Różnica między prądem wirowym a prądem indukowanym

Prąd wirowy vs prąd indukowany

Prąd wirowy i prąd indukowany to dwa cenne pojęcia w teorii pola elektromagnetycznego. Te dwie koncepcje mają szeroki zakres zastosowań w różnych dziedzinach. Ten artykuł dotyczy podstaw prądu wirowego i prądu indukowanego oraz różnic między tymi dwiema koncepcjami…

Co to jest prąd indukowany?

Zrozumienie indukcji elektromagnetycznej jest niezbędne, aby zrozumieć indukowany prąd. Indukcja elektromagnetyczna jest efektem prądu przepływającego przez przewodnik, który porusza się w polu magnetycznym. Prawo Faradaya jest najbardziej wpływowym prawem dotyczącym tego efektu. Stwierdził, że siła elektromotoryczna wytwarzana wokół zamkniętej ścieżki jest proporcjonalna do szybkości zmiany strumienia magnetycznego przez dowolną powierzchnię ograniczoną przez tę ścieżkę. Jeżeli zamknięta ścieżka jest pętlą na płaszczyźnie, szybkość zmiany strumienia magnetycznego na obszarze pętli jest proporcjonalna do siły elektromotorycznej wytwarzanej w pętli. Jednak ta pętla nie jest teraz dziedziną zachowawczą. Dlatego wspólne prawa elektryczne, takie jak prawo Kirchhoffa, nie mają zastosowania w tym systemie. Należy zauważyć, że stałe pole magnetyczne, nawet gdyby było silne na powierzchni, nie wytworzyłoby siły elektromotorycznej. Pole magnetyczne musi się zmieniać, aby wytworzyć siłę elektromotoryczną. Teoria ta jest główną koncepcją wytwarzania energii elektrycznej. Prawie cała energia elektryczna, z wyjątkiem ogniw słonecznych, wytwarzana jest za pomocą tego mechanizmu. Pole elektryczne wytwarzane przez indukcję elektromagnetyczną jest polem niekonserwatywnym. Dlatego konserwatywne prawa polowe, takie jak prawo Kirchhoffa, nie są ważne w polach indukowanych. W przypadku pola niekonserwatywnego pojedynczy punkt może mieć dwie potencjalne wartości.

Co to jest prąd wirowy?

Prąd wirowy powstaje, gdy przewodnik wystawiony jest na działanie zmieniającego się pola magnetycznego. Prądy wirowe są również znane jako prądy Foucaulta. Prądy te są zwykle wytwarzane w małych zamkniętych pętlach wewnątrz przewodnika. Wir oznacza pętlę turbulencji. Siła prądu wirowego zależy od siły i szybkości zmian pola magnetycznego oraz przewodności materiału. Strata prądów wirowych jest główną metodą strat energii w transformatorach. Gdyby nie strata wiroprądowa, transformatory miałyby sprawność prawie 100%. Stratę prądu wirowego w transformatorach minimalizuje się dzięki zastosowaniu wyjątkowo cienkich płyt przewodzących i szczelin powietrznych na ścieżce prądów wirowych. Prądy wirowe wytwarzają pole magnetyczne przeciwstawiające się zmianie pola magnetycznego. Zjawisko prądów wirowych jest wykorzystywane w takich zastosowaniach, jak lewitacja magnetyczna, identyfikacja metali, wykrywanie pozycji, hamowanie elektromagnetyczne i testy strukturalne. Prądy wirowe przewodnika są również zależne od efektu metalicznego naskórka.