Dòng điện Foucault (Fuco) có ứng dụng rất nhiều trong thực tế. Đối với những người có chuyên môn về điện thì chắc hẳn đều hiểu rõ về dòng điện Foucault. Tuy nhiên thì đối với rất nhiều người thì đây lại là một vấn đề khá là mới mẻ. Cần tìm lời giải đáp cụ thể nhất. Chính vì thế, hãy cùng tìm hiểu Dòng Điện Foucault (Fuco) là gì?. Ứng dụng của dòng điện Fuco trong thực tế qua bài viết dưới đây nhé.
Dòng điện Fuco là gì?
Dòng điện Foucault hay còn được gọi là dòng điện xoáy (tên tiếng Anh là Eddy Current). Đây là một hiện tượng dòng điện được sinh ra khi đặt một vật dẫn điện vào bên trong từ trường thay đổi theo thời gian hay là vật dẫn chuyển động đi cắt ngang từ trường.
Léon Foucault (1819-1868) – một nhà vật lý người Pháp chính là người đầu tiên chứng minh được sự tồn tại những dòng điện cảm ứng bên trong vật dẫn dựa vào tác dụng của từ thông biến thiên. Lực Lorentz hay lực điện tương đối tác động lên những hạt tích điện chuyển động tự do ở trong vật dẫn. Chính là nguyên nhân vật lý tạo nên dòng điện Foucault.
Theo định luật Lenz thì dòng điện Foucault sẽ luôn chống lại các nguyên nhân tạo ra nó. Tạo ra cảm ứng từ từ thông ngược để chống lại sự biến thiên từ thông tạo ra nó. Hoặc có thể tương tác với từ trường đã tạo ra nó và gây ra lực cơ học chống lại sự chuyển động của vật dẫn.
Đây cũng là một hiệu ứng vật lý và có nhiều các ứng dụng ý nghĩa trong thực tiễn. Dòng điện Foucault cũng chung bản chất giống như hiệu ứng bề mặt ở những dây dẫn điện xoay chiều.
Đặc điểm tính chất của dòng điện Fuco như thế nào?
Dòng điện Foucault có các đặc điểm như sau:
Lực Lorentz chính là yếu tố sinh ra dòng Foucault. Làm dòng điện Foucault có tính chất xoáy. Khi những hạt tích điện hay còn gọi là hạt Electron chuyển động tự do bên trong các vật dẫn ở từ trường. Sẽ chịu tác động của lực Lorentz gây ra bởi từ trường và làm lệch quỹ đạo chuyển động.
Điều này có nghĩa là những hạt tích điện Electron cũng chuyển động tương đối với vật dẫn để tạo ra một dòng điện xoáy đó là dòng điện Foucault. Tuy nhiên dòng điện này lại bị cản lại do điện trở từ vật dẫn. Do đó sinh ra nhiệt năng và làm vật dẫn điện nóng lên. Với định luật bảo toàn năng lượng, lúc này động năng của vật dẫn chuyển thành nhiệt năng sẽ làm cho vật dẫn bị nóng lên.
Các tác hại của dòng điện Foucault?
Khi tìm hiểu Dòng Điện Foucault (Fuco). Chúng ta cũng cần phải tìm hiểu tác hại của loại dòng điện này. Trong các động cơ điện và máy biến thế, lõi sắt của chúng nằm trong từ trường biến đổi. Khi đó trong các lõi này sẽ xuất hiện các dòng điện Foucault.
Do hiệu ứng Joule-Lenz, các năng lượng của dòng điện Foucault sẽ chuyển hóa sang nhiệt năng. Và làm cho máy bị nóng lên, một phần nữa đó là sẽ gây hao phí năng lượng. Làm hiệu suất hoạt động của máy giảm xuống.
Muốn hạn chế được tác hại này phải tìm cách giảm dòng điện Foucault xuống bằng cách tăng điện trở cho các lõi. Muốn đạt được điều này, các nhà sản xuất không dùng một khối sắt lớn để làm lõi mà sử dụng nhiều các lá sắt mỏng có sơn cách điện ghép lại với nhau sao các lát cắt có thể song song với chiều từ trường.
Lúc này thì dòng điện Foucault sẽ chỉ chạy trong mỗi lá mỏng làm điện trở tăng lên. Cùng với đó thì cường độ dòng điện Foucault ở trong mỗi lá cũng sẽ bị giảm đi rất nhiều. Nếu so với cả khối sắt lớn, năng lượng điện thất thoát sẽ giảm đi đáng kể.
Đây chính là lý do vì sao trong máy biến thế truyền thống thường sử dụng các lõi tôn silic được cán mỏng. Lý do bởi chúng có điện trở lớn. Sẽ làm giảm thiểu hao phí gây ra bởi dòng Foucault. Trong kỹ thuật cao tần, siêu cao tần ngày nay. Bắt buộc phải sử dụng lõi dẫn làm từ những vật liệu như gốm ferit điện trở suất rất cao. Giúp giảm thiểu được tối đa hao phí gây ra bởi dòng điện Foucault.
Ứng dụng của dòng điện Fuco trong thực tế
Đệm từ trường
Đây là một ứng dụng cho tàu cao tốc. Làm giảm ma sát đồng thời làm tăng tốc độ của tàu. Việc này được giải thích là do khi ta đặt một vật dẫn trong từ trường tăng dần từ trên cao xuống. Khi mà vật rơi xuống sẽ có từ thông đi qua tăng lên. Tạo dòng điện Foucault kháng lại sự rơi này.
