บทคัดย่อ หัวข้อ "ฟิสิกส์" หัวข้อ: "กระแส Foucault และการประยุกต์ใช้ กระแสน้ำวน Foucault

ชิ้นส่วนโลหะในรถยนต์หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ มีความสามารถในการเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กและตัดกับเส้นแรง ด้วยเหตุนี้จึงเกิดการเหนี่ยวนำตัวเองขึ้น เราเสนอให้พิจารณากระแสไหลวน Foucault ที่ผิดปกติ การไหลของอากาศ คำจำกัดความ การใช้งาน อิทธิพล และวิธีการลดการสูญเสียกระแสไหลวนในหม้อแปลงไฟฟ้า

จากกฎของฟาราเดย์ การเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กทำให้เกิดสนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำแม้ในพื้นที่ว่าง

ถ้าใส่แผ่นโลหะลงในช่องนี้ สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้าในโลหะ กระแสเหนี่ยวนำเหล่านี้เรียกว่ากระแสไหลวน

ภาพถ่าย: “Eddy currents”

กระแส Foucault คือการไหล การเหนี่ยวนำเกิดขึ้นในส่วนนำไฟฟ้าของอุปกรณ์และเครื่องจักรไฟฟ้าต่างๆ กระแส Foucault ที่หลงทางเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อทางเดินของน้ำหรือก๊าซ เพราะ ทิศทางของพวกเขาไม่สามารถควบคุมได้โดยหลักการ

หากกระแสทวนที่เหนี่ยวนำถูกสร้างขึ้นโดยสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลง กระแสไหลวนจะตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก และการเคลื่อนที่ของกระแสจะเกิดขึ้นเป็นวงกลมหากสนามที่กำหนดนั้นสม่ำเสมอ สนามไฟฟ้าเหนี่ยวนำเหล่านี้แตกต่างอย่างมากจากสนามไฟฟ้าสถิตของประจุไฟฟ้าแบบจุด

การประยุกต์ใช้กระแสน้ำวนในทางปฏิบัติ

กระแสน้ำวนมีประโยชน์ในอุตสาหกรรมในการกระจายพลังงานที่ไม่ต้องการ เช่น ในสวิงอาร์มทรงตัวเชิงกล โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากกระแสน้ำสูงมาก แม่เหล็กที่ส่วนท้ายของส่วนรองรับจะปรับกระแสน้ำวนในแผ่นโลหะที่ติดกับส่วนท้ายของส่วนรองรับ พูด ansys

แผนภาพ: กระแสน้ำวน

กระแสน้ำวนตามที่ฟิสิกส์สอนยังสามารถใช้เป็นแรงเบรกที่มีประสิทธิภาพในเครื่องยนต์ของรถไฟขนส่ง อุปกรณ์และกลไกแม่เหล็กไฟฟ้าบนรถไฟใกล้กับรางได้รับการปรับแต่งเป็นพิเศษเพื่อสร้างกระแสน้ำวน เนื่องจากการเคลื่อนที่ของกระแสน้ำทำให้ระบบตกลงมาอย่างราบรื่นและรถไฟหยุดลง

กระแสบิดเป็นอันตรายต่อหม้อแปลงไฟฟ้าและต่อมนุษย์ แกนโลหะใช้ในหม้อแปลงเพื่อเพิ่มกระแส น่าเสียดายที่กระแสน้ำวนที่เกิดขึ้นในกระดองหรือแกนกลางสามารถเพิ่มการสูญเสียพลังงานได้ ด้วยการสร้างแกนโลหะสลับชั้นของวัสดุนำไฟฟ้าและไม่นำไฟฟ้า ขนาดของลูปเหนี่ยวนำจึงลดลง จึงลดการสูญเสียพลังงาน เสียงรบกวนที่หม้อแปลงสร้างขึ้นระหว่างการทำงานเป็นผลมาจากวิธีแก้ปัญหาที่สร้างสรรค์

วิดีโอ: กระแสน้ำวน Foucault

การใช้คลื่นน้ำวนที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งคือการใช้ในมิเตอร์ไฟฟ้าหรือยา ที่ด้านล่างของตัวนับแต่ละอันจะมีแผ่นอลูมิเนียมบาง ๆ ที่หมุนอยู่ตลอดเวลา ดิสก์นี้เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก ดังนั้นจึงมีกระแสไหลวนอยู่ที่นั่นเสมอ โดยมีจุดประสงค์เพื่อชะลอการเคลื่อนที่ของดิสก์ ด้วยเหตุนี้ เซ็นเซอร์จึงทำงานได้อย่างแม่นยำและไม่มีหยด

น้ำวนและผลกระทบต่อผิวหนัง

ในกรณีที่กระแสไหลวนแรงมากเกิดขึ้น (ที่กระแสความถี่สูง) ความหนาแน่นของกระแสในร่างกายจะน้อยกว่าบนพื้นผิวมาก นี่คือสิ่งที่เรียกว่า skin effect และวิธีการที่ใช้เพื่อสร้างสารเคลือบพิเศษสำหรับสายไฟและท่อ ซึ่งพัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับกระแสไหลวนและผ่านการทดสอบภายใต้สภาวะที่รุนแรง

สิ่งนี้ได้รับการพิสูจน์โดยนักวิทยาศาสตร์ Eckert ผู้ตรวจสอบ EMF และการติดตั้งหม้อแปลงไฟฟ้า

รูปแบบของการเหนี่ยวนำความร้อน

หลักการไหลวนในปัจจุบัน

ขดลวดทองแดงเป็นเทคนิคทั่วไปในการสร้างการเหนี่ยวนำกระแสไหลวน กระแสสลับที่ผ่านขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กในและรอบๆ ขดลวด สนามแม่เหล็กก่อตัวเป็นเส้นรอบเส้นลวดและเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างวงที่ใหญ่ขึ้น ถ้ากระแสเพิ่มขึ้นในหนึ่งวง สนามแม่เหล็กจะขยายผ่านวงลวดบางส่วนหรือทั้งหมดที่อยู่ใกล้กัน สิ่งนี้ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในลูปฮิสเทรีซิสที่อยู่ติดกัน และทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอนหรือกระแสไหลวนในวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ ข้อบกพร่องใดๆ ในวัสดุ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงของความหนาของผนัง รอยร้าว และการแตกหักอื่นๆ สามารถเปลี่ยนการไหลของกระแสน้ำวนได้

