Scholar Hub/Chủ đề/#dòng điện xoáy/
Dòng điện xoáy, hay dòng Foucault, là hiện tượng dòng điện tạo ra khi một vật dẫn đặt trong trường từ thay đổi, được phát hiện bởi Léon Foucault. Theo định luật Faraday, dòng điện này phản ứng với sự thay đổi từ trường bằng cách tạo ra từ trường riêng, thường chống lại thay đổi đó theo định luật Lenz. Mặc dù dòng điện xoáy có thể giảm hiệu suất của các hệ thống cơ khí hoặc điện từ, nhưng nó cũng có nhiều ứng dụng hữu ích như phanh điện từ, gia nhiệt cảm ứng và kiểm tra không phá hủy. Tổn thất hiệu suất, hay tổn thất Foucault, có thể giảm thiểu bằng cách thiết kế vật liệu đặc thù. Hiểu và ứng dụng phù hợp dòng điện xoáy có thể cải thiện hiệu quả tổng thể của hệ thống điện từ.
Dòng Điện Xoáy là gì?
Dòng điện xoáy, hay còn gọi là dòng Foucault, là hiện tượng dòng điện được tạo ra trong một khối vật dẫn khi nó được đặt trong một trường từ đang thay đổi. Được đặt tên theo nhà vật lý người Pháp Léon Foucault, dòng điện này có dạng xoắn ốc và hoạt động theo định luật cảm ứng điện từ của Faraday.
Nguyên Lý Hoạt Động của Dòng Điện Xoáy
Khi một vật dẫn chuyển động trong một trường từ, từ trường biến đổi theo thời gian hoặc không gian. Theo định luật Faraday, sự thay đổi của từ thông qua một vòng dây dẫn tạo ra một sức điện động trong vòng dây, dẫn đến dòng điện được gọi là dòng điện xoáy. Những dòng điện này có xu hướng tạo ra từ trường riêng của chúng, thường chống lại sự thay đổi của từ trường ban đầu theo định luật Lenz.
Tác Động và Ứng Dụng của Dòng Điện Xoáy
Dòng điện xoáy có thể tạo ra lực đối kháng làm giảm hiệu suất của hệ thống cơ khí hoặc điện từ trong một số ứng dụng, như trong động cơ điện. Tuy nhiên, chúng cũng có nhiều ứng dụng hữu ích trong công nghệ hiện đại:
- Phanh điện từ: Sử dụng dòng điện xoáy để tạo ra lực cản mà không cần va chạm vật lý.
- Gia nhiệt cảm ứng: Dùng trong các thiết bị gia nhiệt để làm nóng vật liệu kim loại thông qua cảm ứng từ.
- Kiểm tra không phá hủy: Áp dụng trong kiểm tra vật liệu, phát hiện các khuyết tật hoặc vết nứt thông qua phân tích dòng điện xoáy.
Hạn Chế của Dòng Điện Xoáy
Mặc dù có nhiều ứng dụng giá trị, dòng điện xoáy cũng dẫn đến tổn thất hiệu suất, mà thường được biết đến là tổn thất dòng xoáy hay tổn thất Foucault. Tổn thất này xảy ra do năng lượng của dòng điện xoáy chuyển thành nhiệt năng, làm giảm hiệu suất của các máy biến áp và động cơ điện. Để giảm thiểu, các vật liệu dẫn thường được thiết kế dưới dạng các lá mỏng hoặc có điện trở suất cao để giảm dòng điện xoáy.
Kết Luận
Dòng điện xoáy là một hiện tượng quan trọng trong lĩnh vực điện từ, với các ứng dụng đa dạng trong công nghiệp và công nghệ. Hiểu rõ về nguyên lý và áp dụng đúng nơi phù hợp có thể mang lại lợi ích to lớn và cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống điện từ.
