Eddy Current vs Hysterese: Forskel og sammenligning

Hvirvelstrømme skabes ved elektromagnetisk induktion og kan være gavnlige eller uønskede, såsom i transformere. Hysterese er det fænomen, hvor et materiale bevarer noget af sin magnetisering efter at være blevet udsat for et magnetfelt på grund af justeringen af ​​magnetiske domæner.

Nøgleforsøg

1. Hvirvelstrømme er inducerede cirkulerende strømme i en leder, der er udsat for et varierende magnetfelt, hvilket forårsager energitab i form af varme.
2. Hysterese refererer til forsinkelsen i et materiales magnetiske respons, når det udsættes for et vekslende magnetfelt, hvilket også fører til energitab som varme.
3. Hvirvelstrømstab kan minimeres ved at bruge laminerede kerner, hvorimod hysteresetab kan reduceres ved at anvende materialer med lav koercitivitet.

Hvad er hvivelstrømme?

Hvirvelstrømme er elektriske strømme induceret i ledende materialer, såsom metaller, af et skiftende magnetfelt. Et statisk eller tidsvarierende magnetfelt, såsom en vekselstrøm (AC), kan generere et skiftende magnetfelt. Hvirvelstrømme skabes i en leder, når den magnetiske flux gennem dens tværsnit ændres. Hvirvelstrømme er almindeligt anvendt i metaldetektorer, hvor et skiftende magnetfelt bruges til at detektere metaller. De bruges også i nogle elektriske motorer, såsom dem i viklingerne af induktionsmotorer og transformere.

Hvirvelstrømme er forårsaget af Faradays induktionslov, som viser, at et skiftende magnetfelt skaber en elektrisk strøm i en nærliggende leder. Et statisk eller tidsvarierende magnetfelt kan generere et skiftende magnetfelt, såsom en vekselstrøm (AC).

Når magnetfeltet omkring en leder ændres, dannes der hvirvelstrømme i lederen. Disse hvirvelstrømme skaber deres eget magnetfelt, som modarbejder det oprindelige skiftende magnetfelt. Denne modsætning er kendt som Lenz-loven og er grundlaget for hvirvelstrømsbremsning, hvor hvirvelstrømme bruges til at bremse en motor.

Hvirvelstrømme er elektriske strømme induceret i ledende materialer af et skiftende magnetfelt og bruges i metaldetektorer, hvor et skiftende magnetfelt bruges til at detektere metaller.

Hvad er hysterese?

Hysterese er et fænomen, der opstår, når et systems output ikke er proportional med dets input, men i stedet halter. Det vises i forskellige teknikker, såsom mekanisk, elektrisk og magnetisk. Det er en konsekvens af systemets hukommelse eller historie og kan resultere i en tidsforskydning mellem systemets input og output.

I et mekanisk system opstår hysterese, når output fra et system ikke vender tilbage til sin oprindelige værdi, efter at input er fjernet. For eksempel kan en metalstang vende tilbage til sin oprindelige form efter at være blevet bøjet og frigivet. Alligevel vil den mængde, den er blevet drejet, forblive i metallet, hvilket får stangen til at bevare en hukommelse om det originale input, kendt som elastisk hysterese.  

I et elektrisk system opstår hysterese, når udgangen af ​​et system ikke vender tilbage til sin oprindelige værdi, efter at inputtet er fjernet på grund af systemets kapacitans eller induktans, som lagrer energi og kan forårsage en tidsforskydning mellem input og output kendt som magnetisk hysterese.  

I et magnetisk system opstår hysterese, når materialets magnetiske domæner er justeret i en bestemt retning. Materialets magnetisering, kendt som magnetisk hysterese, vender ikke tilbage til sin oprindelige værdi, efter at input er fjernet.  

Hysterese kan være gavnlig eller skadelig, afhængigt af anvendelsen. Nogle gange kan den lagre energi, f.eks. i et batteri. I andre tilfælde kan det føre til ustabilitet og begrænse et systems ydeevne.

Forskellen mellem hvirvelstrøm og hysterese

1. Hysterese bruges til magnetisk hukommelseslagring, hvorimod Eddy Currents bruges til ikke-destruktiv testning.
2. I modsætning til hysterese, som skaber en spænding i magneten, genererer hvirvelstrømme en spænding i lederen.
3. Hysterese har brug for et eksternt måleværktøj, hvorimod hvirvelstrømme kan måles direkte.
4. Hysterese bruges til effektregulering, hvorimod hvirvelstrømme bruges til følingsapplikationer.
5. Et fluktuerende magnetfelt forårsager hvirvelstrømme, men et påført magnetfelt udviser hysterese.

Sammenligning mellem hvirvelstrøm og hysterese

Parametre for sammenligning	Hvirvelstrøm	Hysterese
Produceret af	Induktion af et magnetfelt.	Varierende magnetfelt.
Bruges til	Registrering af applikationer.	Strømstyring.
Plejede	Små ændringer i magnetiske felter.	Væsentlige ændringer i magnetiske felter.
Stole på	Ændring af magnetfelt for at producere en strøm.	Anvendt felt for at have en strøm.
Induceret i	ledere	Magneter

Referencer

1. Theory of eddy current inversion: Journal of Applied Physics: Vol 73, No 2 (scitation.org)
2. Systemer med hysterese – Mark A. Krasnosel'skii, Aleksei V. Pokrovskii – Google Books

Sidst opdateret: 29. juli 2023