Correnti parassite o correnti di Foucault - correnti elettriche volumetriche di induzione formate nei conduttori a causa della variazione temporale del flusso del campo magnetico che agisce su di essi. Poiché la resistenza dei grandi conduttori è piccola, la corrente di Foucault può essere piuttosto grande. Il movimento di corrente in un conduttore, secondo la regola di Lenz, viene effettuato lungo il percorso di maggiore resistenza alle forze che lo hanno provocato.
Contenuto
- La storia della scoperta del fenomeno
- Forze del vortice
- Utilizzo nel rilevamento dei difetti
- Applicazione delle correnti di Foucault
La storia della scoperta del fenomeno
Per la prima volta questo fenomeno scoperto dallo scienziato francese Arago negli anni venti del XIX secolo. Su un asse installò un disco di rame e sopra di esso un ago magnetico. Quindi iniziò a ruotare la freccia, a seguito della quale anche il disco iniziò a ruotare.
Questo fenomeno prende il nome dallo scienziato Arago. Quando Faraday scoprì la legge dell'induzione elettromagnetica alcuni anni dopo, riuscì a spiegare questo fenomeno. Il campo magnetico ruotato dalla freccia porta alla comparsa di una corrente parassita nel disco, che ha effettuato il suo movimento.
Uno studio più dettagliato di questo fenomeno è stato intrapreso dal fisico Foucault, che ha rivelato il riscaldamento dei corpi metallici a seguito dell'esposizione a un campo magnetico. Anche il fisico russo Lenz ha studiato e sperimentato flussi di vortici. Scoprì che non avevano alcun effetto sul cambiamento del campo magnetico da cui si erano formati.
Forze del vortice
Per aumentare l'efficienza di qualsiasi meccanismo, è necessario ridurre al minimo le forze dei flussi di vortice. Per fare ciò, aumentare la resistenza elettrica del filo magnetico. Il metodo per ridurre l'effetto delle correnti parassite dipende dal tipo di dispositivo elettrico. Soppressione delle correnti di Foucault effettuato con le seguenti modalità:
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Quando si assemblano i trasformatori, i nuclei vengono estratti da sottili piastre isolate. Ciò consente di ridurre il grado di riscaldamento causato dall'azione della corrente di Foucault. - Le piastre metalliche sono posizionate in modo che la direzione delle correnti parassite sia perpendicolare ai loro confini.
- Con l'avvento delle ferriti, che hanno un'elevata resistenza, è diventato possibile produrre anime solide.
E anche durante la colata degli elementi centrali, viene aggiunto silicio, che aumenta la resistenza elettrica. A volte vengono utilizzati nell'assemblaggio di pezzi di filo metallico, che vengono preliminarmente sottoposti a trattamento termico.
Inoltre, vengono utilizzate guarnizioni isolanti speciali. Tali metodi durante l'assemblaggio possono ridurre significativamente la forza delle correnti di Foucault, a seguito delle quali aumenta l'efficienza di qualsiasi unità.
I fili magnetici nelle apparecchiature ad alta frequenza sono accuratamente isolati l'uno dall'altro e attorcigliati in un fascio. Ogni torsione è ricoperta da uno speciale elemento isolante. Per la trasmissione di energia elettrica su lunghe distanze viene utilizzato un cavo multipolare con fili isolati.
Utilizzo nel rilevamento dei difetti
Il test a correnti parassite è uno dei modi per verificare la struttura di materiali diversi. Si basa sull'analisi dei cambiamenti che si verificano nell'interazione del campo elettromagnetico esterno con le correnti parassite dell'oggetto in esame.
Come sorgente del campo elettromagnetico viene utilizzata una bobina induttiva, sulla base della quale vengono prodotti rilevatori di difetti. Questi dispositivi producono controllo qualità dei materiali elettricamente conduttivi:
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metalli e loro leghe; - semiconduttori;
- grafite, ecc.
Il campo elettromagnetico delle correnti di Foucault nell'oggetto testato agisce sulla bobina del dispositivo, inducendo in esso una forza elettromotrice o modificando la resistenza elettrica. La variazione della tensione della bobina determina le proprietà e la qualità dell'oggetto testato.
Oltre ai rilevatori di difetti, che rilevano rotture nella superficie dei materiali, producono dispositivi per determinare la struttura e le dimensioni degli oggetti. Sulla base dell'uso delle correnti parassite, viene prodotto un apparato per il rilevamento di elementi elettricamente conduttivi (metal detector).
Applicazione delle correnti di Foucault
Gli esperti ritengono che quando si usano le correnti di Foucault, hanno effetti più dannosi di quelli positivi. Tuttavia, hanno trovato ampia applicazione in vari settori della vita. Ciò è particolarmente vero nelle seguenti aree:
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industria metallurgica; - trasporto;
- tecnologia informatica;
- ingegnere elettrico.
Sulla base delle correnti parassite per la metallurgia, vengono prodotte unità che consentono il trasporto e la tempra dei metalli fusi. I forni a induzione sono ampiamente utilizzati nello stesso settore. In termini di prestazioni, sono molto superiori a dispositivi simili, il cui lavoro si basa su altri tipi di azione.
Inoltre, i processi di fusione e tempra dei metalli sono possibili solo usando questo fenomeno. Nei trasporti, quando si spostano i treni ad alta velocità su cuscini magnetici, vengono utilizzati sistemi frenanti, il cui principio si basa sulle correnti di Foucault.
La creazione della moderna tecnologia informatica e dei trasformatori è diventata possibile solo grazie all'uso e al miglioramento dei flussi di vortice nei loro progetti. E sono anche utilizzati nei dispositivi per il vuoto, dove eseguono un pompaggio completo di aria e altri gas.
Tali dispositivi sono altamente economici ed efficienti. Attualmente, i fisici di molti paesi continuano a studiare e sperimentare questo fenomeno. Di conseguenza, ogni anno è possibile migliorare i dispositivi e le apparecchiature che funzionano secondo il principio delle correnti parassite.
