy ellensúlyozzák az őket okozó mágneses fluxus változását. Vagyis támogatni fogják a csökkenő mezőt és ellenállnak annak hirtelen növekedésének.
Ez a jelenség az örvényképződmények növekedését okozza egy vezető közegben, ellenállásának hirtelen csökkenésével. Ezeknek a folyamatoknak a természetes eredménye a vezető bázis erős felmelegedése, amelynek hőmérséklete eléri a 800 fokot. Ebben az esetben nagy az energiaveszteség, amelyet a vezető közeg közvetít, ami a jelenség negatív oldalának számít. A fűtés mértéke és a veszteség nagysága közvetlenül függ az indukált indukciós áram frekvenciájától (a maximumot körülbelül 10 kHz-nél érik el).
Az örvényáramok hasznos alkalmazásai
A Foucault-áramokat nemcsak negatív megnyilvánulások (energiaveszteségek formájában) jellemzik.
A modern berendezések fejlesztői hasznos alkalmazásokat találtak számukra, nevezetesen:
- a Foucault-effektust indukciós mérőkben használják, ahol csappantyúként használják őket;
- az indukciós acélgyártó kemencék gyártása, amelyek a fémek fűtését rajtuk keresztül áramló áramok elvével működtetik;
- szükség esetén a működtetők (nyilak) csillapítása laboratóriumi mérőműszerekben.
A lakóházakban ma indukciós főzőlapok vannak felszerelve, amelyek ugyanazon örvényáram-hatás miatt működnek (az alábbi fotó).