Wirbelstrom vs. induzierter Strom
Wirbelstrom und induzierter Strom sind zwei wertvolle Konzepte in der Theorie elektromagnetischer Felder. Diese beiden Konzepte haben ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Bereichen. In diesem Artikel geht es um die Grundlagen von Wirbelstrom und Induktionsstrom und die Unterschiede zwischen den beiden Konzepten.
Was ist Induktionsstrom?
Das Verständnis der elektromagnetischen Induktion ist unerlässlich, um den induzierten Strom zu verstehen. Elektromagnetische Induktion ist die Wirkung von Strom, der durch einen Leiter fließt, der sich durch ein Magnetfeld bewegt. Das Faradaysche Gesetz ist das einflussreichste Gesetz bezüglich dieses Effekts. Er erklärte, dass die um einen geschlossenen Pfad herum erzeugte elektromotorische Kraft proportional zur Änderungsrate des magnetischen Flusses durch jede von diesem Pfad begrenzte Oberfläche ist. Wenn der geschlossene Pfad eine Schleife auf einer Ebene ist, ist die Änderungsrate des magnetischen Flusses über die Fläche der Schleife proportional zu der in der Schleife erzeugten elektromotorischen Kraft. Allerdings ist diese Schleife jetzt kein konservatives Feld. Daher sind allgemeine elektrische Gesetze wie das Kirchhoffsche Gesetz in diesem System nicht anwendbar. Es muss beachtet werden, dass ein stetiges Magnetfeld, selbst wenn es über die Oberfläche stark wäre, keine elektromotorische Kraft erzeugen würde. Das Magnetfeld muss variieren, um die elektromotorische Kraft zu erzeugen. Diese Theorie ist das Hauptkonzept hinter der Stromerzeugung. Nahezu der gesamte Strom, mit Ausnahme der Solarzellen, wird mit diesem Mechanismus erzeugt. Das durch die elektromagnetische Induktion erzeugte elektrische Feld ist ein nicht-konservatives Feld. Daher gelten konservative Feldgesetze wie das Kirchhoffsche Gesetz nicht in induzierten Feldern. Bei einem nicht-konservativen Feld kann ein einzelner Punkt zwei mögliche Werte haben.
Was ist Wirbelstrom?
Ein Wirbelstrom entsteht, wenn ein Leiter einem wechselnden Magnetfeld ausgesetzt wird. Wirbelströme werden auch als Foucault-Ströme bezeichnet. Diese Ströme werden normalerweise in kleinen geschlossenen Schleifen innerhalb des Leiters erzeugt. Ein Wirbel bedeutet eine Turbulenzschleife. Die Stärke des Wirbelstroms hängt von der Stärke und Änderungsgeschwindigkeit des Magnetfelds und der Leitfähigkeit des Materials ab. Wirbelstromverlust ist die Hauptmethode des Energieverlusts in Transformatoren. Ohne den Wirbelstromverlust hätten Transformatoren einen Wirkungsgrad von fast 100 %. Der Wirbelstromverlust in Transformatoren wird minimiert, indem extrem dünne Leiterplatten verwendet werden und Luftsp alte auf dem Weg von Wirbelströmen vorhanden sind. Wirbelströme erzeugen ein Magnetfeld, das der Änderung des Magnetfelds entgegenwirkt. Das Phänomen der Wirbelströme wird in Anwendungen wie Magnetschwebebahn, Identifizierung von Metallen, Positionserfassung, elektromagnetischem Bremsen und Strukturprüfung verwendet. Die Wirbelströme eines Leiters sind auch vom Skineffekt des Metalls abhängig.
Was ist der Unterschied zwischen Wirbelstrom und Induktionsstrom?
• Wirbelströme werden innerhalb des Materials erzeugt und induzierte Ströme werden innerhalb eines geschlossenen Stromkreises erzeugt.
• Wirbelströme sind unabhängig von der Fläche des Leiters, aber induzierte Ströme sind abhängig von der Fläche, die von der Sch altung abgedeckt wird.
• Induzierte Ströme können als Nettobetrag der im Material erzeugten Wirbelströme betrachtet werden.
