Вихрові струми створюються електромагнітною індукцією і можуть бути корисними чи небажаними, як, наприклад, у трансформаторах. Гістерезис — це явище, коли матеріал зберігає частину своєї намагніченості після впливу магнітного поля через вирівнювання магнітних доменів.
Ключові винесення
- Вихрові струми – це індуковані циркулюючі струми всередині провідника, який піддається дії змінного магнітного поля, що спричиняє втрату енергії у вигляді тепла.
- Гістерезис означає відставання в магнітній реакції матеріалу під впливом змінного магнітного поля, що також призводить до втрати енергії у вигляді тепла.
- Втрати на вихрові струми можна мінімізувати, використовуючи ламіновані сердечники, тоді як втрати на гістерезис можна зменшити, використовуючи матеріали з низькою коерцитивністю.
Що таке вихровий струм?
Вихрові струми — це електричні струми, що виникають у провідних матеріалах, таких як метали, змінним магнітним полем. Статичне магнітне поле або магнітне поле, що змінюється в часі, наприклад змінний струм (змінний струм), може створювати змінне магнітне поле. Вихрові струми виникають у провіднику при зміні магнітного потоку через його поперечний переріз. Вихрові струми зазвичай використовуються в металошукачах, де для виявлення металів використовується змінне магнітне поле. Вони також використовуються в деяких електричних двигунах, наприклад, в обмотках асинхронних двигунів і трансформаторів.
Вихрові струми викликані законом індукції Фарадея, який показує, що мінливе магнітне поле створює електричний струм у сусідньому провіднику. Статичне або змінне в часі магнітне поле може генерувати мінливе магнітне поле, наприклад змінний струм (AC).
Коли магнітне поле навколо провідника змінюється, у провіднику виникають вихрові струми. Ці вихрові струми створюють власне магнітне поле, яке протистоїть початковому мінливому магнітному полю. Ця протилежність відома як закон Ленца і лежить в основі гальмування вихровими струмами, коли вихрові струми використовуються для уповільнення двигуна.
Вихрові струми — це електричні струми, що індукуються в провідних матеріалах змінним магнітним полем і використовуються в металодетекторах, де змінне магнітне поле використовується для виявлення металів.
Що таке гістерезис?
Гістерезис — це явище, яке виникає, коли вихід системи не пропорційний її входу, а замість цього відстає. Він з’являється в різних техніках, таких як механічна, електрична та магнітна. Це наслідок системної пам’яті або історії та може призвести до затримки в часі між системним входом і виходом.
У механічній системі гістерезис виникає, коли вихід системи не повертається до початкового значення після видалення входу. Наприклад, металевий стрижень може повернутися до своєї початкової форми після згинання та відпускання. Тим не менш, кількість, на яку він повернувся, залишиться в металі, змушуючи стрижень зберігати пам’ять про початковий вхід, відомий як пружний гістерезис.
В електричній системі гістерезис виникає, коли вихідний сигнал системи не повертається до початкового значення після видалення входу через ємність або індуктивність системи, яка накопичує енергію та може спричинити часову затримку між входом і виходом відомий як магнітний гістерезис.
У магнітній системі гістерезис виникає, коли магнітні домени матеріалу вирівняні в певному напрямку. Намагніченість матеріалу, відома як магнітний гістерезис, не повертається до початкового значення після видалення введення.
Гістерезис може бути корисним або шкідливим, залежно від програми. Іноді він може зберігати енергію, наприклад, в акумуляторі. В інших випадках це може призвести до нестабільності та обмежити продуктивність системи.
Різниця між вихровим струмом і гістерезисом
- Гістерезис використовується для зберігання магнітної пам’яті, тоді як вихрові струми використовуються для неруйнівного контролю.
- На відміну від гістерезису, який створює напругу в магніті, вихрові струми створюють напругу в провіднику.
- Для гістерезису потрібен зовнішній інструмент вимірювання, тоді як вихрові струми можна вимірювати безпосередньо.
- Гістерезис використовується для регулювання потужності, тоді як вихрові струми використовуються для датчиків.
- Коливання магнітного поля викликає вихрові струми, але прикладене магнітне поле демонструє гістерезис.
Порівняння вихрових струмів і гістерезису
| Параметри порівняння | Едді струм | Гістерезис |
|---|---|---|
| Продюсери | Індукція магнітного поля. | Змінне магнітне поле. |
| Використовуваний для | Розпізнавання додатків. | Контроль потужності. |
| Звик до | Невеликі зміни магнітних полів. | Значні зміни магнітних полів. |
| Покладатися на | Зміна магнітного поля для виникнення струму. | Прикладне поле, щоб мати струм. |
| Індукований в | Провідники | магніти |
- Теорія інверсії вихрових струмів: Journal of Applied Physics: Vol 73, No 2 (scitation.org)
- Системи з гістерезисом – Красносельський Марк Андрійович, Покровський Олексій Васильович – Google Books
Останнє оновлення: 29 липня 2023 р
Я доклав стільки зусиль для написання цього допису в блозі, щоб надати вам користь. Це буде дуже корисно для мене, якщо ви захочете поділитися цим у соціальних мережах або зі своїми друзями/родиною. ДІЛИТИСЯ ЦЕ ♥️
Піюш Ядав провів останні 25 років, працюючи фізиком у місцевій громаді. Він фізик, який прагне зробити науку доступнішою для наших читачів. Він має ступінь бакалавра природничих наук і диплом аспіранта з екології. Ви можете прочитати більше про нього на його біо сторінка.