กฎของโอห์ม

กฎของโอห์มเป็นหนึ่งในสูตรพื้นฐานที่สุดในการกำหนดการไหลของไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าหารด้วยความต้านทาน หน่วยเป็นโอห์ม กำหนดกระแสไฟฟ้า หน่วยเป็นแอมป์ ต้องจำไว้ว่าไม่มีสูตรคำนวณกระแสจำเป็นต้องใช้ตัวอย่างการคำนวณสนามแม่เหล็ก

ตัวเหนี่ยวนำ

กระแสสลับที่ผ่านขดลวดจะสร้างสนามแม่เหล็กในและรอบๆ ขดลวด เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น ขดลวดจะทำให้เกิดการหมุนเวียนของกระแส (กระแสน้ำวน) ในวัสดุนำไฟฟ้าที่อยู่ติดกับขดลวด แอมพลิจูดและเฟสของกระแสน้ำวนจะเปลี่ยนไปขึ้นอยู่กับโหลดของขดลวดและความต้านทาน หากเกิดการแตกหักในวัสดุนำไฟฟ้าที่หรือใต้พื้นผิว การไหลของกระแสน้ำวนจะหยุดชะงัก ในการสร้างและควบคุมมีอุปกรณ์พิเศษที่มีความถี่ช่องสัญญาณต่างกัน

สนามแม่เหล็ก

ภาพถ่ายแสดงให้เห็นว่ากระแสไฟฟ้าไหลวนสร้างสนามแม่เหล็กในขดลวดได้อย่างไร ในทางกลับกัน ขดลวดจะสร้างกระแสวนในวัสดุนำไฟฟ้าและสร้างสนามแม่เหล็กของตัวเองด้วย

สนามแม่เหล็กของกระแสน้ำวน

Defectoscopy

การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าในขดลวดจะส่งผลต่อวัสดุ การสแกนและการวิจัยกระแสไหลวนช่วยให้สามารถผลิตเครื่องมือสำหรับวัดความไม่ต่อเนื่องของพื้นผิวและพื้นผิวด้านล่างได้ ปัจจัยหลายอย่างจะมีอิทธิพลต่อข้อบกพร่องที่สามารถพบได้:

1. การนำไฟฟ้าของวัสดุมีผลอย่างมากต่อเส้นทางของกระแสน้ำวน
2. ความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุนำไฟฟ้ายังมีผลกระทบอย่างมากเนื่องจากความสามารถในการทำให้เป็นแม่เหล็ก พื้นผิวที่เรียบจะสแกนได้ง่ายกว่าพื้นผิวที่หยาบมาก
3. ความลึกของการเจาะเป็นสิ่งสำคัญมากในการควบคุมกระแสน้ำวน รอยร้าวที่พื้นผิวตรวจจับได้ง่ายกว่ารอยตำหนิใต้พื้นผิว
4. เช่นเดียวกับพื้นที่ผิว ยิ่งพื้นที่มีขนาดเล็กเท่าไร การก่อตัวของกระแสน้ำวนก็จะเร็วขึ้นเท่านั้น

การตรวจจับรูปร่างด้วยเครื่องตรวจจับข้อบกพร่อง

มีโพรบมาตรฐานและโพรบพิเศษหลายร้อยรายการที่ผลิตขึ้นสำหรับพื้นผิวและรูปทรงเฉพาะประเภท ขอบ ร่อง รูปทรง และความหนาของโลหะล้วนมีส่วนทำให้การทดสอบสำเร็จหรือล้มเหลว ขดลวดที่อยู่ใกล้พื้นผิวของวัสดุนำไฟฟ้ามากเกินไปจะมีโอกาสตรวจจับการแตกหักได้ดีที่สุด สำหรับวงจรที่ซับซ้อน ขดลวดจะถูกแทรกเข้าไปในบล็อกพิเศษและต่อเข้ากับกระดองซึ่งช่วยให้กระแสไหลผ่านและควบคุมสภาพของมัน อุปกรณ์จำนวนมากต้องการโพรบและขดลวดพิเศษเพื่อรองรับรูปร่างที่ไม่สม่ำเสมอของชิ้นส่วน ขดลวดอาจมีรูปร่างพิเศษ (สากล) เพื่อให้เข้ากับการออกแบบของชิ้นส่วน

ลดกระแสน้ำวน

เพื่อลดกระแสวนของตัวเหนี่ยวนำจำเป็นต้องเพิ่มความต้านทานในกลไกเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ขอแนะนำให้ใช้ใบอนุญาตและสายไฟหุ้มฉนวน

ลองวางขดลวดในสนามแม่เหล็กสลับกัน ขดลวดถูกปิดในขณะที่ไม่มีกัลวาโนมิเตอร์ในวงจร ซึ่งอาจแสดงว่ามีกระแสเหนี่ยวนำในวงจรของเรา แต่สามารถตรวจจับกระแสได้เนื่องจากตัวนำจะร้อนขึ้นเมื่อกระแสไหลผ่าน หากไม่เปลี่ยนขนาดอื่นของขดลวด เพียงเพิ่มความหนาของเส้นลวดที่ใช้ทำวงจร จากนั้น EMF เหนี่ยวนำ ($\varepsilon_i\sim \frac(\Delta Ф)(\Delta t)$) จะ ไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากอัตราการเปลี่ยนแปลงจะยังคงฟลักซ์แม่เหล็กเท่าเดิม อย่างไรก็ตาม ความต้านทานของขดลวดจะลดลง ($R\sim \frac(1)(S)$) เป็นผลให้กระแสเหนี่ยวนำจะเพิ่มขึ้น ($I_i$) พลังงานที่ปล่อยออกมาในรูปของความร้อนในวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับ $I_i \varepsilon_i$ ดังนั้น อุณหภูมิของตัวนำจะเพิ่มขึ้น ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าชิ้นส่วนโลหะเมื่ออยู่ในสนามแม่เหล็กจะร้อนขึ้น ซึ่งบ่งชี้ถึงการเกิดขึ้นของกระแสเหนี่ยวนำในตัวนำขนาดใหญ่เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลง กระแสดังกล่าวเรียกว่ากระแสน้ำวนหรือกระแสฟูโกต์

