Wirbelstrom gegen induzierten Strom
Wirbelstrom und induzierter Strom sind zwei wertvolle Konzepte in der Theorie des elektromagnetischen Feldes. Diese beiden Konzepte haben ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Bereichen. In diesem Artikel geht es um die Grundlagen des Wirbelstroms und des induzierten Stroms sowie um die Unterschiede zwischen den beiden Konzepten.
Was ist induzierter Strom?
Das Verständnis der elektromagnetischen Induktion ist wichtig, 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 in Bezug auf diesen Effekt. Er erklärte, dass die elektromotorische Kraft, die um einen geschlossenen Pfad erzeugt wird, proportional zur Änderungsrate des Magnetflusses durch eine von diesem Pfad begrenzte Oberfläche ist. Wenn der geschlossene Pfad eine Schleife in einer Ebene ist, ist die Änderungsrate des Magnetflusses über die Fläche der Schleife proportional zur in der Schleife erzeugten elektromotorischen Kraft. Diese Schleife ist derzeit jedoch kein konservatives Feld. Daher sind gängige 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 ist,würde keine elektromotorische Kraft erzeugen. Das Magnetfeld muss variieren, um die elektromotorische Kraft zu erzeugen. Diese Theorie ist das Hauptkonzept der Stromerzeugung. Mit Ausnahme der Solarzellen wird fast der gesamte Strom mit diesem Mechanismus erzeugt. Das durch die elektromagnetische Induktion erzeugte elektrische Feld ist ein nicht konservatives Feld. Daher sind konservative Feldgesetze wie das Kirchhoffsche Gesetz in induzierten Feldern nicht gültig. Für ein nicht konservatives Feld kann ein einzelner Punkt zwei mögliche Werte haben. Das durch die elektromagnetische Induktion erzeugte elektrische Feld ist ein nicht konservatives Feld. Daher sind konservative Feldgesetze wie das Kirchhoffsche Gesetz in induzierten Feldern nicht gültig. Für ein nicht konservatives Feld kann ein einzelner Punkt zwei mögliche Werte haben. Das durch die elektromagnetische Induktion erzeugte elektrische Feld ist ein nicht konservatives Feld. Daher sind konservative Feldgesetze wie das Kirchhoffsche Gesetz in induzierten Feldern nicht gültig. Für ein nicht konservatives Feld kann ein einzelner Punkt zwei mögliche Werte haben.
Was ist Wirbelstrom?
Ein Wirbelstrom wird erzeugt, wenn ein Leiter einem sich ändernden 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 Änderungsrate des Magnetfelds und der Leitfähigkeit des Materials ab. Wirbelstromverlust ist die Hauptmethode für den Energieverlust in Transformatoren. Ohne den Wirbelstromverlust hätten Transformatoren einen Wirkungsgrad von nahezu 100%. Der Wirbelstromverlust in Transformatoren wird durch die Verwendung extrem dünner Leiterplatten und Luftspalte auf dem Weg der Wirbelströme minimiert. Wirbelströme erzeugen ein Magnetfeld, das der Änderung des Magnetfelds entgegenwirkt. Das Phänomen der Wirbelströme wird in Anwendungen wie Magnetschwebebahn,Identifizierung von Metallen, Positionserfassung, elektromagnetisches Bremsen und Strukturprüfung. Die Wirbelströme eines Leiters hängen auch vom Hauteffekt des Metalls ab.
Was ist der Unterschied zwischen Wirbelstrom und induziertem Strom?
• Wirbelströme werden im Material erzeugt und induzierte Ströme werden in einem geschlossenen Kreislauf erzeugt.
• Wirbelströme sind unabhängig von der Fläche des Leiters, induzierte Ströme hängen jedoch von der Fläche ab, die von der Schaltung abgedeckt wird.
• Induzierte Ströme können als Nettobetrag der im Material erzeugten Wirbelströme betrachtet werden.
