Tā sauktās "virpuļstrāvas" jeb cilpas strāvas ir pazīstamas ne tikai ar to negatīvajām pusēm, kas saistītas ar zudumiem vadošā vidē. Viņus eksperti novērtē par daudzām noderīgām lietojumprogrammām, no kurām viena ir modernas indukcijas krāsnis. Lai pareizi novērtētu virpuļa efektu, vispirms ir jāsaprot, kā šī fiziskā parādība tiek interpretēta elektrotehnikā.
Īsa definīcija
Cikliskās (kontūras) strāvas formācijas, kas veidojas mainīgas e / m lauka iedarbībā ar noteiktu jaudu, sauc par virpuļiem. Zinātnieka vārdā, kurš pirmo reizi atklāja šo parādību, tos sauc par "Fuko straumēm" (foto zemāk).
To veidošanās cēlonis var būt ne tikai mainīgais e / m lauks, bet arī vadītāja kustība tajā, kas, ņemot vērā visu parādību relativitāti, nepavisam nepārsteidz. Nav iespējams precīzi noteikt trajektorijas, pa kurām plūst Fuko straumes. Pēc daudziem eksperimentiem bija iespējams pārliecināties, ka tie veidojas vadoša vidēja zonās, kur pretestība lādiņu kustībai ir minimāla.
Virpuļstrāvas funkcijas
Fuko straumju īpatnība slēpjas to atrašanās vietā un tuvumā sev, kas ir neparasto īpašību cēlonis (salīdzinājumā ar "klasisko" lādiņu lineāro kustību). Tāpat kā parastās strāvas, tās mijiedarbojas ar magnētisko lauku, kas tos radījis, taču šī savstarpējā darbība šeit tiek izteikta īpašā veidā. Balstoties uz Lenca likumu, to radītie "vietējie" elektromagnētiskie lauki izpaužas tā, lai neitralizētu to izraisītās magnētiskās plūsmas izmaiņas. Tas ir, viņi atbalstīs lauka samazināšanos un pretosies tā straujajam pieaugumam.
Šī parādība izraisa virpuļu veidojumu pieaugumu vadošā vidē ar strauju tā pretestības samazināšanos. Šo procesu dabiskais rezultāts ir spēcīga vadošās bāzes sasilšana, kuras temperatūra sasniedz 800 grādus. Šajā gadījumā ir lieli enerģijas zudumi, kas tiek pārraidīti caur vadošo vidi, kas tiek uzskatīts par negatīvu parādības pusi. Sildīšanas pakāpe un zaudējumu lielums ir tieši atkarīgs no inducētās indukcijas strāvas frekvences (maksimums tiek sasniegts pie aptuveni 10 kHz).
Virpuļstrāvu noderīgas lietojumprogrammas
Fuko straumēm raksturīgas ne tikai negatīvas izpausmes (enerģijas zudumu veidā).
Mūsdienu aprīkojuma izstrādātāji ir atraduši viņiem noderīgas lietojumprogrammas, proti:
- Fuko efektu izmanto indukcijas skaitītājos, kur tos izmanto kā slāpētāju;
- indukcijas tērauda ražošanas krāsns ražošanā, kas darbojas pēc metālu sildīšanas ar caur tām plūstošām strāvām;
- ja nepieciešams, izpildmehānismu (bultiņu) amortizācija laboratorijas mērinstrumentos.
Mūsdienās daudzdzīvokļu mājās tiek uzstādītas indukcijas plītis, kas darbojas tāda paša virpuļstrāvas efekta dēļ (foto zemāk).