Kiểm tra và Đánh giá Phi phá hủy bằng Dòng điện Xoáy Xung: Một Bài Tổng Quan Dịch bởi AI Chinese Journal of Mechanical Engineering - Tập 30 Số 3 - Trang 500-514 - 2017
Tóm tắtPhương pháp kiểm tra và đánh giá phi phá hủy bằng dòng điện xoáy xung (PEC) đã tồn tại trong một khoảng thời gian và vẫn thu hút sự chú ý từ nhiều nhà nghiên cứu trên toàn cầu, điều này có thể được chứng minh thông qua các báo cáo được xem xét trong bài viết này. Nhờ vào sự phong phú của các thành phần phổ, nhiều ứng dụng của kỹ thuật này đã được đề xuất và báo cáo trong tài liệu, bao gồm cả việc kiểm tra tính toàn vẹn cấu trúc và đặc trưng vật liệu trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Để hỗ trợ cho sự phát triển của nó và nhằm hiểu rõ hơn về các hiện tượng xung quanh dòng điện xoáy cảm ứng tạm thời, các nỗ lực mô hình hóa cả về lý thuyết và thực nghiệm đã được các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới thực hiện. Bài tổng quan này là một nỗ lực để nắm bắt sự phát triển tiên tiến và các ứng dụng của PEC, đặc biệt trong 15 năm qua và không nhằm mục đích là toàn diện. Các thách thức và cơ hội tương lai cho kiểm tra và đánh giá phi phá hủy PEC cũng được trình bày.
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM VẬN DỤNG KIẾN THỨC DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU, VẬT LÍ 12 CHO HỌC SINH Trong chương trình giáo dục phổ thông tổng thể năm 2017 ở nước ta, hoạt động trải nghiệm (HĐTN), trải nghiệm hướng nghiệp là một nội dung giáo dục bắt buộc với tất cả các học sinh từ lớp 1 đến lớp 12. HĐTN không có giáo viên (GV) chuyên trách mà là chính các GV (đơn môn) hiện nay đảm nhiệm. Tuy nhiên, với đa phần GV hiện nay thì HĐTN vẫn còn là một vấn đề khá mới mẻ. Bài báo đề xuất quy trình thiết kế một hoạt động trải nghiệm trong dạy học Vật lí ở trường phổ thông. Từ đó vận dụng thiết kế tiến trình tổ chức 3 HĐTN vận dụng kiến thức dòng điện xoay chiều - Vật lí 12 là Hoạt động 1: Tìm hiểu thực trạng đề xuất giải pháp và đánh giá hiệu quả giải pháp trong sử dụng các dụng cụ điện ở gia đình; Hoạt động 2: Trải nghiệm Sơ cứu người khi bị điện giật; Hoạt động 3: Trải nghiệm quấn 1 máy biến áp lõi chữ E, I và đo các thông số. Các kết quả thực nghiệm cho thấy, thông qua HĐTN đã hình thành và phát triển được năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, năng lực sáng tạo của học sinh.
#experience activities; alternating current; capacity; solve practical problems; procedure.
THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC KIẾN THỨC “MÁY PHÁT ĐIỆN, ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEMGiáo dục STEM được biết đến như là một sự tiếp cận mới trong giáo dục và đào tạo nguồn nhân lực trong tương lai. Trong đó nhấn mạnh sự kết nối, liên thông giữa bốn lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học. Giáo dục STEM có thể vận dụng trong nhiều giai đoạn khác nhau của quá trình dạy học, với nhiều hình thức tổ chức khác nhau. Tuy vậy, việc thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học như thế nào để phát huy được những điểm mạnh của giáo dục STEM vẫn còn nhiều quan điểm khác nhau. Bài viết này, đề xuất quy trình thiết kế và tổ chức hoạt động dạy học kiến thức về nguồn điện, máy phát điện trong dạy học bài “Máy phát điện, động cơ điện xoay chiều” theo định hướng giáo dục STEM.
#creativity; physics; STEM; alternating current; pupils.
Sử dụng công thức vecto từ thế để tính toán dòng điện xoáy trong lõi thép máy biến áp bằng phương pháp phần tử hữu hạnCác mô hình bài toán điện từ xuất hiện hầu hết trong các loại máy điện nói chung và máy biến áp nói riêng. Do đó, việc xây dựng mô hình toán điện từ để nghiên cứu và tính toán sự phân bố của từ trường, dòng điện xoáy trong máy biến áp (MBA) điện là cần thiết và cấp bách đối với các nhà nghiên cứu, nhà thiết kế và chế tạo MBA. Phương pháp phần tử hữu hạn được phát triển với công thức véctơ từ thế a cho bài toán từ động để tính toán sự phân bố của từ trường, dòng điện xoáy trong lõi thép của MBA. Trong nội dung bài báo này, nhóm tác giả đã đưa ra kết quả về phân bố từ trường và tính toán dòng điện xoáy trong lõi thép của máy biên áp bằng phương pháp phần tử hữu hạn.
#phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) #dòng điện xoáy #véc-tơ từ thế #bài toán từ động #lõi thép
Đặc điểm hỗn loạn của các hệ truyền động điện qua ví dụ truyền động không đồng bộ xoay chiều ba phaBài báo trình bày tổng quan về hỗn loạn - trạng thái tồn tại trong các hệ phi tuyến, thường được gọi bằng thuật ngữ ‘chaos’. Hệ thống chaos vẫn tuân theo các định luật, nhưng khó đoán trước do tính nhạy cảm với các điều kiện ban đầu. Nghiên cứu dẫn dắt tìm hiểu về hành vi hỗn loạn đã được các nhà khoa học khám phá trong các hệ truyền động điện. Từ đó đưa ra một ví dụ cụ thể về đối tượng động cơ không đồng bộ rotor lồng sóc để tiến hành phân tích và mô phỏng, phát hiện ra hiện tượng hỗn loạn trong đối tượng thông qua đáp ứng thời gian, biểu đồ pha và số mũ Lyapunov. Từ đó rút ra nhận định tham số đối tượng IM thay đổi (có thể là điện trở; điện cảm; điện cảm tản hai phía rotor, stator; hỗ cảm; …) làm ảnh hưởng đến chất lượng điều khiển và có thể khiến hệ thống rơi vào vùng làm việc hỗn loạn.
#động cơ không đồng bộ #lý thuyết hỗn loạn #phân nhánh #mũ Lyapunov #tập hút #biểu đồ pha #ma trận Jacobian
Tính toán sự phân bố của từ trường trong vùng dẫn có cấu trúc vỏ mỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạnTóm tắt: Ngày nay, bài toán trường điện từ xuất hiện ở khắp mọi nơi trong cuộc sống, bất cứ ở đâu có sử dụng máy điện và thiết bị điện là ở đó tồn tại mô hình trường điện từ. Vì vậy, mà bài toán trường điện từ đóng vai trò đặc biệt quan trọng trong kỹ thuật điện và khoa học ứng dụng. Việc xây dựng mô hình để nghiên cứu và tính toán quá trình biến đổi trường điện từ trong máy điện/thiết bị điện là bắt buộc và không thể thiếu đối với các nhà thiết kế, nhà nghiên cứu. Các bài toán trường đều được mô tả bởi hệ phương trình Maxwell và các luật trạng thái [1-2]. Đây là các phương trình đạo hàm riêng đối với véctơ từ thế a và cường độ từ trường h, phân bố trong không gian và biến đổi theo thời gian. Để tính toán được sự phân bố từ trường, dòng điện xoáy và tổn hao công suất, nhóm tác giả đã áp dụng phương pháp phần tử hữu hạn.
#phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) #từ trường #tính toán dòng điện xoáy #véc tơ từ thế #bài toán từ động
ẢNH HƯỞNG CỦA TẦN SỐ DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU ĐẾN SỰ BIẾN ĐỔI HÀM LƯỢNG VITAMIN C TRONG NƯỚC ÉP BƯỞIGia nhiệt Ohm là một kĩ thuật gia nhiệt điện được ứng dụng để thanh trùng nước ép bưởi. Ảnh hưởng của tần số suốt quá trình gia nhiệt Ohm được khảo sát. Các giá trị tần số gồm 50, 60, 70, 100, 500, 1000, 10000, 20000 Hz và cường độ điện trường cố định 30 V/cm được áp dụng để khảo sát sự biến đổi vitamin C. Kết quả chỉ ra sự suy giảm vitamin C phụ thuộc vào tần số, tại tần số 50Hz hoặc trên 1kHz, hàm lượng vitamin C suy giảm so với mẫu đối chứng. Tại tần số khảo sát 60, 500Hz, hàm lượng vitamin C không biến đổi trong suốt quá trình giữ nhiệt ở 60s tại nhiệt độ 60 -90 oC (p>0,05). Mẫu nước ép bưởi giảm xấp xỉ 2% hàm lượng vitamin C do tác động của yếu tố phi nhiệt khi nhiệt độ mẫu tăng từ 20 đến 90oC. Kết quả này chỉ ra gia nhiệt Ohm có hiệu quả để thanh trùng nước ép bưởi.
