Quels sont les courants de Foucault et quelles mesures sont prises pour les réduire
Brève définition
Les courants de Foucault sont des courants qui circulent dans les conducteurs sous l'influence d'un champ magnétique alternatif. Pas nécessairement le champ doit changer, le corps peut se déplacer dans un champ magnétique, tout de même, un courant commencera à y circuler.
Il est impossible de trouver la trajectoire réelle des courants pour les prendre en compte, le courant circule là où il trouve le chemin avec le moins de résistance. Les courants de Foucault circulent toujours en boucle fermée. Les principales conditions de son apparition sont la présence d'un objet dans un champ magnétique alternatif ou son mouvement par rapport au champ.
Histoire de découverte
En 1824, le scientifique D.F. Arago a mené une expérience. Il monta un disque de cuivre sur un axe, plaça une aiguille magnétique au-dessus. Lorsque l'aiguille magnétique tourne, le disque commence à bouger. Ainsi pour la première fois observé le phénomène des courants de Foucault. Le disque a commencé à tourner en raison du fait qu'en raison de la circulation des courants, un champ magnétique est apparu, qui a interagi avec la flèche. Il a été appelé, tandis que le phénomène d'Arago.
Après quelques années, M. Faraday, qui a découvert la loi de l'induction électromagnétique, a expliqué ce phénomène de cette façon: un champ magnétique en mouvement induit un courant dans le disque (comme en boucle fermée) et il interagit avec le champ de la flèche.
Pourquoi le deuxième nom est-il des courants de Foucault? Parce que le physicien Foucault a étudié en détail le phénomène des courants de Foucault. Au cours de ses recherches, il a fait une grande découverte. Elle consistait en ce que les corps sous l'influence des courants de Foucault s'échauffent. Nous avons traité de la théorie, nous allons maintenant parler de l'endroit où les courants de Foucault sont utilisés et qui causent des problèmes.
La vidéo ci-dessous fournit une définition plus détaillée de ce phénomène:
Dommages causés par les courants de Foucault
Si vous envisagiez la conception d'un transformateur de réseau à 50 Hz, vous avez probablement remarqué que son noyau est constitué de feuilles minces, bien qu'il puisse sembler plus facile de fabriquer une structure en fonte solide.
Le fait est qu'ils luttent ainsi contre les courants de Foucault. Foucault a établi le réchauffement des corps dans lesquels ils coulent. Le fonctionnement du transformateur étant basé sur les principes d'interaction des champs magnétiques variables, les courants de Foucault sont inévitables.
Tout échauffement des corps est la libération d'énergie sous forme de chaleur. Dans ce cas, des pertes de cœur se produiront. Comment est-ce dangereux? Dans une installation électrique, un fort échauffement entraîne la destruction de l'isolation des enroulements et la défaillance de la machine. Les courants de Foucault dépendent des propriétés magnétiques du noyau.
Comment réduire les pertes
La perte d'énergie dans le circuit magnétique n'est pas utile, alors comment y faire face? Pour réduire leur taille, le noyau est recruté à partir de fines plaques d'acier électrique - c'est une sorte de mesure préventive pour réduire les courants parasites. Ces pertes sont décrites par la formule par laquelle il est possible de calculer:
Comme vous le savez: plus la section du conducteur est petite, plus sa résistance est élevée et plus sa résistance est élevée, plus le courant est faible. Les plaques sont isolées les unes des autres par des écailles ou une couche de vernis. Les noyaux des grands transformateurs sont réunis par un goujon isolé. Cela réduit la perte de cœur, c.-à-d. ce sont les principaux moyens de réduire les courants de Foucault.
Quelles sont les conséquences de l'influence de ce phénomène? Le champ magnétique issu de l'écoulement des courants de Foucault affaiblit le champ à cause duquel ils sont apparus. Autrement dit, les courants de Foucault réduisent la force des électro-aimants. Il en va de même pour la conception de pièces de moteurs électriques et de générateur: rotor et stator.
Application pratique
Maintenant sur les applications utiles des courants de Foucault. Une grande contribution a été apportée à la métallurgie par l'invention des fours à induction en acier. Ils sont disposés de manière à ce que la masse de métal en fusion soit placée à l'intérieur d'une bobine à travers laquelle circule un courant à haute fréquence. Son champ magnétique induit de grands courants à l'intérieur du métal jusqu'à ce qu'il soit complètement fondu.
Note de l'auteur!Le développement des fours à induction a considérablement augmenté le respect de l'environnement de la production de métaux et changé l'idée des méthodes de fusion. Je travaille dans une usine métallurgique, où il y a dix ans, ils ont lancé un nouvel atelier de haute technologie avec de telles installations, et quelques années après le développement de nouveaux équipements, le foyer ouvert classique a été fermé. Cela indique la productivité de cette méthode de chauffage des métaux. Les courants de Foucault sont également utilisés pour le durcissement de surface du métal.
Application visuelle en pratique:
En plus de la métallurgie, ils sont utilisés dans la fabrication d'appareils à vide. Le problème est l'élimination complète des gaz avant de sceller le ballon. En utilisant les courants de Foucault, les électrodes de la lampe sont chauffées à des températures élevées, désactivant ainsi le gaz.
Dans la vie de tous les jours, vous pouvez trouver des cuisinières à induction sur lesquelles les aliments sont cuits, grâce à l'application de ce phénomène. Comme vous pouvez le voir, les courants de Foucault ont leurs avantages et leurs inconvénients.
Les courants de Foucault sont à la fois bénéfiques et nuisibles. Dans certains cas, leur influence n'entraîne pas de problèmes électriques. Par exemple, un pipeline posé près des lignes de câbles se désintègre plus rapidement sans raison apparente de tiers. Dans le même temps, les appareils de chauffage par induction se sont assez bien montrés, d'autant plus qu'un tel appareil à usage domestique peut être assemblé vous-même. Nous espérons que vous savez maintenant ce que sont les courants de Foucault et quelle application ils ont trouvé dans la production et dans la vie quotidienne.
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