Prąd wirowy a prąd indukowany
Prąd wirowy i prąd indukowany to dwie cenne koncepcje w teorii pola elektromagnetycznego. Te dwie koncepcje mają szeroki zakres zastosowań w różnych dziedzinach. Ten artykuł dotyczy podstaw prądu wirowego i prądu indukowanego 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 przemieszcza 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 dowolną powierzchnię ograniczoną tą ścieżką. Jeśli zamknięta ścieżka jest pętlą na płaszczyźnie, szybkość zmiany strumienia magnetycznego na obszarze pętli jest proporcjonalna do siły elektromotorycznej wytwarzanej w pętli. Jednak ta pętla nie jest teraz konserwatywną dziedziną. Dlatego powszechne prawa elektryczne, takie jak prawo Kirchhoffa, nie mają zastosowania w tym systemie. Należy zauważyć, że stałe pole magnetyczne, nawet jeśli było silne na całej powierzchni,nie stworzy siły elektromotorycznej. Aby wytworzyć siłę elektromotoryczną, pole magnetyczne musi się zmieniać. Ta teoria jest główną koncepcją wytwarzania energii elektrycznej. Prawie cała energia elektryczna, z wyjątkiem ogniw słonecznych, jest wytwarzana za pomocą tego mechanizmu. Pole elektryczne wytwarzane 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. Pole elektryczne wytwarzane 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. Pole elektryczne wytwarzane 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 zmieniającego się 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. Strata prądów wirowych jest główną metodą utraty energii w transformatorach. Gdyby nie strata prądów wirowych, transformatory miałyby sprawność prawie 100%. Straty prądów wirowych w transformatorach są zminimalizowane dzięki zastosowaniu wyjątkowo cienkich płyt przewodzących i szczelin powietrznych na drodze prądów wirowych. Prądy wirowe tworzą pole magnetyczne przeciwdziałające 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 naskórkowego metalu.
Jaka jest różnica między prądem wirowym a prądem indukowanym?
• W materiale generowane są prądy wirowe, a indukowane w obwodzie zamkniętym.
• Prądy wirowe są niezależne od obszaru przewodnika, ale prądy indukowane zależą od obszaru pokrytego przez obwód.
• Prądy indukowane można uznać za wartość netto prądów wirowych generowanych w materiale.
