Dòng điện xoáy là gì? Các công bố khoa học về 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.
Danh sách công bố khoa học về chủ đề "dòng điện xoáy":
Đặc điểm hỗn loạn của các hệ truyền động điện qua ví dụ truyền động không đồng bộ xoay chiều ba pha
Bài 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
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 hạn
Các 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
THIẾT KẾ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC KIẾN THỨC “MÁY PHÁT ĐIỆN, ĐỘNG CƠ ĐIỆN XOAY CHIỀU” - VẬT LÍ 12 THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn và Giáo dục Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng - Tập 8 Số 3B - Trang 53-58 - 2018
Giáo 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.
Tính toán sự phân bố của từ trường trong vùng dẫn có cấu trúc vỏ mỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn
Tóm 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 BƯỞI
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM - Tập 36 Số 06 - 2021
Gia 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
TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM VẬN DỤNG KIẾN THỨC DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU, VẬT LÍ 12 CHO HỌC SINH
Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn và Giáo dục Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng - Tập 8 Số 3B - Trang 17-25 - 2018
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.
SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP SỐ PHỨC ĐỂ GIẢI MỘT SÔ BÀI TOÁN VỀ DÕNG ĐIỆN XOAY CHIỀU
TẠP CHÍ KHOA HỌC - ĐẠI HỌC TÂY BẮC - Tập 0 Số 26 - 2022
Trong bài báo này, chúng tôi sẽ vận dụng các kiến thức về số phức để giả i một số bài toán về dòng điện xoay chiều, các kết quả của bài báo sẽ là tài liệu hữu ích cho những người quan tâm đến vấn đề này. Ngoài ra, chúng tôi cũng đề cập đến một số bài toán về mạch điện R, L, C mắc song song - đây là dạng bài toán không được đề cập đến trong chương trình v ật lý trung học phổ thông.
Từ khóa: Số phức, dòng điện xoay chiều, mạch điện mắc nối tiếp, mạch điện mắc song song
ƯỚC LƯỢNG ĐỘ SÂU VẾT NỨT TRÊN CÁC CẤU TRÚC KIM LOẠI SỬ DỤNG MẠNG MULTILAYER PERCEPTRON VÀ KỸ THUẬT DÒNG ĐIỆN XOÁY
Bài báo này trình bày một phương pháp xác định độ sâu cực đại (dưới mi-ni-mét) của các vết nứt nhỏ trên bề mặt các phiến hợp kim nhôm, sử dụng trong công nghiệp hàng không. Các bức ảnh C-scan bao gồm phần ảo và phần thực của tổng trở cảm biến được phân tích nhằm trích xuất các đặc trưng phù hợp sau khi được loại bỏ các tác động bởi nhiễu, như nhiễu nền và nhiễu cạnh. Dựa vào những đặc trưng thu được như trở kháng cực đại, đặc trưng của nền, nhiễu bề mặt, loại cảm biến được sử dụng, một mạng Multilayer Perceptron (MLP) được xây dựng để ước lượng độ sâu cực đại của các vết nứt. Mô hình mạng được tối ưu hóa dựa vào các “hàm mất mát” dạng sai số tuyệt đối trung bình và sai số trung bình bình phương cực tiểu. Cấu trúc mạng tối ưu với 5 neuron ở lớp ẩn thứ nhất và 8 neuron ở lớp ẩn thứ hai được sử dụng. Kết quả thử nghiệm cho thấy sai số tương đối của các phép ước lượng nhỏ hơn 10% đối với toàn bộ dữ liệu trong tập thử nghiệm.
#Non-destructive evaluation; Eddy-current technique; Feature extraction; Multi-frequency approach; Multilayer perceptron (MLP) neural network.
Áp dụng phương pháp tích phân số mô phỏng điện từ trường của trạm biến áp
Bài báo trình bày phương pháp tích phân số để tính toán, mô phỏng điện từ trường của một cấu trúc có vùng vỏ mỏng và hệ thống dây dẫn. Hệ thống dây dẫn được mô tả bằng hệ phương trình mạch điện, trong khi công thức tích phân phần tử bề mặt dùng để mô phỏng vùng vỏ mỏng. Hệ phương trình tích phân có xét đến tương tác của hệ dây dẫn và vùng vỏ mỏng cũng được trình bày. Phương pháp đề xuất có khả năng tính toán mô phỏng hệ dây dẫn phức tạp và xem xét hiện tượng hiệu ứng bề mặt với độ xâu bề mặt bất kỳ của tấm mỏng Một trạm điện trong thực tế được mô phỏng tính toán bằng các hệ phương trình tích phân mà bài báo đưa ra. Ngoài ra, kết quả so sánh với phương pháp phần tử hữu hạn cũng minh chứng tính chính xác cũng như tiềm năng to lớn của phương pháp tích phân số.
#Tính toán điện từ #dòng điện xoáy #phương pháp tích phân #phương pháp số #hiệu ứng bề mặt
Mô hình bài toán điện từ với sự dịch chuyển của các miền dẫn thông qua phương pháp liên kết các bài toán nhỏ
Trong bài báo này, tính toán và phân tích sự phân bố của từ trường, dòng điện xoáy và tổn hao công suất của bài toán điện từ với sự dịch chuyển vị trí của cuộn dây hoặc miền dẫn sẽ được thực hiện thông qua phương pháp liên kết các bài toán nhỏ (LKBTN). Trình tự của phương pháp được thực hiện như sau: Mô hình của một bài toán điện từ đầy đủ (gồm các cuộn dây, các vùng dẫn từ, các vùng không dẫn từ…) được chia thành các bài toán nhỏ, tương ứng với các cuộn dây hoặc miền dẫn. Mỗi một bài toán nhỏ được giải trên lưới và miền độc lập mà không phụ thuộc vào lưới và miền của các bài toán nhỏ khác, điều này thuận lợi cho việc chia lưới và giảm được thời gian tính toán của bài toán nghiên cứu. Sau đó, nghiệm cuối cùng của bài toán đầy đủ là tập hợp nghiệm của các bài toán nhỏ thông qua phương pháp xếp chồng
#phương pháp liên kết các bài toán nhỏ #phương pháp phần tử hữu hạn #dòng điện xoáy #tổn hao #từ trường #véc-tơ từ thế #bài toán từ động
Tổng số: 12
- 1
- 2