คำจำกัดความของกระแสฟูโกต์

คำนิยาม

กระแสฟูโกต์เรียกว่า กระแสไฟฟ้าปริมาตรเหนี่ยวนำแบบไหลวน ที่ปรากฏในตัวนำเมื่อวางตัวนำในสนามแม่เหล็กสลับ

คุณสมบัติของกระแสฟูโกต์

โดยธรรมชาติแล้ว กระแสไหลวนไม่แตกต่างจากกระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในสายไฟ

ทิศทางและความแรงของกระแสฟูโกต์ขึ้นอยู่กับรูปร่างของตัวนำโลหะ ทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็กสลับ คุณสมบัติของโลหะ และอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก การกระจายของกระแส Foucault ในโลหะนั้นซับซ้อนมาก

ในตัวนำที่มีขนาดใหญ่ในทิศทางตั้งฉากกับทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ กระแสไหลวนอาจมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายอย่างมีนัยสำคัญ

คุณสมบัติของกระแสไหลวนเพื่อให้ความร้อนแก่ตัวนำถูกนำมาใช้ในเตาหลอมเหนี่ยวนำเพื่อหลอมโลหะ

กระแสฟูโกต์ก็เหมือนกับกระแสเหนี่ยวนำอื่นๆ ที่เป็นไปตามกฎของ Lenz นั่นคือ พวกมันมีทิศทางที่ปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กปฐมภูมิจะชะลอการเคลื่อนที่ที่ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำ

ตัวอย่างปัญหาพร้อมวิธีแก้ไข

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย."แม่เหล็กสงบเงียบ" ที่ใช้ในเครื่องมือวัดทางไฟฟ้าคืออะไร?

วิธีการแก้.พิจารณาการทดลองต่อไปนี้ เราจะแขวนลูกศรแม่เหล็กเบาไว้ที่ด้าย (รูปที่ 1)

หากปล่อยลูกศรนี้ไว้กับตัวเอง ลูกศรนี้จะอยู่ในตำแหน่งสมดุลในทิศทางจากเหนือไปใต้ เมื่อมันเบี่ยงเบนไปจากตำแหน่งสมดุล มันจะแกว่งเป็นเวลานานหากแรงเสียดทานในช่วงล่างมีน้อย ให้เราวางแผ่นทองแดงขนาดใหญ่ที่มีมวลมากไว้ใต้ลูกศรในระยะห่างจากมันเล็กน้อย การลดทอนของการสั่นของลูกศรในกรณีนี้จะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วทำให้ลูกศรแกว่งหนึ่งหรือสองครั้งมันจะเข้าสู่ตำแหน่งสมดุล เหตุผลก็คือเมื่อเข็มแม่เหล็กเคลื่อนที่ในตัวนำทองแดง กระแส Foucault จะถูกเหนี่ยวนำขึ้น ซึ่งอันตรกิริยากับสนามแม่เหล็กตามกฎของ Lenz จะทำให้การเคลื่อนที่ของแม่เหล็กช้าลง พลังงานจลน์ที่จ่ายให้กับเข็มแม่เหล็กในขณะที่เกิดการผลักเนื่องจากกระแสไหลวน จะถูกแปลงเป็นพลังงานภายในของทองแดง ทำให้อุณหภูมิของทองแดงสูงขึ้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "แม่เหล็กสงบเงียบ"

ตัวอย่างที่ 2

ออกกำลังกาย.เหรียญโลหะตกลงระหว่างขั้วของแม่เหล็กไฟฟ้า ครั้งแรกที่แม่เหล็กดับ ครั้งที่สองที่แม่เหล็กติด ในกรณีใดเหรียญจะร่วงเร็วกว่ากัน?

วิธีการแก้.หากมีสนามแม่เหล็กระหว่างขั้วของแม่เหล็กไฟฟ้า เหรียญจะค่อยๆ จมลง ราวกับว่ามันเคลื่อนที่ในของเหลวหนืด ไม่ใช่ในอากาศในชั้นบรรยากาศ เหรียญถูกลดความเร็วลงโดยแรงที่กระทำจากด้านข้างของสนามแม่เหล็กบนกระแสน้ำวนที่เหนี่ยวนำให้เกิดในเหรียญเมื่อเหรียญตกในสนามแม่เหล็ก ความเร็วของการเคลื่อนที่จะน้อยกว่าเมื่อปิดสนามแม่เหล็กอย่างมาก

ตอบ.ความเร็วตกจะน้อยลงเมื่อเปิดแม่เหล็ก

ไฟฟ้าล้อมรอบเราไม่เพียง แต่ในการผลิตเท่านั้น แต่ยังอยู่ในชีวิตประจำวันด้วย คนอาจไม่รู้ด้วยซ้ำว่ากระแสน้ำวนคืออะไร แต่ต้องเผชิญกับงานที่ทำทุกวัน ตัวอย่างเช่น ผู้คนคุ้นเคยกับการเปิดไฟโดยการกดสวิตช์เพียงอย่างเดียว โดยไม่ต้องคิดถึงกระบวนการต่างๆ ที่เกิดขึ้นในช่วงนี้ นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นในกรณีนี้ ดังนั้นเพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งที่ซ่อนอยู่ภายใต้คำว่า "กระแสวน Foucault" และกำหนดกลไกของการเกิดขึ้นจึงจำเป็นต้องระลึกถึงคุณสมบัติของกระแสไฟฟ้า แต่ก่อนอื่น เรามาตอบคำถามที่ว่า "ทำไมต้อง Foucault"?