#Ohmic heating #vitamin C #electric field frequency #pomelo juice
Thử nghiệm không phá hủy bằng dòng điện xoáy bằng phương pháp nhiễu loạn Dịch bởi AI Journal of Nondestructive Evaluation - Tập 10 - Trang 31-37 - 1991
Bài báo này trình bày một giải pháp phân tích cho sự thay đổi trở kháng do một khuyết tật có mặt cắt hình chữ nhật trong trường hợp khi độ dẫn điện của khuyết tật đủ gần với độ dẫn điện của môi trường xung quanh. Giải pháp, được tìm thấy bằng phương pháp nhiễu loạn nhỏ, được sử dụng để tính toán sự thay đổi trở kháng như một hàm của các tham số của khuyết tật. Một phương pháp không phá hủy dựa trên dòng điện xoáy dựa trên cân nhắc này có thể phát hiện sự hiện diện của các khuyết tật như vậy và, trong một số trường hợp, xác định kích thước của chúng.
#dòng điện xoáy #thử nghiệm không phá hủy #khuyết tật #trở kháng #phương pháp nhiễu loạn
Nghiên Cứu Hành Vi Ăn Mòn của Hợp Kim CoCrNi Có Độ Entropy Trung Bình Trong Môi Trường Nước Biển Ven Bờ Đã Axit Hóa Dịch bởi AI Journal of Materials Engineering and Performance - - Trang 1-15 - 2023
Bài báo này nhằm nghiên cứu hành vi ăn mòn của hợp kim CoCrNi có độ entropy trung bình (MEA) trong môi trường nước biển ven bờ đã axit hóa. Kết quả cho thấy dòng điện xoay chiều và ion HSO3− có tác động phá hủy khả năng bảo vệ của màng thụ động và làm yếu đi tính năng chống ăn mòn của MEA. Dòng điện xoay chiều gây hư hại cho màng thụ động bằng cách thúc đẩy ion HCO3− và HSO3− ion hóa một lượng lớn ion H+, đồng thời tăng cường sự hấp thụ của các ion ăn mòn (H+ và Cl−). Hơn nữa, hiệu ứng tương tác giữa dòng điện xoay chiều và HSO3− thúc đẩy đáng kể sự phát triển của ăn mòn phân tán không ổn định. Do ảnh hưởng của dòng điện xoay chiều, phản ứng cathode chuyển đổi từ sự đồng thời giữa sự giải phóng hydro và sự hấp thụ oxy sang chỉ giải phóng hydro, cho thấy rằng dòng điện xoay chiều là yếu tố quan trọng trong việc phá hủy tính chống ăn mòn của MEA.
#Hợp kim CoCrNi #ăn mòn #nước biển #dòng điện xoay chiều #màng thụ động #ion HSO3−
Ước lượng độ sâu vết nứt với mạng nơ ron tích chập và phân tích hình ảnh sử dụng dữ liệu dòng điện xoáyNghiên cứu này trình bày một phương pháp ước lượng độ sâu vết nứt, bằng cách kết hợp các kỹ thuật phân tích hình ảnh và mô hình Mạng Nơ-ron Tích chập (CNN). Mục tiêu của nghiên cứu là cải thiện độ chính xác và mức độ tin cậy trong việc dự đoán độ sâu các vết nứt nhỏ, đặc biệt đối với các vết nứt có độ sâu dưới 1 milimet. Nghiên cứu đã sử dụng loạt các kỹ thuật tiền xử lý và tăng cường dữ liệu nhằm giảm ảnh hưởng của nhiễu trong dữ liệu đo. Phương pháp đề xuất đã được thử nghiệm và đánh giá trên dữ liệu thực tế. Kết quả cho thấy, sai số tương đối (Mean Relative Error - MRE) đạt khoảng 6%, thể hiện tính hiệu quả và tiềm năng ứng dụng tốt của phương pháp đề xuất trong thực tế công nghiệp. Thêm nữa, việc áp dụng kỹ thuật xử lý hình ảnh, kết hợp sử dụng mạng nơ ron tích chập cho bài toán Đánh giá Không Phá Hủy (NDE), mở ra một cách tiếp cận mới cho bài toán phát hiện và đặc tính hóa các vết nứt cực nhỏ trên bề mặt, sử dụng phương pháp dòng điện xoáy truyền thống.
#Non-Destructive Evaluation; Eddy-current technique; Convolutional Neural Network; Data augmentation.
