Tako imenovani "vrtinčni" ali zankovni tokovi so znani ne le po svojih negativnih straneh, povezanih z izgubami v prevodnih medijih. Strokovnjaki jih cenijo zaradi številnih uporabnih aplikacij, med katerimi so tudi sodobne indukcijske peči. Če želite pravilno oceniti učinek vrtinčenja, morate najprej razumeti, kako se ta fizikalni pojav razlaga v elektrotehniki.
Kratka opredelitev
Ciklične (konturne) tokovne tvorbe, ki nastanejo pod vplivom spremenljivih e / m polj določene moči, se imenujejo vrtinci. Z imenom znanstvenika, ki je prvi odkril ta pojav, se imenujejo "Foucaultovi tokovi" (fotografija spodaj).
Razlog za njihov nastanek ni lahko le spreminjanje e / m polja, temveč tudi gibanje vodnika v njem, kar ob upoštevanju relativnosti vseh pojavov sploh ni presenetljivo. Nemogoče je določiti natančne poti, po katerih tečejo Foucaultovi tokovi. Iz številnih poskusov je bilo mogoče zagotoviti, da nastanejo v območjih prevodnega medija, kjer je upor proti gibanju nabojev minimalen.
Vrtinčne lastnosti
Posebnost Foucaultovih tokov je v njihovi bližini in bližini, kar je razlog za nenavadne lastnosti (v primerjavi s "klasičnim" linearnim gibanjem nabojev). Tako kot navadni tokovi sodelujejo z magnetnim poljem, ki jih je ustvarilo, vendar je to medsebojno delovanje tukaj izraženo na poseben način. Na podlagi Lenzovega zakona se "lokalna" elektromagnetna polja, ki jih tvorijo, kažejo tako, da preprečujejo spremembo magnetnega pretoka, ki jih je povzročila. To pomeni, da bodo podpirali padajoče polje in se upirali njegovemu naglemu povečanju.
Ta pojav povzroči povečanje vrtinčenja v prevodnem mediju z močnim zmanjšanjem njegove odpornosti. Naravni rezultat teh procesov je močno segrevanje prevodne osnove, katere temperatura doseže 800 stopinj. V tem primeru pride do velikih izgub energije, ki se prenaša skozi prevodni medij, kar velja za negativno stran pojava. Stopnja segrevanja in obseg izgub sta neposredno odvisna od frekvence induciranega indukcijskega toka (maksimum je dosežen pri približno 10 kHz).
Uporabne aplikacije vrtinčnih tokov
Za Foucaultove tokove niso značilne samo negativne manifestacije (v obliki izgub energije).
Razvijalci sodobne opreme so zanje našli koristne aplikacije, in sicer:
- Foucaultov učinek se uporablja pri indukcijskih števcih, kjer se uporabljajo kot loputa;
- pri izdelavi indukcijskih peči za izdelavo jekla, ki delujejo na principu ogrevanja kovin s tokovi, ki tečejo skozi njih;
- po potrebi dušenje pogonov (puščic) v laboratorijskih merilnih instrumentih.
Danes so v stanovanjskih zgradbah nameščene indukcijske kuhalne plošče, ki delujejo zaradi enakega učinka vrtinčnega toka (fotografija spodaj).