เป็นครั้งแรกที่มีการกล่าวถึงกระแสน้ำวนในงานเขียนของนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส D. F. Arago เขาดึงความสนใจไปที่พฤติกรรมแปลก ๆ ของแผ่นทองแดงซึ่งมีลูกศรแม่เหล็กหมุนอยู่ ดิสก์เริ่มหมุนตามการหมุนของลูกศรโดยไม่ทราบสาเหตุ ในเวลานั้น (พ.ศ. 2367) พวกเขายังไม่สามารถอธิบายพฤติกรรมดังกล่าวได้ จึงเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “ปรากฏการณ์อาราโก” ไม่กี่ปีต่อมา เอ็ม ฟาราเดย์ นักวิทยาศาสตร์อีกคนหนึ่งซึ่งใช้กฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าที่เขาค้นพบกับปรากฏการณ์อาราโก ได้ข้อสรุปว่า ในกรณีนี้ การเคลื่อนที่ของดิสก์สามารถอธิบายได้ง่ายจากมุมมองของ กฎหมายดังกล่าว ตามคำอธิบายที่เสนอ สนามแม่เหล็กหมุนทำหน้าที่กับอะตอมของตัวนำ (ดิสก์ทองแดง) และทำให้เกิดการเคลื่อนที่โดยตรงของอนุภาคที่มีประจุ (โพลาไรซ์) ในโครงสร้าง คุณสมบัติอย่างหนึ่งของกระแสไฟฟ้าคือมีสนามแม่เหล็กอยู่รอบๆ ตัวนำเสมอ เดาได้ง่ายว่ากระแสน้ำวนสร้างเขตข้อมูลของตัวเองเช่นกัน ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับกระแสหลักที่สร้างเขตข้อมูลดังกล่าว คำว่า "เอดดี้" อธิบายถึงวิธีการที่กระแสดังกล่าวแพร่กระจายในตัวนำ: ทิศทางของกระแสจะวนเป็นวง จากผลงานของ Arago และ Faraday นักฟิสิกส์ Foucault ได้ศึกษากระแสน้ำวนอย่างจริงจัง ดังนั้นชื่อที่ได้รับ

กระแสเหล่านี้ไม่แตกต่างจากกระแสเหนี่ยวนำที่ผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามากนัก หากมีสนามแม่เหล็กกระแสน้ำวน (สลับ, หมุน) และตัวนำใกล้เคียง กระแสจะเหนี่ยวนำขึ้นเนื่องจากการกระทำของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ยิ่งตัวนำมีขนาดใหญ่และมีมวลมากเท่าใด ค่าประสิทธิผลของกระแสที่สร้างขึ้นก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น กระแสน้ำวนจะสร้างสนามแม่เหล็กที่ต่อต้านการเปลี่ยนแปลงของการไหลเสมอ ด้วยการเพิ่มขึ้นของกระแสสาเหตุหลัก EMF ตรงข้ามจะเพิ่มขึ้นและในทางกลับกันฟิลด์กระแสไหลวนจะรักษาการไหลหลัก ข้างต้นตามมาจากกฎของเลนซ์

ในอีกกรณีหนึ่ง คุณสมบัติบางประการของกระแสน้ำวนเป็นที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น การทำงานของเตาถลุงเหล็กแบบเหนี่ยวนำจะขึ้นอยู่กับการให้ความร้อนของตัวนำขนาดใหญ่โดยการกระทำของกระแสน้ำวนที่เหนี่ยวนำโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพิเศษ นอกจากนี้ยังใช้เพื่อระบุข้อบกพร่องที่มองไม่เห็นในโครงสร้างโลหะ

กระแสน้ำวนคืออะไร

กระแสน้ำวนถือเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่น่าทึ่งที่สุดในวิศวกรรมไฟฟ้า เป็นเรื่องน่าอัศจรรย์ที่มนุษย์ได้เรียนรู้ที่จะใช้ด้านลบของกระแสน้ำวนให้เกิดประโยชน์

ประวัติการค้นพบกระแสน้ำวน

ในปี 1824 Daniel Arago นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสได้สังเกตการกระทำของกระแสน้ำวนบนแผ่นทองแดงที่อยู่ใต้เข็มแม่เหล็กบนแกนหนึ่งเป็นครั้งแรก เมื่อลูกศรหมุน กระแสน้ำวนจะถูกเหนี่ยวนำในดิสก์ ทำให้มันเคลื่อนไหว ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "เอฟเฟกต์ Arago" เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้ค้นพบ

การวิจัย Eddy ปัจจุบันดำเนินการต่อโดย Jean Foucault นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส เขาอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับธรรมชาติและหลักการทำงาน และยังได้สังเกตปรากฏการณ์การให้ความร้อนของแม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติกนำไฟฟ้าที่หมุนในสนามแม่เหล็กสถิต กระแสของธรรมชาติใหม่ยังได้รับการตั้งชื่อตามนักวิจัย

ธรรมชาติของกระแสน้ำวน

กระแสฟูโกต์สามารถเกิดขึ้นได้เมื่อตัวนำสัมผัสกับสนามแม่เหล็กสลับ หรือเมื่อตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กสถิต ธรรมชาติของกระแสไหลวนคล้ายกับกระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในเส้นลวดเชิงเส้นเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ทิศทางของกระแสน้ำวนจะปิดเป็นวงกลมและตรงข้ามกับแรงที่ก่อให้เกิด

กระแสฟูโกต์ในกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของการรวมตัวกันของกระแส Foucault ในชีวิตประจำวันคือผลกระทบต่อวงจรแม่เหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าที่คดเคี้ยว เนื่องจากผลกระทบของกระแสเหนี่ยวนำ การสั่นสะเทือนความถี่ต่ำจึงปรากฏขึ้น (เสียงฮัมของหม้อแปลง) ซึ่งก่อให้เกิดความร้อนสูง ในกรณีนี้ พลังงานจะสูญเปล่าและประสิทธิภาพของการติดตั้งจะลดลง เพื่อป้องกันการสูญเสียที่มีนัยสำคัญ แกนของหม้อแปลงไม่ได้ถูกสร้างเป็นชิ้นเดียว แต่จะถูกคัดเลือกจากเหล็กเส้นบาง ๆ ที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำ แถบถูกแยกออกจากกันด้วยวานิชไฟฟ้าหรือชั้นของสเกล การปรากฏตัวขององค์ประกอบเฟอร์ไรต์ทำให้สามารถสร้างวงจรแม่เหล็กขนาดเล็กเป็นชิ้นเดียวได้

