渦電流 | 理論、原理、応用

エディ電流について

エディ電流、またはフーコー電流とも呼ばれるものは、導電性材料が変化する磁場にさらされたときに誘導される円形の電流です。これらは、フランスの物理学者ジャン=ベルナール・レオン・フーコーによって1851年に初めて発見されました。エディ電流は、ファラデーの法則とレンツの法則によって説明される電磁誘導の直接の結果です。

エディ電流の原理

金属のような導電性の材料が変化する磁場にさらされると、その磁場は材料内に起電力(EMF)を誘導します。誘導されたEMFは、流体の渦を模した閉じたループで流れる渦巻き電流を生成し、これが「エディ電流」と名付けられました。エディ電流は自らの磁場を生成し、レンツの法則によれば、これは元の磁場の変化に反対する作用をします。この反対作用は、エディ電流が材料内の電気抵抗に遭遇することで電気エネルギーが熱に変換されるため、エネルギー損失を引き起こす可能性があります。

エディ電流の応用

エディ電流は様々な応用において有益な効果と望ましくない影響の両方をもたらします:
誘導加熱:エディ電流は誘導調理器や工業プロセスにおいて導電性材料を加熱するのに使用されます。誘導された電流は材料内で熱を生成し、加熱のための迅速かつ効率的な方法を提供します。
金属探知器:エディ電流は金属探知器において金属オブジェクトの存在を特定するために使用されます。金属オブジェクトが探知器によって生成される変化する磁場に入ると、それによってエディ電流が生成され、これがさらに二次の磁場を生み出し、装置によって検出されます。
磁気ブレーキ:エディ電流は、一部の列車やジェットコースターに見られるブレーキシステムにおいて利用されます。導電性材料(例えば、金属板)が磁場を通過すると、エディ電流が生成され、運動に反対する磁場を作り出し、材料の速度を遅くします。
エディ電流損失:電気変圧器やモーターにおいて、エディ電流はエネルギー損失や効率の低下を引き起こす可能性があります。これらの損失を最小限に抑えるために、そのような装置のコアはしばしば金属の積層シートで作られており、エディ電流の流れを妨げてその加熱効果を減少させます。

電磁誘導

電磁誘導は、周囲の磁場を変化させることによって導体に電流を発生させるプロセスを記述する電磁気学の基本原理です。この現象は、マイケル・ファラデーによって1831年に初めて発見され、後にジェームス・クラーク・マクスウェルによって数学的に記述されました。電磁誘導は、物理学のいくつかの基本理論と法則に基づいています。
ファラデーの電磁誘導の法則:1831年にマイケル・ファラデーによって発見されたこの法則は、閉じた導線のループに誘導される起電力(EMF)は、ル

Eddy Currents

 

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