Pyörrevirta vs indusoitu virta
Pyörrevirta ja indusoitu virta ovat kaksi arvokasta käsitettä sähkömagneettisen kentän teoriassa. Näillä kahdella käsitteellä on laaja valikoima sovelluksia eri aloilla. Tämä artikkeli kertoo pyörrevirran ja indusoidun virran perusteista ja näiden kahden käsitteen eroista.
Mikä on indusoitu virta?
Sähkömagneettisen induktion ymmärtäminen on välttämätöntä indusoidun virran ymmärtämiseksi. Sähkömagneettinen induktio on magneettikentän läpi liikkuvan johtimen läpi kulkevan virran vaikutus. Faradayn laki on vaikutusvaltaisin laki. Hän totesi, että suljetun polun ympärillä tuotettu sähkömoottori on verrannollinen magneettivuon muutosnopeuteen minkä tahansa tämän polun rajoittaman pinnan läpi. Jos suljettu reitti on silmukka tasossa, magneettivuon muutosnopeus silmukan alueella on verrannollinen silmukassa syntyvään sähkömoottorivoimaan. Tämä silmukka ei kuitenkaan ole nyt konservatiivinen kenttä. Siksi yleisiä sähkölaeja, kuten Kirchhoffin lakia, ei voida soveltaa tässä järjestelmässä. On huomattava, että tasainen magneettikenttä, vaikka se olisikin voimakas pinnan poikki,ei luo sähkömoottoria. Magneettikentän on vaihdeltava sähkömoottorin voiman luomiseksi. Tämä teoria on sähköntuotannon pääkäsite. Lähes koko sähkö, aurinkokennoja lukuun ottamatta, tuotetaan tällä mekanismilla. Sähkömagneettisen induktion tuottama sähkökenttä on ei-konservatiivinen kenttä. Siksi konservatiiviset kenttälait, kuten Kirchhoffin laki, eivät ole voimassa indusoiduilla kentillä. Ei-konservatiivisessa kentässä yhdellä pisteellä voi olla kaksi potentiaalista arvoa. Sähkömagneettisen induktion tuottama sähkökenttä on ei-konservatiivinen kenttä. Siksi konservatiiviset kenttälait, kuten Kirchhoffin laki, eivät ole voimassa indusoiduilla kentillä. Ei-konservatiivisessa kentässä yhdellä pisteellä voi olla kaksi potentiaalista arvoa. Sähkömagneettisen induktion tuottama sähkökenttä on ei-konservatiivinen kenttä. Siksi konservatiiviset kenttälait, kuten Kirchhoffin laki, eivät ole voimassa indusoiduilla kentillä. Ei-konservatiivisessa kentässä yhdellä pisteellä voi olla kaksi potentiaalista arvoa.
Mikä on pyörrevirta?
Pyörrevirta syntyy, kun johdin altistuu muuttuvalle magneettikentälle. Pyörrevirrat tunnetaan myös nimellä Foucault-virrat. Nämä virrat syntyvät yleensä pienissä suljetuissa silmukoissa johtimen sisällä. Eddy tarkoittaa turbulenssisilmukkaa. Pyörrevirran vahvuus riippuu magneettikentän voimakkuudesta ja muutosnopeudesta sekä materiaalin johtavuudesta. Pyörrevirtahäviö on muuntajien tärkein energian menetysmenetelmä. Jos ei pyörrevirtahäviötä, muuntajien hyötysuhde olisi lähes 100%. Muuntajien pyörrevirtahäviöt minimoidaan käyttämällä erittäin ohuita johtolevyjä ja pyörrevirtojen tiellä on ilmarakoja. Pyörrevirrat luovat magneettikentän, joka vastustaa magneettikentän muutosta. Pyörrevirtojen ilmiötä käytetään sovelluksissa, kuten magneettinen levitaatio,metallien tunnistaminen, sijainnin tunnistaminen, sähkömagneettinen jarrutus ja rakenteellinen testaus. Johtimen pyörrevirrat riippuvat myös metallin ihovaikutuksesta.
Mikä on ero pyörrevirran ja indusoidun virran välillä?
• Pyörrevirrat syntyvät materiaalissa ja indusoidut virrat syntyvät suljetussa piirissä.
• pyörrevirrat ovat riippumattomia johtimen pinta-alasta, mutta indusoidut virrat riippuvat piirin peittämästä alueesta.
• Indusoituja virtoja voidaan pitää materiaalissa syntyvien pyörrevirtojen nettomäärinä.
