Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
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¿Qué es la corriente de Foucault?
De acuerdo con la ley de Lenz , un bucle conductor cuando se somete a un campo magnético variable obtiene una fem inducida en él, lo que provoca un flujo de corriente en una dirección opuesta al cambio que lo causa. El caso es similar a cuando en lugar de un circuito cerrado conductor, el cambio en el campo magnético a través de un cuerpo conductor, digamos un filamento o una losa de material magnético o material no magnético, hace que las corrientes fluyan hacia sus secciones transversales en trayectorias cerradas apropiadas. .
Estas corrientes reciben el nombre de corrientes de Foucault en honor a los remolinos de agua que son pequeños remolinos que se observan en lagos y océanos. Estos bucles de corrientes parásitas pueden ser tanto beneficiosos como indeseables.
Si bien causan pérdidas de calor elevadas no deseables en el material, como el núcleo del transformador, las corrientes parásitas encuentran aplicaciones en varios procesos industriales como calentamiento por inducción, metalurgia, soldadura, frenado, etc. Este artículo trata sobre la teoría y aplicaciones del fenómeno de las corrientes parásitas.
Pérdida por corrientes de Foucault en el transformador
El flujo de campo magnético dentro del núcleo del transformador induce fem en el núcleo de acuerdo con la ley de Faraday y la ley de lenz, lo que hace que la corriente parásita fluya en el núcleo como se muestra en la siguiente figura. Considere una sección del núcleo del transformador como se muestra. El campo magnético B (t) producido debido a la corriente de bobinado i (t), hace que la corriente de Foucault i Foucault fluya dentro del núcleo.
Las pérdidas debidas a las corrientes parásitas se pueden escribir de la siguiente manera:
donde, k e = constante depende del tamaño e inversamente proporcional a la resistividad del material,
f = frecuencia de la fuente de excitación,
B m = valor pico del campo magnético y
τ = espesor del material.
La ecuación anterior muestra que la pérdida por corrientes parásitas depende de la densidad de flujo, la frecuencia y el espesor del material e inversamente proporcional a la resistividad del material.
- Para reducir las pérdidas por corrientes parásitas en el transformador, el núcleo se forma apilando placas delgadas llamadas laminaciones juntas y cada placa está aislada o barnizada de modo que el flujo de corriente parásita se limita a un área de sección transversal muy pequeña de cada placa y se aísla. de otros platos. Por lo tanto, la trayectoria del flujo de corriente disminuye al mínimo. Esto se representa en la siguiente figura:
- Para aumentar la resistividad del material laminado en frío orientado al grano, se utiliza acero grado CRGO como núcleo del transformador.
Propiedades de las corrientes de Foucault
- Estos se inducen solo dentro de los materiales conductores .
- Estos están distorsionados por defectos como grietas, corrosión, bordes, etc.
- Las corrientes de Foucault se atenúan con la profundidad con la mayor intensidad presente en la superficie.
Estas propiedades conducen a numerosas aplicaciones de las corrientes parásitas en las industrias energética, aeroespacial y petroquímica para detectar grietas y daños en los metales.
Aplicación de la corriente de Foucault
Levitación magnética: Es un tipo repulsivo de levitación que se aplica en los trenes Maglev modernos de alta velocidad para proporcionar un transporte sin fricción. El cambio de flujo magnético producido por un imán superconductor colocado en el tren en movimiento produce corrientes parásitas en la lámina conductora estacionaria sobre la que levita el tren. Las corrientes parásitas interactúan con el campo magnético para producir fuerzas de levitación.
Tratamiento del cáncer de hipertermia: calentamiento por corrientes de Foucault utilizado para calentar los tejidos. Corrientes parásitas inducidas en los tubos conductores por devanados de cables proximales conectados a un condensador para formar un circuito de tanque que está conectado a una fuente de radiofrecuencia.
Frenado por corrientes de Foucault: La energía cinética convertida en calor debido a las pérdidas por corrientes parásitas encuentra numerosas aplicaciones en la industria:
- Frenado de trenes.
- Frenado de una montaña rusa.
- Sierra o taladro eléctrico para su apagado de emergencia.
Calentamiento por inducción: es el proceso de calentar eléctricamente un cuerpo conductor induciendo corrientes parásitas en él utilizando un electroimán de alta frecuencia. Sus principales aplicaciones son la cocción por inducción, el horno de inducción utilizado para calentar metales hasta su punto de fusión, soldadura, soldadura fuerte, etc.
Accionamientos de velocidad ajustables por corrientes de Foucault : Con la ayuda del controlador de retroalimentación se puede conseguir un mando de velocidad acoplado por corrientes de Foucault. Encuentra aplicaciones en conformado de metales, transportadores, procesamiento de plásticos, etc.
Detectores de metales: Detecta la presencia de metales dentro de rocas, suelos, etc. con la ayuda de la inducción de corrientes parásitas en el metal si está presente.
Aplicaciones de procesamiento de datos: corrientes de FoucaultEnsayos no destructivos utilizados para investigar la composición y dureza de estructuras metálicas.
Aplicaciones de velocímetro y detección de proximidad
