Virpuļstrāva pret inducēto strāvu
Virpuļstrāva un inducētā strāva ir divi vērtīgi jēdzieni elektromagnētiskā lauka teorijā. Šiem diviem jēdzieniem ir plašs pielietojumu klāsts dažādās jomās. Šis raksts ir par virpuļstrāvas un inducētās strāvas pamatiem, kā arī par atšķirībām starp šiem diviem jēdzieniem.
Kas ir inducētā strāva?
Izpratne par elektromagnētisko indukciju ir būtiska, lai izprastu inducēto strāvu. Elektromagnētiskā indukcija ir strāvas ietekme, kas plūst caur vadītāju, kas pārvietojas pa magnētisko lauku. Faradeja likums ir visietekmīgākais likums attiecībā uz šo efektu. Viņš norādīja, ka elektromotora spēks, kas rodas ap slēgtu ceļu, ir proporcionāls magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam caur jebkuru virsmu, ko ierobežo šis ceļš. Ja slēgtais ceļš ir cilpa plaknē, magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrums cilpas laukumā ir proporcionāls cilpā radītajam elektromotora spēkam. Tomēr šī cilpa tagad nav konservatīva joma. Tāpēc vispārējie elektriskie likumi, piemēram, Kirhhofa likums, šajā sistēmā nav piemērojami. Jāņem vērā, ka vienmērīgs magnētiskais lauks, pat ja tas būtu spēcīgs visā virsmā, neradītu elektromotora spēku. Lai radītu elektromotora spēku, magnētiskajam laukam ir jāmainās. Šī teorija ir galvenais elektroenerģijas ražošanas jēdziens. Gandrīz visa elektroenerģija, izņemot saules baterijas, tiek ražota, izmantojot šo mehānismu. Elektromagnētiskās indukcijas radītais elektriskais lauks ir nekonservatīvs lauks. Tāpēc konservatīvie lauka likumi, piemēram, Kirhhofa likums, nav spēkā inducētajos laukos. Nekonservatīvajam laukam vienam punktam var būt divas potenciālās vērtības.
Kas ir virpuļstrāva?
Virpuļstrāva rodas, ja vadītājs tiek pakļauts mainīgam magnētiskajam laukam. Virpuļstrāvas ir pazīstamas arī kā Fuko straumes. Šīs strāvas parasti tiek ģenerētas mazās slēgtās cilpās vadītāja iekšpusē. Virpulis nozīmē turbulences cilpu. Virpuļstrāvas stiprums ir atkarīgs no magnētiskā lauka stipruma un maiņas ātruma un materiāla vadītspējas. Virpuļstrāvas zudumi ir galvenā enerģijas zuduma metode transformatoros. Ja ne virpuļstrāvas zudumi, transformatoru efektivitāte būtu gandrīz 100%. Virpuļstrāvas zudumi transformatoros tiek samazināti, izmantojot īpaši plānas vadītāju plāksnes un gaisa spraugas virpuļstrāvas ceļā. Virpuļstrāvas rada magnētisko lauku, kas ir pretrunā ar magnētiskā lauka izmaiņām. Virpuļstrāvas fenomenu izmanto tādos lietojumos kā magnētiskā levitācija, metālu identificēšana, pozīcijas noteikšana, elektromagnētiskā bremzēšana un konstrukciju pārbaude. Vadītāja virpuļstrāvas ir atkarīgas arī no metāla ādas iedarbības.
Kāda ir atšķirība starp virpuļstrāvu un inducēto strāvu?
• Materiālā tiek ģenerētas virpuļstrāvas, un slēgtā ķēdē tiek radītas inducētās strāvas.
• Virpuļstrāvas nav atkarīgas no vadītāja laukuma, bet inducētās strāvas ir atkarīgas no ķēdes aptvertā laukuma.
• Inducētās strāvas var uzskatīt par materiālā radīto virpuļstrāvu neto daudzumu.
