Qui studieremo le correnti parassite e cosa si intende per smorzamento elettromagnetico. Ma il cambiamento del flusso magnetico induce anche correnti in pezzi di conduttori alla rinfusa, e il loro schema di flusso ricorda quello dei vortici nell'acqua.
François Arago, un matematico e anche il 25 ° primo ministro di Francia, osservò per la prima volta le correnti parassite nel 1824. Successivamente un fisico di nome Foucault scoprì queste correnti, che sono definite esplicitamente correnti parassite.
Una semplice dimostrazione di correnti parassite
La causa e l'effetto delle correnti parassite può essere compreso con un semplice esperimento, come accennato. Un piatto di rame oscilla come pendoli.
Questi producono ostacoli nel movimento di oscillazione della piastra e, quindi, il movimento di oscillazione viene smorzato. Dopo un po 'di tempo, la piastra si ferma nel campo magnetico.
Questo effetto di smorzamento elettromagnetico può essere ridotto riducendo l'area disponibile per il flusso di correnti parassite. Quindi, se possiamo introdurre fessure e fori rettangolari nella piastra, e poiché i momenti magnetici delle correnti indotte dipendono dall'area da essa racchiusa, possiamo ridurre lo smorzamento elettromagnetico e la piastra oscilla più liberamente.
POTENZA DELLE CORRENTI PARASSITE
Il potere di dissipazione delle correnti parassite può essere espresso come:
Dove,
P si riferisce alla potenza persa per unità di massa.
Bp si riferisce ai campi magnetici massimi.
d si riferisce allo spessore.
f si riferisce alla frequenza.
k si riferisce a una costante.
ρ si riferisce alla resistività.
D si riferisce alla densità.
La corrente parassita viene ridotta utilizzando lamierini nell'anima metallica. Per questo motivo, la grandezza è sostanzialmente ridotta.
Poiché la dissipazione di energia sotto forma di calore dipende dai quadrati della grandezza delle correnti parassite, la perdita di calore e, di conseguenza, la perdita di energia diminuisce. Le perdite di energia possono essere ulteriormente ridotte utilizzando lamine più sottili con ferro a bassissimo contenuto di carbonio o ferro dolce e fili con sezioni trasversali maggiori.
Ecco un semplice esperimento in cui possiamo notare lo smorzamento elettromagnetico.
Due tubi cilindrici sottili cavi con gli stessi orientamenti geometrici ma uno costituito da alluminio e l'altro da un tubo in PVC viene bloccato verticalmente. Un magnete cilindrico di diametro leggermente inferiore a quello del diametro del cilindro viene fatto cadere attraverso entrambi i tubi in modo tale che non tocchino le pareti interne dei tubi cilindrici. Il magnete lasciato cadere attraverso il tubo in PVC impiega lo stesso tempo per uscire dal tubo come ci vorrebbe se cadesse dalla stessa altezza senza tubo. Il magnete nel tubo di alluminio impiega relativamente più tempo per uscire dal tubo.
Ciò è dovuto alle correnti parassite prodotte nel tubo di alluminio che si oppone al cambiamento del flusso magnetico quando il magnete si muove attraverso il tubo di alluminio. Poiché il PVC è un isolante, non si formano correnti parassite. Questo fenomeno in cui una forza ritardante dovuta alle correnti parassite limita il movimento di un oggetto è noto come smorzamento elettromagnetico.
APPLICAZIONI DI CORRENTI PARASSITE
Sebbene le correnti parassite siano indesiderabili in alcune applicazioni, ci sono molte applicazioni in cui le correnti parassite sono una necessità per il loro funzionamento. Alcuni di questi sono frenatura magnetica nei treni, smorzamento elettromagnetico, forno a induzione, misuratori di potenza elettrica, levitazione, identificazione di metalli, rilevamento di vibrazioni e posizione, test strutturali, ecc. Alcuni di essi sono stati spiegati in dettaglio come segue:
- Frenata magnetica nei treni: poiché sappiamo che i treni sono piuttosto pesanti e possono muoversi a grandi velocità, quindi, il sistema di frenatura dei treni dovrebbe essere molto potente e fluido. Le correnti parassite lo rendono possibile. Forte elettromagneti può indurre correnti parassite nelle rotaie. Poiché non vi è alcun attrito in quanto non sono presenti collegamenti meccanici; quindi, il sistema di frenatura diventa molto fluido. Ma questa applicazione viene utilizzata solo in alcuni treni a trazione elettrica.
- Forno a induzione: vengono utilizzati per fondere ferro, acciaio, rame, alluminio e altri metalli preziosi per scopi di saldatura, rimodellamento o per la produzione di leghe. In un forno a induzione, la corrente parassita produce temperature molto elevate adatte a fondere i metalli.
- Smorzamento elettromagnetico: pochi strumenti di misura come i galvanometri sfruttano l'effetto delle correnti parassite per contrastare il movimento. Hanno un nucleo fisso costituito da un materiale amagnetico ma metallico in cui le correnti parassite si generano quando la bobina oscilla, che a sua volta si oppone al moto della bobina e la porta rapidamente in posizione di riposo.
- Effetti repulsivi e levitazione: quando viene applicato un campo magnetico variabile, induce correnti parassite che mostrano il comportamento di repulsione diamagnetica a causa della quale un metallo o qualsiasi materiale conduttivo subirà una forza di repulsione.
Per ulteriori informazioni sull'applicazione delle correnti parassite, leggere l'articolo su prove a correnti parassite, sensore di correnti parassite ed freno a correnti parassite.
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