Vířivé proudy

Z Enpedie
Přejít na: navigace, hledání

V tenké pohybující se smyčce, která se v prostoru pohybuje určitou rychlostí a současně na ní působí časově proměnné magnetické pole se indukuje napětí dle rovnice (1). Toto tenkou smyčku lze nahradit masivním vodivým tělesem, které se bude pohybovat rychlostí v v časově proměnném magnetickém poli B(t). Těleso si lze představit jako by bylo složené z velkého množství vodivých smyček, do kterých se bude indukovat napětí, a jelikož jsou tyto smyčky vodivé, bude jimi procházet elektrický proud.


V tomto vodivém tělese se tedy indukuje intenzita elektrického pole E(x,y,z), která vyvolá elektrický proud o hustotě J(x,y,z). Takto vyvolané indukované proudy se nazývají vířivé proudy. U geometricky složitějších tvarů těles neznáme dráhy jimiž se uzavírají vířivé proudy a jejich určení patří k obtížnějším úkolům teorie elektromagnetického pole.

Účinky vířivých proudů lze rozdělit do dvou skupin, na silové a tepelné. Jelikož vířivé proudy vyvolávají své magnetické pole, které je v silové interakci s magnetickým polem, které je vyvolalo a na toto těleso tedy působí síla způsobená vířivý,mi proudy, lze mluvit o silových účincích. A jelikož jako každý proud procházející neideálním vodičem, vyvolávají i vířivé proudy vznik Jouleova tepla, které ohřívá těleso, lze hovořit i o účincích tepelných.

V praxi se vířivé proudy uplatňují u funkce mnoha důležitých zařízení, jako jsou indukční pece pro tavení a ohřívání kovových materiálů, elektromagnetické indukční brzdy, atd. Vířivé proudy však mohou též výrazným způsobem zhoršovat funkci strojů a přístrojů, kde se je projektanti snaží potlačovat, v takovýchto případech dochází k nežádoucímu oteplení, dodaná energie není využita a snižuje účinnost zařízení. Pro potlačení ztrát vířivými proudy se používají především prostředky jako: použití materiálů s nízkou elektrickou vodivostí a nízkou relativní permeabilitou (použití nemagnetického materiálu, je-li to možné) a vhodná geometrie příslušné součásti, tak aby vířivé proudy vykonávali co nejdelší dráhu, která má větší odpor, čímž se sníží jejich velikost.