Pyöreysvirta vs indusoitunut virta
Pyörrevirta ja indusoitu virta ovat kaksi arvokasta käsitettä sähkömagneettisen kentän teoriassa. Näillä kahdella konseptilla on laaja valikoima sovelluksia eri aloilla. Tämä artikkeli käsittelee pyörrevirran ja indusoidun virran perusteita sekä näiden kahden käsitteen välisiä eroja.
Mikä on indusoitunut virta?
Sähkömagneettisen induktion ymmärtäminen on välttämätöntä indusoidun virran ymmärtämiseksi. Sähkömagneettinen induktio on magneettikentän läpi kulkevan johtimen läpi kulkevan virran vaikutus. Faradayn laki on tähän vaikutukseen vaikuttavin laki. Hän totesi, että suljetun polun ympärille muodostuva sähkömotorinen voima on verrannollinen magneettivuon muutosnopeuteen minkä tahansa tämän polun rajoittaman pinnan läpi. Jos suljettu polku on silmukka tasossa, magneettivuon muutosnopeus silmukan alueella on verrannollinen silmukassa syntyvään sähkömoottorivoimaan. Tämä silmukka ei kuitenkaan ole nyt konservatiivinen ala. Siksi yleisiä sähkölakeja, kuten Kirchhoffin lakia, ei voida soveltaa tässä järjestelmässä. On huomattava, että tasainen magneettikenttä, vaikka se olisi voimakas pinnan poikki, ei luo sähkömotorista voimaa. Magneettikentän on vaihdettava sähkömotorisen voiman luomiseksi. Tämä teoria on sähköntuotannon pääkonsepti. Lähes kaikki sähkö aurinkokennoja lukuun ottamatta tuotetaan tällä mekanismilla. Sähkömagneettisen induktion synnyttämä sähkökenttä on ei-konservatiivinen kenttä. Siksi konservatiiviset kenttälait, kuten Kirchhoffin laki, eivät päde indusoiduissa kentissä. Ei-konservatiivisessa kentässä yhdellä pisteellä voi olla kaksi potentiaalista arvoa.
Mikä on Pyörrevirta?
Pyörevirta muodostuu, kun johdin altistuu muuttuvalle magneettikentälle. Pyörrevirrat tunnetaan myös Foucault-virroina. Nämä virrat syntyvät yleensä pienissä suljetuissa silmukoissa johtimen sisällä. Pyörre tarkoittaa turbulenssisilmukkaa. Pyörrevirran voimakkuus riippuu magneettikentän voimakkuudesta ja muutosnopeudesta sekä materiaalin johtavuudesta. Pyörrevirtahäviö on muuntajien tärkein energiahäviömenetelmä. Ilman pyörrevirtahäviötä muuntajien hyötysuhde olisi lähes 100 %. Muuntajien pyörrevirtahäviö minimoidaan käyttämällä erittäin ohuita johdinlevyjä ja ilmarakoja pyörrevirtojen reitillä. Pyörrevirrat luovat magneettikentän, joka vastustaa magneettikentän muutosta. Pyörrevirtailmiötä käytetään sellaisissa sovelluksissa kuin magneettinen levitaatio, metallien tunnistaminen, asennon tunnistaminen, sähkömagneettinen jarrutus ja rakennetestaus. Johtimen pyörrevirrat ovat myös riippuvaisia metallin pintavaikutuksesta.
Mitä eroa on pyörrevirran ja indusoidun virran välillä?
• Materiaalissa syntyy pyörrevirtoja ja suljetussa piirissä indusoituneita virtoja.
• Pyörrevirrat ovat riippumattomia johtimen pinta-alasta, mutta indusoidut virrat riippuvat piirin peittämästä alueesta.
• Indusoituneita virtoja voidaan pitää materiaalissa syntyneiden pyörrevirtojen nettomääränä.