ผลกระทบของกระแสน้ำวนถูกนำมาใช้ทุกที่ในอุตสาหกรรมและวิศวกรรม รถไฟ Maglev ใช้กระแส Foucault ในการเบรก เครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงมีระบบลดการสั่นสะเทือนของตัวชี้ตำแหน่งตามการกระทำของกระแสไหลวน ในโลหะวิทยามีการใช้เตาหลอมเหนี่ยวนำกันอย่างแพร่หลายซึ่งมีข้อดีหลายประการเหนือการติดตั้งที่คล้ายกัน ในเตาแม่เหล็กไฟฟ้า สามารถวางโลหะที่อุ่นไว้ในพื้นที่ที่ไม่มีอากาศหายใจได้ ทำให้สามารถไล่แก๊สออกได้อย่างสมบูรณ์ การหลอมเหนี่ยวนำของโลหะเหล็กได้กลายเป็นที่แพร่หลายในด้านโลหะวิทยาเนื่องจากการติดตั้งที่มีประสิทธิภาพสูง

กระแสฟูโกต์คืออะไร มีประโยชน์อย่างไร คุณต้องจัดการกับมันในกรณีใดบ้าง

กระแสน้ำวนหรือกระแส Foucault (เพื่อเป็นเกียรติแก่ J. B. L. Foucault) คือกระแสน้ำวนที่เกิดขึ้นในตัวนำเมื่อฟลักซ์แม่เหล็กที่ทะลุผ่านพวกมันเปลี่ยนไป

การใช้งานที่เป็นประโยชน์
.... คุณสมบัตินี้ใช้สำหรับหน่วงชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ของกัลวาโนมิเตอร์ เครื่องวัดแผ่นดินไหว ฯลฯ
เอฟเฟกต์ความร้อนของกระแส Foucault ใช้ในเตาเหนี่ยวนำ - ตัวนำถูกวางไว้ในขดลวดที่ป้อนโดยเครื่องกำเนิดพลังงานสูงความถี่สูง กระแสน้ำวนเกิดขึ้นในนั้นทำให้ร้อนจนละลาย
ด้วยความช่วยเหลือของกระแส Foucault ชิ้นส่วนโลหะของการติดตั้งสุญญากาศจะได้รับความร้อนเพื่อไล่แก๊สออก

ยูริ มาซาลิก้า

เมื่อกระแสผ่านตัวนำ สนามแม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้นในแนวหน้าฉากกับกระแสที่ไหล (กฎของกิมเลต) ฟิลด์นี้สร้างกระแส Foucault ด้วยกระแสและความหนาของตัวนำที่เพียงพอ กระแส Foucault จึงมีความสำคัญและทำให้ตัวนำร้อนขึ้น ดังนั้นสายไฟจึงถูกพันและวงจรแม่เหล็กของหม้อแปลงจะถูกคัดเลือกจากแผ่นฉนวนที่แยกจากกันซึ่งช่วยป้องกันความร้อนสูงเกินไป

คิริลล์ กริ๊บคอฟ

กระแสวน (กระแส Foucault) เป็นกระแสเหนี่ยวนำแบบปิดในตัวนำขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าวนที่เกิดจากสนามแม่เหล็กสลับ กระแสน้ำวนนำไปสู่การสูญเสียพลังงานเพื่อให้ความร้อนแก่ตัวนำที่เกิดขึ้น เพื่อลดการสูญเสียเหล่านี้ วงจรแม่เหล็กของเครื่องจักรและอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับทำจากแผ่นเหล็กหุ้มฉนวน

เซอร์เกย์ เอ็กซ์

กระแสน้ำวน กระแสน้ำฟูโกต์ใช้สำหรับการหลอมโลหะและการชุบผิวโลหะให้แข็ง และการใช้กำลังของกระแสน้ำจะใช้ในแดมเปอร์สั่นสะเทือนของชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวของเครื่องมือและอุปกรณ์ ในเบรกแบบเหนี่ยวนำ (ซึ่งจานโลหะขนาดใหญ่จะหมุนในสนามแม่เหล็กไฟฟ้า) ฯลฯ

ในอุปกรณ์ไฟฟ้า เครื่องมือ และเครื่องจักร บางครั้งชิ้นส่วนโลหะเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก หรือชิ้นส่วนโลหะที่อยู่นิ่งๆ จะถูกตัดผ่านเส้นแรงของสนามแม่เหล็กที่มีขนาดแตกต่างกัน ในชิ้นส่วนโลหะเหล่านี้จะถูกเหนี่ยวนำ

ภายใต้อิทธิพลของอีเหล่านี้ d.s. ในมวลของการไหลของชิ้นส่วนโลหะ กระแสน้ำวน (Foucault currents)ซึ่งเข้าใกล้มวล ก่อตัวเป็นวงจรกระแสไหลวน

กระแสน้ำวน (เช่น กระแสฟูโกต์) คือกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจากการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในตัวกลางนำไฟฟ้า (โดยปกติจะเป็นโลหะ) เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กทะลุผ่านได้เกิดการเปลี่ยนแปลง

กระแสน้ำวนสร้างฟลักซ์แม่เหล็กของตัวเอง ซึ่งจะต่อต้านฟลักซ์แม่เหล็กของขดลวดและทำให้ขดลวดอ่อนลง นอกจากนี้ยังทำให้แกนกลางร้อนขึ้นซึ่งเป็นการสิ้นเปลืองพลังงาน

ให้มีแกนเป็นวัสดุโลหะ เราวางขดลวดบนแกนกลางนี้ซึ่งผ่าน รอบขดลวดจะมีกระแสแม่เหล็กสลับพาดผ่านแกน ในกรณีนี้ EMF ที่เหนี่ยวนำจะถูกเหนี่ยวนำในแกนกลาง ซึ่งจะทำให้เกิดกระแสในแกนกลาง เรียกว่า กระแสไหลวน กระแสน้ำวนเหล่านี้ทำให้แกนกลางร้อนขึ้น เนื่องจากความต้านทานไฟฟ้าของแกนมีขนาดเล็ก กระแสเหนี่ยวนำที่เหนี่ยวนำในแกนอาจมีขนาดค่อนข้างใหญ่ และความร้อนของแกนอาจมีนัยสำคัญ

