Vrtložna struja naspram inducirane struje
Vrtložna struja i inducirana struja dva su vrijedna pojma u teoriji elektromagnetskog polja. Ova dva koncepta imaju širok raspon primjena u raznim područjima. Ovaj članak govori o osnovama vrtložne i inducirane struje i razlikama između ta dva koncepta.
Što je inducirana struja?
Razumijevanje elektromagnetske indukcije bitno je za razumijevanje inducirane struje. Elektromagnetska indukcija je učinak struje koja teče kroz vodič koji se kreće kroz magnetsko polje. Faradayev zakon je najutjecajniji zakon u pogledu ovog učinka. Izjavio je da je elektromotorna sila proizvedena oko zatvorene staze proporcionalna brzini promjene magnetskog toka kroz bilo koju površinu ograničenu tom stazom. Ako je zatvoreni put petlja na ravnini, brzina promjene magnetskog toka preko područja petlje proporcionalna je elektromotornoj sili koja se stvara u petlji. Međutim, ova petlja sada nije konzervativno polje. Stoga uobičajeni električni zakoni kao što je Kirchhoffov zakon nisu primjenjivi u ovom sustavu. Mora se primijetiti da postojano magnetsko polje, čak i da je jako po površini, ne bi stvorilo elektromotornu silu. Magnetsko polje mora varirati kako bi se stvorila elektromotorna sila. Ova je teorija glavni koncept iza proizvodnje električne energije. Gotovo sva električna energija, osim solarnih ćelija, generirana je pomoću ovog mehanizma. Električno polje koje stvara elektromagnetska indukcija je nekonzervativno polje. Stoga konzervativni zakoni polja kao što je Kirchhoffov zakon ne vrijede u induciranim poljima. Za nekonzervativno polje, jedna točka može imati dvije potencijalne vrijednosti.
Što je Eddy Current?
Vrtložna struja nastaje kada je vodič izložen promjenjivom magnetskom polju. Vrtložne struje su također poznate kao Foucaultove struje. Ove struje se obično generiraju u malim zatvorenim petljama unutar vodiča. Vrtlog znači turbulentna petlja. Jakost vrtložne struje ovisi o jakosti i brzini promjene magnetskog polja i vodljivosti materijala. Gubitak vrtložne struje glavni je način gubitka energije u transformatorima. Da nema gubitaka na vrtložne struje, transformatori bi imali učinkovitost od gotovo 100%. Gubitak vrtložne struje u transformatorima minimiziran je upotrebom izuzetno tankih ploča vodiča i zračnim rasporima na putu vrtložnih struja. Vrtložne struje stvaraju magnetsko polje koje se suprotstavlja promjeni magnetskog polja. Fenomen vrtložnih struja koristi se u aplikacijama kao što su magnetska levitacija, identifikacija metala, senzor položaja, elektromagnetsko kočenje i ispitivanje konstrukcija. Vrtložne struje vodiča također ovise o skin efektu metala.
Koja je razlika između vrtložne i inducirane struje?
• Vrtložne struje se stvaraju unutar materijala, a inducirane struje se stvaraju unutar zatvorenog kruga.
• Vrtložne struje su neovisne o području vodiča, ali inducirane struje ovise o području koje pokriva krug.
• Inducirane struje mogu se smatrati neto količinom vrtložnih struja generiranih u materijalu.