Khi vật được làm từ chất siêu dẫn, vật có điện trở gần như là bằng không. Sẽ tạo ra được một dòng điện Foucault hoàn hảo. Tạo ra được lực điện đủ lớn để có thể triệt tiêu được hoàn toàn trọng lực đối kháng. Sinh ra đệm từ trường. Có thể nâng vật trên không trung nằm cân bằng.
Luyện kim
Một Ứng dụng khác của dòng điện Fuco trong thực tế một trong số đó là luyện kim.
Kim loại thường rất dễ phản ứng với những chất có trong không khí. Do đó việc nấu chảy kim loại ở môi trường chân không sẽ giúp kim loại tránh được những phản ứng hóa học xảy ra. Kim loại sẽ được đặt vào bên trong lò. Sau đó sẽ rút hết không khí ra, xung quanh lò luyện sẽ được cuốn dây điện.
Người ta sẽ tiến hành cho dòng điện xoay chiều tần số cao đi qua cuộn dây, lúc này từ trường biến đổi mạnh sẽ được sinh ra ở trong lò, làm xuất hiện dòng điện Foucault, đồng thời tỏa ra nhiệt lượng lớn đến mức nấu chảy được kim loại.
Cấu tạo của cuộn dây quấn quanh lò là một cuộn dây rỗng và có nước làm mát bên trong. Do đó mà dòng điện cao tần chỉ có thể dẫn trên lớp vỏ ngoài mà thôi.
Bếp từ (bếp điện cảm ứng)
Ngày nay thì bếp từ là một vật dụng cực kỳ phổ biến trong mọi gia đình. Nhất là ở những chung cư. Bếp từ sẽ tạo ra một từ trường biến đổi ở trên bề mặt với khoảng cách chỉ vài milimet. Loại nồi nấu phải là loại chuyên dụng, đáy nồi được làm từ kim loại để khi nằm trong từ trường sẽ có thể nóng lên, giúp nấu chín được thức ăn.
Loại bếp từ này có ưu điểm tốc độ đun nấu rất nhanh. Bếp không hề nóng mà chỉ có nồi nóng lên. Việc điều chỉnh nhiệt độ cùng những chế độ nấu nướng thực hiện rất chính xác và dễ dàng.
Đồng hồ đo điện
Dòng điện Foucault có thể làm cho kim đồng hồ ở bên trong đồng hồ đo điện tắt nhanh dao động. Với việc gắn vào đầu kim một chiếc đĩa kim loại nhỏ, chiếc đĩa này sẽ đặt bên trong từ trường nam châm vĩnh cửu sinh ra. Khi kim chuyển động thì đĩa kim loại này cũng bị chuyển động theo và từ thông xuyên qua đĩa sẽ làm xuất hiện dòng điện Foucault.
Theo như định luật Lenz thì dòng điện sẽ tương tác với từ trường nam châm và gây ra một lực chống lại đĩa kim loại chuyển động và làm kim đồng hồ dừng lại.
Thiết bị giảm tốc (phanh xe)
Với khả năng dừng lại các chuyển động, do đó dòng điện Foucault được ứng dụng làm phanh hãm cho các loại xe tải, cầu trục, tàu cao tốc, xe đẩy hoặc xe đạp, xe máy…Những bánh xe sẽ được lắp thêm một đĩa kim loại, khi muốn giảm tốc độ thì từ trường mạnh sẽ được đưa vào chiếc đĩa này thông qua một nam châm vĩnh cửu.
Phương pháp này có ưu điểm là phanh rất nhanh, phanh xe không bị hao mòn giúp giảm chi phí bảo dưỡng. Việc điều chỉnh giảm tốc được thực hiện một cách chính xác hơn rất nhiều so với phanh ma sát thông thường.
Ứng dụng trong ngành y tế
Dùng để xác định được bệnh thiếu máu cơ tim trong ngành y tế. Người bệnh sẽ ngồi lên xe đạp sau đó đạp xe với các mức tăng dần, một lần thử nghiệm sẽ kéo dài từ 3 đến 5 phút. Sau mỗi lượt thừ, người bệnh sẽ được đo điện tâm đồ và hệ số HA.
Cấu tạo của xe đạp gồm có một bánh xe bằng đồng nằm ở giữa hai cực của nam châm điện. Bệnh nhân đạp xe thì sẽ tạo ra dòng điện Foucault và sinh ra lực cản, đơn vị tính bằng KGm hay Ws.
Một số ứng dụng khác
- Ứng dụng trong máy phát điện. Dòng điện Foucault khi chạy sẽ chuyển động năng của vật dẫn sang năng lượng của dòng điện.
- Ứng dụng trong microphone. Âm thanh rung động tạo ra năng lượng. Sẽ được chuyển thành dòng điện và mang theo những thông tin của âm thanh.
- Dùng để dò kim loại. Dòng điện Fuco được sử dụng để thăm dò chất lượng những thiết bị bằng kim loại.
Như vậy bài viết đã chia sẻ đến các bạn đã nắm rõ dòng Điện Foucault (Fuco) là gì?. Ứng dụng của dòng điện Fuco trong thực tế. Cũng như các đặc điểm tính chất cũng như tác hại của dòng điện Fuco. Hy vọng các bạn đã có được các thông tin bổ ích cho mình. Công ty Máy phát điện Hòa An Phát chúng tôi chuyên phân phối, bảo trì, sửa chữa, cho thuê máy phát điện công nghiệp trên toàn quốc. Do đó, khi có bất cứ thắc mắc hay nhu cầu hãy liên hệ với chúng tôi để được phục vụ chu đáo nhất.
Nguồn https://maycodien.com/
