Virpuļstrāvas efekts: virpuļstrāvas ietekmes cēloņi, priekšrocības, trūkumi un kontrole

Virpuļstrāvas cēloņi
Mainoties magnētiskajai plūsmai spoles ķēdē, spolē tiek ģenerēts inducēts elektromotora spēks, kā arī ķēdē tiek ģenerēta inducētā strāva (inducētais elektromotora spēks, ko rada magnētiskās plūsmas izmaiņas, kas iet caur spoli). Ja vadītājs tiek novietots mainīgā magnētiskajā laukā vai pārvietots attiecībā pret magnētisko lauku, jo vadītāja iekšējā daļa var veidot slēgtu cilpu un mainās magnētiskā plūsma, kas iet cauri cilpai, inducētā strāva tiks ģenerēta arī magnētiskajā laukā. diriģents, un šīs strāvas automātiski aizveras virpulī vadītājā, tāpēc to sauc par virpuļstrāvu vai saīsināti virpuļstrāvu.

Virpuļstrāvas efekta priekšrocības un trūkumi

Kā parādīts attēlā (a), vadītāja zemās pretestības dēļ virpuļstrāvas parasti ir lielas. Strāvas termiskā efekta dēļ virpuļstrāvas var izraisīt vadītāju uzsilšanu un enerģijas patēriņu, tāpēc virpuļstrāvas dažkārt ir kaitīgas. Piemēram, izmantojot maiņstrāvas magnētisko lauku transformatoros, elektromotoros un ģeneratoros, dzelzs kodolā var radīt virpuļstrāvas. Virpuļstrāvas rada siltumu dzelzs kodolā, radot zudumus (parasti pazīstamus kā dzelzs zudumus) un radot siltumu iekārtā. Temperatūra paaugstinās, un izolācijas materiāli ir pakļauti novecošanai, saīsinot transformatoru, elektromotoru un ģeneratoru kalpošanas laiku un pat izraisot to bojājumus.
Virpuļstrāva ir kaitīga dažādos motoros un transformatoros, taču to var arī izmantot. Piemēram, augstfrekvences indukcijas krāsnī, ko parasti izmanto rūpnīcās sakausējumu kausēšanai, metālu kausēšanai izmanto virpuļstrāvas, kas rodas metāla vadītāju blokos.
Elektriķa mērinstruments pieprasa, lai rādītāja šūpošanās ātri apstājas, lai ātri varētu nolasīt rādījumus (piemēram, ampērmetrs, voltmetrs utt.). Lai sasniegtu šo mērķi, ampērmetra spole jāaptin ap alumīnija rāmi. Kad izmērītā strāva iet caur spoli, spole virza rādītāju un alumīnija rāmi, lai grieztos kopā. Kad alumīnija rāmis griežas magnētiskajā laukā, rodas virpuļstrāvas. Magnētiskā lauka spēks uz virpuļstrāvu kavē to šūpošanos, tāpēc rādītājs ātri un stabili norāda uz nolasīšanas pozīciju, kas ir virpuļstrāvas efekta pielietojums - elektromagnētiskais slāpēšanas efekts. Elektrisko amortizāciju parasti izmanto arī elektrisko lokomotīvju elektromagnētiskajās bremzēs.
 

Vadība, lai samazinātu virpuļstrāvas efektus

Kā parādīts (b) attēlā iepriekš un šeit, lai samazinātu virpuļstrāvas zudumus, tādu iekārtu dzelzs serdes materiālos kā elektromotori, ģeneratori, transformatori un maiņstrāvas elektromagnēti netiek izmantoti veseli dzelzs serdeņi, bet gan tiek laminēti. ar silīcija tērauda loksnēm, kas pārklātas ar izolācijas krāsu uz virsmas. Tas ir tāpēc, ka silīcija tērauds satur 2-5% silīcija, kas var uzlabot dzelzs serdes elektrisko pretestību. Turklāt izolācija starp dzelzs loksnēm ierobežo virpuļstrāvas līdz šaurām plānām loksnēm. Ķēdes pretestība ir augsta, un virpuļstrāvas ir ievērojami samazinātas, tādējādi ievērojami samazinot virpuļstrāvu esamību.