กระแสน้ำวนถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส D.F. Arago (1786 - 1853) ในปี 1824 ในแผ่นทองแดงที่อยู่บนแกนใต้เข็มแม่เหล็กหมุน เนื่องจากกระแสน้ำวนดิสก์จึงหมุน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์ Arago ได้รับการอธิบายในอีกไม่กี่ปีต่อมาโดย M. Faraday จากมุมมองของสิ่งที่เขาค้นพบ

กระแสน้ำวนได้รับการศึกษาอย่างละเอียดโดยนักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Foucault (1819-1868) และตั้งชื่อตามเขา เขาเรียกว่าปรากฏการณ์ความร้อนของเนื้อโลหะที่หมุนอยู่ในกระแสน้ำวนของสนามแม่เหล็ก

ดังตัวอย่าง รูปแสดงกระแสไหลวนที่ถูกเหนี่ยวนำในแกนกลางขนาดใหญ่ที่อยู่ในขดลวดที่หมุนเวียนโดยกระแสสลับ สนามแม่เหล็กสลับทำให้เกิดกระแสที่ปิดตามเส้นทางที่อยู่ในระนาบที่ตั้งฉากกับทิศทางของสนาม

กระแสน้ำวน: a - ในแกนกลางขนาดใหญ่ b - ในแกนกลางแบบลาเมลลาร์

วิธีลดกระแสฟูโกต์

พลังงานที่ใช้ไปในการทำความร้อนแกนโดยกระแสไหลวนจะลดประสิทธิภาพของอุปกรณ์ทางเทคนิคประเภทแม่เหล็กไฟฟ้าลงอย่างไร้ประโยชน์

เพื่อลดพลังของกระแสไหลวน ความต้านทานไฟฟ้าของวงจรแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้น สำหรับสิ่งนี้ แกนจะถูกคัดเลือกจากแผ่นบาง (0.1-0.5 มม.) ที่แยกจากกันโดยใช้สารเคลือบเงาหรือสเกลพิเศษ

แกนแม่เหล็กของเครื่องจักรและอุปกรณ์ไฟฟ้ากระแสสลับทั้งหมด และแกนของพุกของเครื่องไฟฟ้ากระแสตรงประกอบขึ้นจากแผ่นที่แยกออกจากกันด้วยการเคลือบเงาหรือฟิล์มที่ไม่นำไฟฟ้าบนพื้นผิว (ฟอสเฟต) ประทับตราจากแผ่นเหล็กไฟฟ้า ระนาบของแผ่นต้องขนานกับทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็ก

ด้วยการแบ่งส่วนตัดขวางของแกนกลางของวงจรแม่เหล็ก กระแสไหลวนจะอ่อนลงอย่างมาก เนื่องจากฟลักซ์แม่เหล็กที่เชื่อมโยงวงจรกระแสไหลวนจะลดลง และด้วยเหตุนี้ e ที่เกิดจากฟลักซ์เหล่านี้จึงลดลงเช่นกัน ง. สร้างกระแสน้ำวน

สารเติมแต่งพิเศษยังถูกเพิ่มเข้าไปในวัสดุแกนกลางซึ่งเพิ่มขึ้นด้วยเพื่อเพิ่มความต้านทานไฟฟ้าของเฟอร์โรแมกเนติก เหล็กไฟฟ้าจะถูกเตรียมด้วยสารเติมแต่งซิลิกอน

แกนของขดลวด (กระสวย) บางส่วนทำจากชิ้นส่วนของลวดเหล็กอบอ่อน แถบเหล็กวางขนานกับเส้นฟลักซ์แม่เหล็ก กระแสน้ำวนที่ไหลในระนาบตั้งฉากกับทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็กถูกจำกัดโดยปะเก็นฉนวน สำหรับวงจรแม่เหล็กของอุปกรณ์และอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยความถี่สูง จะใช้แมกนีโตไดอิเล็กทริก เพื่อลดกระแสไหลวนในสายไฟ สายไฟหลังจะทำในรูปแบบของการรวมกลุ่มของแกนแต่ละอันที่แยกออกจากกัน

การประยุกต์ใช้กระแสฟูโกต์

กระแสน้ำวนพบแอปพลิเคชั่นที่มีประโยชน์ในอุปกรณ์เบรกแม่เหล็กของดิสก์มิเตอร์ไฟฟ้า หมุนดิสก์ข้าม ในระนาบของดิสก์ กระแสไหลวนจะเกิดขึ้น ซึ่งจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กของตัวเองในรูปแบบของท่อรอบๆ กระแสไหลวน เมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กหลัก กระแสเหล่านี้จะทำให้ดิสก์ช้าลง

ในบางกรณี การใช้กระแสไหลวน เป็นไปได้ที่จะใช้การดำเนินการทางเทคโนโลยีที่ไม่สามารถใช้งานได้หากไม่มีกระแสความถี่สูง ตัวอย่างเช่น เมื่อผลิตอุปกรณ์สุญญากาศและอุปกรณ์จากกระบอกสูบ จำเป็นต้องสูบอากาศและก๊าซอื่นๆ ออกอย่างระมัดระวัง อย่างไรก็ตาม มีก๊าซตกค้างอยู่ในอุปกรณ์โลหะภายในกระบอกสูบ ซึ่งสามารถถอดออกได้หลังจากปิดผนึกกระบอกสูบแล้วเท่านั้น สำหรับการปล่อยอุปกรณ์ที่สมบูรณ์อุปกรณ์สูญญากาศจะถูกวางไว้ในสนามของเครื่องกำเนิดความถี่สูงอันเป็นผลมาจากการกระทำของกระแสน้ำวนอุปกรณ์จะร้อนขึ้นหลายร้อยองศาในขณะที่ก๊าซที่เหลือจะถูกทำให้เป็นกลาง

