Takzvané „vířivé“ nebo smyčkové proudy jsou známé nejen pro své negativní stránky spojené se ztrátami vodivých médií. Odborníci je oceňují pro mnoho užitečných aplikací, z nichž jednou jsou moderní indukční pece. Chcete-li správně posoudit vírový efekt, musíte nejprve pochopit, jak je tento fyzikální jev interpretován v elektrotechnice.
Stručná definice
Cyklické (konturové) proudové formace, které se tvoří působením proměnných polí e / m určité síly, se nazývají vířivé. Podle jména vědce, který poprvé objevil tento jev, se jim říká „Foucaultovy proudy“ (foto níže).
Důvodem jejich vzniku může být nejen měnící se pole e / m, ale také pohyb vodiče v něm, což při zohlednění relativity všech jevů není vůbec překvapivé. Je nemožné určit přesné trajektorie, kterými proudí Foucaultovy proudy. Z mnoha experimentů bylo možné zajistit, aby byly vytvořeny v zónách vodivého média, kde je odolnost vůči pohybu nábojů minimální.
Funkce vířivých proudů
Zvláštnost Foucaultových proudů spočívá v jejich lokalitě a blízkosti k sobě, což je důvodem neobvyklých vlastností (ve srovnání s „klasickým“ lineárním pohybem nábojů). Stejně jako běžné proudy interagují s magnetickým polem, které je generovalo, ale tato vzájemná akce je zde vyjádřena zvláštním způsobem. Na základě Lenzova zákona se „místní“ elektromagnetická pole, která vytvářejí, projevují takovým způsobem, že působí proti změně magnetického toku, který je způsobil. To znamená, že budou podporovat klesající pole a odolat jeho prudkému nárůstu.
Tento jev způsobuje nárůst vírových útvarů ve vodivém médiu s prudkým poklesem jeho odporu. Přirozeným výsledkem těchto procesů je silné zahřátí vodivé báze, jejíž teplota dosahuje 800 stupňů. V tomto případě dochází k velkým ztrátám energie přenášené vodivým médiem, což je považováno za negativní stránku jevu. Stupeň ohřevu a velikost ztrát přímo závisí na frekvenci indukovaného indukčního proudu (maxima je dosaženo asi 10 kHz).
Užitečné aplikace vířivých proudů
Foucaultovy proudy se vyznačují nejen negativními projevy (ve formě energetických ztrát).
Vývojáři moderního vybavení pro ně našli užitečné aplikace, jmenovitě:
- Foucaultův efekt se používá v indukčních měřičích, kde se používají jako tlumič;
- při výrobě indukčních ocelářských pecí pracujících na principu ohřevu kovů proudy, které jimi protékají;
- v případě potřeby tlumení akčních členů (šipky) v laboratorních měřicích přístrojích.
V dnešních bytových domech jsou instalovány indukční varné desky, které fungují kvůli stejnému efektu vířivých proudů (foto níže).