Wervelstromen worden gecreëerd door elektromagnetische inductie en kunnen gunstig of ongewenst zijn, zoals in transformatoren. Hysteresis is het fenomeen waarbij een materiaal een deel van zijn magnetisatie behoudt nadat het is blootgesteld aan een magnetisch veld als gevolg van de uitlijning van magnetische domeinen.
Key Takeaways
- Wervelstromen zijn geïnduceerde circulerende stromen in een geleider die wordt blootgesteld aan een wisselend magnetisch veld, waardoor energieverlies in de vorm van warmte ontstaat.
- Hysteresis verwijst naar de vertraging in de magnetische respons van een materiaal wanneer het wordt blootgesteld aan een wisselend magnetisch veld, wat ook leidt tot energieverlies als warmte.
- Wervelstroomverliezen kunnen worden geminimaliseerd door gelamineerde kernen te gebruiken, terwijl hysteresisverliezen kunnen worden verminderd door materialen met een lage coërciviteit te gebruiken.
Wat is wervelstroom?
Wervelstromen zijn elektrische stromen die worden geïnduceerd in geleidende materialen, zoals metalen, door een veranderend magnetisch veld. Een statisch of in de tijd variërend magnetisch veld, zoals een wisselstroom (AC), kan een veranderend magnetisch veld opwekken. Wervelstromen ontstaan in een geleider wanneer de magnetische flux door de dwarsdoorsnede verandert. Wervelstromen worden vaak gebruikt in metaaldetectoren, waarbij een veranderend magnetisch veld wordt gebruikt om metalen te detecteren. Ze worden ook gebruikt in sommige elektrische motoren, zoals die in de wikkelingen van inductiemotoren en transformatoren.
Wervelstromen worden veroorzaakt door de inductiewet van Faraday, die aangeeft dat een veranderend magnetisch veld een elektrische stroom veroorzaakt in een nabijgelegen geleider. Een statisch of in de tijd variërend magnetisch veld kan een veranderend magnetisch veld opwekken, zoals een wisselstroom (AC).
Wanneer het magnetische veld rond een geleider verandert, ontstaan er wervelstromen in de geleider. Deze wervelstromen creëren een eigen magnetisch veld, dat zich verzet tegen het oorspronkelijke veranderende magnetische veld. Deze oppositie staat bekend als de Lenz-wet en is de basis van wervelstroomremmen, waarbij wervelstromen worden gebruikt om een motor te vertragen.
Wervelstromen zijn elektrische stromen die in geleidende materialen worden geïnduceerd door een veranderend magnetisch veld en worden gebruikt in metaaldetectoren, waar een veranderend magnetisch veld wordt gebruikt om metalen te detecteren.
Wat is hysterese?
Hysteresis is een fenomeen dat optreedt wanneer de uitvoer van een systeem niet evenredig is aan de invoer, maar in plaats daarvan achterblijft. Het verschijnt in verschillende technieken, zoals mechanisch, elektrisch en magnetisch. Het is een gevolg van het geheugen of de geschiedenis van het systeem en kan resulteren in een tijdsvertraging tussen de input en output van het systeem.
In een mechanisch systeem treedt hysteresis op wanneer de uitvoer van een systeem niet terugkeert naar de oorspronkelijke waarde nadat de invoer is verwijderd. Een metalen staaf kan bijvoorbeeld terugkeren naar zijn oorspronkelijke vorm nadat hij is gebogen en losgelaten. Toch zal de hoeveelheid die is gedraaid in het metaal blijven, waardoor de staaf een herinnering aan de oorspronkelijke invoer vasthoudt, ook wel elastische hysteresis genoemd.
In een elektrisch systeem treedt hysteresis op wanneer de uitvoer van een systeem niet terugkeert naar de oorspronkelijke waarde nadat de invoer is verwijderd vanwege de capaciteit of inductantie van het systeem, die energie opslaat en een tijdsvertraging kan veroorzaken tussen de invoer en de uitvoer bekend als magnetische hysteresis.
In een magnetisch systeem treedt hysteresis op wanneer de magnetische domeinen van het materiaal in een bepaalde richting zijn uitgelijnd. De magnetisatie van het materiaal, bekend als magnetische hysteresis, keert niet terug naar de oorspronkelijke waarde nadat de invoer is verwijderd.
Hysteresis kan gunstig of nadelig zijn, afhankelijk van de toepassing. Soms kan het energie opslaan, zoals in een batterij. In andere gevallen kan het leiden tot instabiliteit en de prestaties van een systeem beperken.
Verschil tussen wervelstroom en hysteresis
- Hysteresis wordt gebruikt voor magnetische geheugenopslag, terwijl wervelstromen worden gebruikt voor niet-destructief onderzoek.
- In tegenstelling tot hysteresis, die een spanning in de magneet creëert, genereren wervelstromen een spanning in de geleider.
- Hysteresis heeft een extern meetinstrument nodig, terwijl wervelstromen direct kunnen worden gemeten.
- Hysteresis wordt gebruikt voor vermogensregeling, terwijl wervelstromen worden gebruikt voor detectietoepassingen.
- Een fluctuerend magnetisch veld veroorzaakt wervelstromen, maar een aangelegd magnetisch veld vertoont hysteresis.
Vergelijking tussen wervelstroom en hysteresis
| Parameters van vergelijking: | Wervelstroom | hysteresis |
|---|---|---|
| Geproduceerd door | Inductie van een magnetisch veld. | Variërend magnetisch veld. |
| Gebruikt voor | Sensing toepassingen. | Vermogensregeling. |
| Gewend om | Kleine veranderingen in magnetische velden. | Aanzienlijke veranderingen in magnetische velden. |
| Vertrouwen op | Veranderend magnetisch veld om een stroom te produceren. | Toegepast veld om stroom te hebben. |
| Ingeleid | dirigenten | magneten |
- Theorie van wervelstroominversie: Journal of Applied Physics: Vol 73, No 2 (scitation.org)
- Systemen met hysteresis - Mark A. Krasnosel'skii, Aleksei V. Pokrovskii - Google Books
Laatst bijgewerkt: 29 juli 2023
Ik heb zoveel moeite gestoken in het schrijven van deze blogpost om jou van waarde te kunnen zijn. Het zal erg nuttig voor mij zijn, als je overweegt het te delen op sociale media of met je vrienden/familie. DELEN IS ️
Piyush Yadav heeft de afgelopen 25 jaar als natuurkundige in de lokale gemeenschap gewerkt. Hij is een natuurkundige die gepassioneerd is om wetenschap toegankelijker te maken voor onze lezers. Hij heeft een BSc in natuurwetenschappen en een postdoctoraal diploma in milieuwetenschappen. Je kunt meer over hem lezen op zijn bio pagina.