กระแสน้ำวนยังมีประโยชน์ในการชุบแข็งผิวด้วยกระแสความถี่สูง

การใช้กระแสน้ำวนในการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำของโลหะ

กระแสฟูโกต์(หรือกระแสไหลวน) เรียกว่ากระแสธรรมชาติอุปนัย ซึ่งปรากฏอยู่ในตัวนำขนาดใหญ่ในสนามแม่เหล็กสลับ วงจรปิดของกระแสไหลวนปรากฏขึ้นในระดับความลึกของตัวนำเอง ความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำขนาดใหญ่มีค่าน้อย ดังนั้นกระแสฟูโกต์จึงมีค่ามากได้ ความแรงของกระแสไหลวนขึ้นอยู่กับรูปร่างและคุณสมบัติของวัสดุตัวนำ ทิศทางของสนามแม่เหล็กสลับ และความเร็วที่ฟลักซ์แม่เหล็กเปลี่ยนแปลง การกระจายของกระแส Foucault ในตัวนำอาจซับซ้อนมาก

ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาสำหรับ 1 s$ ของกระแส Foucault เป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความถี่ของการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็ก

ตามกฎของเลนซ์ กระแสฟูโกต์เลือกทิศทางดังกล่าวเพื่อมีอิทธิพลต่อสาเหตุที่ทำให้เกิดกระแสนั้น ซึ่งหมายความว่าหากตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก ก็จะต้องมีการเบรกอย่างแรง ซึ่งเกิดจากการทำงานร่วมกันของกระแสฟูโกต์และสนามแม่เหล็ก

ขอยกตัวอย่างการเกิดขึ้นของโซ่ตรวนของฟูโกต์ ลองบังคับแผ่นทองแดงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง $5 cm$ และความหนา $6 mm$ ให้ตกลงในช่องว่างแคบ ๆ ระหว่างขั้วของแม่เหล็กไฟฟ้า หากปิดสนามแม่เหล็ก ดิสก์จะตกลงมาอย่างรวดเร็ว เปิดแม่เหล็กไฟฟ้า ช่องต้องมีขนาดใหญ่ (ประมาณ $0.5T$) การตกของจานจะช้าลงและจะคล้ายกับการเคลื่อนที่ในตัวกลางที่มีความหนืดมาก

การประยุกต์ใช้กระแสฟูโกต์

กระแส Foucault มีบทบาทที่เป็นประโยชน์ในโรเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ ซึ่งขับเคลื่อนด้วยสนามแม่เหล็กในการหมุน การนำหลักการทำงานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสไปใช้อย่างมากจำเป็นต้องมีลักษณะของกระแส Foucault

กระแสไฟฟูโกต์ใช้สำหรับลดการสั่นสะเทือนของชิ้นส่วนเคลื่อนที่ของกัลวาโนมิเตอร์ เครื่องวัดแผ่นดินไหว และเครื่องมืออื่นๆ อีกหลายชนิด ดังนั้นจึงมีการติดตั้งเพลตบนส่วนที่เคลื่อนไหวของอุปกรณ์ - ตัวนำในรูปแบบของเซกเตอร์ มันถูกแทรกเข้าไปในช่องว่างระหว่างขั้วของแม่เหล็กถาวรที่แข็งแกร่ง เมื่อจานเคลื่อนที่ กระแส Foucault จะปรากฏขึ้นซึ่งทำให้ระบบทำงานช้าลง นอกจากนี้ การเบรกจะปรากฏเฉพาะเมื่อจานเคลื่อนที่เท่านั้น ดังนั้นอุปกรณ์สงบสติอารมณ์ประเภทนี้จึงไม่รบกวนการมาถึงของระบบในสภาวะสมดุล

ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากกระแส Foucault จะใช้ในกระบวนการให้ความร้อน ดังนั้นการหลอมโลหะโดยใช้กระแส Foucault จึงมีข้อได้เปรียบอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการให้ความร้อนแบบอื่น เตาเหนี่ยวนำที่เรียกว่าเป็นขดลวดที่มีความถี่สูงและกระแสสูง ตัวนำถูกวางไว้ภายในขดลวดกระแสวนที่มีความเข้มสูงปรากฏขึ้นซึ่งทำให้สารร้อนจนละลาย นี่คือวิธีการหลอมโลหะในสุญญากาศ ซึ่งนำไปสู่การผลิตวัสดุที่มีความบริสุทธิ์สูง

เมื่อใช้กระแส Foucault ชิ้นส่วนโลหะภายในของการติดตั้งสุญญากาศจะถูกทำให้ร้อนเพื่อไล่แก๊สออก

ปัญหาที่ทำให้เกิดกระแสน้ำวน ผิวหนัง - ผลกระทบ

กระแสฟูโกต์ไม่เพียงมีบทบาทที่มีประโยชน์เท่านั้น กระแสน้ำวนเป็นกระแสนำไฟฟ้า และพลังงานส่วนหนึ่งจะกระจายไปในการปลดปล่อยความร้อนของจูล ตัวอย่างเช่น พลังงานดังกล่าวในโรเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำซึ่งมักจะทำจากเฟอร์โรแมกเนต ทำให้แกนร้อนขึ้น ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลง เพื่อต่อสู้กับปรากฏการณ์นี้ แกนผลิตขึ้นในรูปแบบของแผ่นบาง ๆ ซึ่งถูกกั้นด้วยชั้นฉนวนบาง ๆ และติดตั้งแผ่นเพื่อให้กระแส Foucault พุ่งผ่านแผ่น ด้วยความหนาของแผ่นเปลือกโลกเพียงเล็กน้อย กระแสน้ำวนจึงมีความหนาแน่นของปริมาตรต่ำ ด้วยการกำเนิดของเฟอร์ไรต์และสารที่มีความต้านทานต่อสนามแม่เหล็กสูง ทำให้สามารถผลิตแกนแข็งได้

