Virpuļstrāva vs inducētā strāva
Virpuļstrāva un inducētā strāva ir divi vērtīgi jēdzieni elektromagnētiskā lauka teorijā. Šie divi jēdzieni ir plaši pielietojami dažādās jomās. Šis raksts ir par virpuļstrāvas un inducētās strāvas pamatiem un atšķirībām starp abiem 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. Faraday likums ir visietekmīgākais likums attiecībā uz šo efektu. Viņš paziņoja, ka elektromotors, kas rodas ap slēgtu ceļu, ir proporcionāls magnētiskās plūsmas izmaiņu ātrumam caur jebkuru virsmu, kuru ierobežo šis ceļš. Ja slēgtais ceļš ir cilpa plaknē, magnētiskās plūsmas maiņas ātrums cilpas laukumā ir proporcionāls kontūrā radītajam elektromotora spēkam. Tomēr šī cilpa tagad nav konservatīva joma. Tāpēc šajā sistēmā nav piemērojami vispārpieņemtie elektriskie likumi, piemēram, Kirhofa likumi. Jāatzīmē, ka vienmērīgs magnētiskais lauks, pat ja tas ir spēcīgs visā virsmā,neradītu elektromotoru spēku. Magnētiskajam laukam ir jābūt atšķirīgam, lai radītu elektromotora spēku. Šī teorija ir galvenais elektrības ražošanas jēdziens. Gandrīz visa elektrība, izņemot saules baterijas, tiek ražota, izmantojot šo mehānismu. Elektromagnētiskās indukcijas radītais elektriskais lauks ir nekonservatīvs lauks. Tāpēc konservatīvi lauka likumi, piemēram, Kirhofa likums, nav spēkā inducētos laukos. Nekonservatīvam laukam vienam punktam var būt divas potenciālās vērtības. Elektromagnētiskās indukcijas radītais elektriskais lauks ir nekonservatīvs lauks. Tāpēc konservatīvi lauka likumi, piemēram, Kirhofa likums, nav spēkā inducētos laukos. Nekonservatīvam laukam vienam punktam var būt divas potenciālās vērtības. Elektromagnētiskās indukcijas radītais elektriskais lauks ir nekonservatīvs lauks. Tāpēc konservatīvi lauka likumi, piemēram, Kirhofa likums, nav spēkā inducētos laukos. Nekonservatīvam laukam vienam punktam var būt divas potenciālās vērtības.
Kas ir virpuļstrāva?
Virpuļstrāva rodas, kad vadītājs tiek pakļauts mainīgam magnētiskajam laukam. Virpuļstrāvas ir pazīstamas arī kā Fuko straumes. Šīs strāvas parasti rodas nelielās slēgtās cilpās vadītāja iekšpusē. Virpulis nozīmē turbulences cilpu. Virpuļstrāvas stiprums ir atkarīgs no magnētiskā lauka stipruma un izmaiņu ātruma, kā arī materiāla vadītspējas. Virpuļstrāvas zudums ir galvenā enerģijas zudumu metode transformatoros. Ja ne virpuļstrāvas zudums, transformatoru efektivitāte būtu gandrīz 100%. Virpuļstrāvas zudums transformatoros tiek samazināts līdz minimumam, izmantojot ārkārtīgi plānas vadītāju plāksnes un gaisa virpuļus uz virpuļstrāvu ceļa. Virpuļstrāvas rada magnētisko lauku, kas pretojas magnētiskā lauka izmaiņām. Virpuļstrāvu fenomenu izmanto tādās lietojumprogrammās kā magnētiskā levitācija,metālu identifikācija, stāvokļa noteikšana, elektromagnētiskā bremzēšana un strukturālā pārbaude. Vadītāja virpuļstrāvas ir atkarīgas arī no metāla ādas iedarbības.
Kāda ir atšķirība starp virpuļstrāvu un inducēto strāvu?
• Virpuļstrāvas rodas materiālā, un inducētās strāvas rodas slēgtā ķēdē.
• Virpuļstrāvas nav atkarīgas no vadītāja laukuma, bet inducētās strāvas ir atkarīgas no laukuma, kuru aptver ķēde.
• Inducētās strāvas var uzskatīt par materiāla radīto virpuļstrāvu neto daudzumu.