กระแสไหลวนเกิดขึ้นในสายไฟซึ่งมีกระแสสลับไหลอยู่ และทิศทางของกระแสฟูโกต์ก็เป็นเช่นนั้นทำให้กระแสภายในสายไฟอ่อนลงและเสริมกำลังให้ใกล้พื้นผิว ดังนั้นกระแสที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วจึงกระจายไปทั่วส่วนตัดลวดอย่างไม่สม่ำเสมอ ปรากฏการณ์ดังกล่าวเรียกว่า ผลกระทบต่อผิวหนัง(เอฟเฟกต์พื้นผิว). เนื่องจากปรากฏการณ์นี้ ภายในตัวนำจึงไร้ประโยชน์ และท่อถูกใช้เป็นตัวนำในวงจรความถี่สูง เอฟเฟกต์ผิวสามารถใช้เพื่อให้ความร้อนแก่ชั้นผิวของโลหะได้ ซึ่งทำให้สามารถใช้ปรากฏการณ์นี้ในการชุบแข็งโลหะได้ และด้วยการเปลี่ยนความถี่ของสนาม ทำให้การชุบแข็งสามารถทำได้ที่ระดับความลึกที่ต้องการ

สูตรโดยประมาณที่สามารถอธิบายผลกระทบของผิวในตัวนำทรงกระบอกที่เป็นเนื้อเดียวกัน:

รูปภาพที่ 1

โดยที่ $R_w$ คือความต้านทานที่มีประสิทธิภาพของตัวนำที่มีรัศมี $r$ ต่อไฟฟ้ากระแสสลับที่มีความถี่เป็นวงจร $w$ $R_0$ - ความต้านทานของตัวนำต่อกระแสตรง

โดยที่ความลึกของการแทรกซึมที่มีประสิทธิภาพของกระแสสลับ ($\delta $) (ระยะห่างจากพื้นผิวของตัวนำที่ความหนาแน่นกระแสลดลง $e=2.7\ $เท่าเมื่อเทียบกับความหนาแน่นบนพื้นผิว) เท่ากับ:

$\mu $ - การซึมผ่านของแม่เหล็กสัมพัทธ์, $(\mu )_0$ - ค่าคงที่แม่เหล็ก, $\sigma $ - ค่าการนำไฟฟ้ากระแสตรง ยิ่งตัวนำมีความหนามากเท่าใด เอฟเฟกต์ของผิวหนังก็จะยิ่งมีนัยสำคัญมากขึ้น ค่า $w$ และ $\sigma $ ที่ควรนำมาพิจารณาก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย:ในการทดลองกับเครื่องหมุนเหวี่ยง ดิสก์ทองแดงขนาดใหญ่ติดอยู่กับมัน และดิสก์นี้ถูกนำไปหมุนด้วยความเร็วสูง เข็มแม่เหล็กถูกระงับ (โดยไม่ต้องสัมผัส) เหนือดิสก์ จะเกิดอะไรขึ้นกับลูกศร ทำไม?

วิธีการแก้:

เข็มแม่เหล็กทำหน้าที่เป็นแม่เหล็กที่สร้างสนามแม่เหล็ก ตัวนำทองแดง หมุนในสนามนี้ ดังนั้น กระแสเหนี่ยวนำจึงเกิดขึ้นในตัวนำ - กระแสฟูโกต์ ตามกฎของ Lenz กระแสน้ำวนซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กมีแนวโน้มที่จะหยุดการหมุนของดิสก์หรือตามกฎข้อที่สามของนิวตัน ลากไปตามเข็มแม่เหล็ก ซึ่งหมายความว่าเข็มแม่เหล็กที่แขวนอยู่เหนือดิสก์จะหมุนตามและหมุนช่วงล่าง (ด้าย)

ตอบ:เข็มแม่เหล็กจะหมุน เหตุผลคือ กระแสไหลวน

ตัวอย่างที่ 2

ออกกำลังกาย:อธิบายว่าเหตุใดจึงไม่สามารถวางสายเคเบิลใต้ดินที่มีไฟฟ้ากระแสสลับใกล้กับท่อก๊าซโลหะและท่อน้ำได้

วิธีการแก้:

ภายใต้การกระทำของกระแสสลับ สนามแม่เหล็กสำรองจะเกิดขึ้นรอบๆ สายเคเบิล ถ้าตัวนำ (ท่อโลหะ) เข้าสู่สนามนี้ กระแสไหลวนเหนี่ยวนำจะเกิดขึ้น กระแสน้ำเหล่านี้ทำให้เกิดการกัดกร่อนของท่อโลหะ นอกจากนี้ การมีกระแสไฟฟ้าในท่อยังเป็นอันตราย เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่จะเกิดไฟฟ้าช็อต

ตัวอย่างที่ 3

ออกกำลังกาย:ลูกตุ้มทำจากทองแดงแผ่นหนามีรูปร่างเป็นภาคตัด มันถูกแขวนไว้บนแกนและสามารถแกว่งได้อย่างอิสระรอบแกนนอนในสนามแม่เหล็กระหว่างขั้วของแม่เหล็กไฟฟ้าแรงสูง ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก ลูกตุ้มจะสั่นโดยแทบไม่มีการหน่วง อธิบายการแกว่งของลูกตุ้มในสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กไฟฟ้า วิธีทำให้ลูกตุ้มแกว่งโดยแทบไม่ทำให้หมาด ๆ ในสนามแม่เหล็ก

วิธีการแก้:

หากวางลูกตุ้มขนาดใหญ่ที่อธิบายไว้ซึ่งมีการสั่นไหวไว้ในสนามแม่เหล็กแรงสูง กระแสฟูโกต์จะเกิดขึ้นในลูกตุ้ม กระแสเหล่านี้ตามกฎของเลนซ์ทำให้การเคลื่อนที่ของลูกตุ้มช้าลงแอมพลิจูดของการสั่นลดลงและการแกว่งจะหยุดลงในไม่ช้า

เพื่อลดกระแสการเหนี่ยวนำวนในลูกตุ้มที่แกว่งในสนามแม่เหล็ก เซกเตอร์ของแข็งสามารถถูกแทนที่ด้วยหวีที่มีฟันยาว กระแส Foucault จะลดลงและลูกตุ้มจะสั่นโดยแทบไม่มีการหน่วง