En hvirvelstrøm er en elektrisk strøm, der opstår i et ledende materiale, når det udsættes for et tidsvarierende magnetfelt. Hvirvelstrøm er et fænomen, som skyldes induktion.
hvirvelstrøm
Hvirvelstrømmes årsag og virkning
Udsættes et ledende materiale, fx i form af en metalplade, for et tidsvarierende magnetfelt vinkelret på pladen, opstår der ifølge Faraday-Henrys induktionslov elektromotoriske kræfter, der får metallets frie elektroner til at skabe kredsende (hvirvlende) strømme i pladen. Disse hvirvelstrømme vedbliver så længe, det tidsvarierende magnetfelt opretholdes, og har en retning, så det magnetfelt hvirvelstrømmen giver anledning til, modvirker det varierende felt, der var årsag til hvirvelstrømmen. Dette er udtrykt i Lenz' lov,
Ulemper
En lamineret transformerkerne. De enkelte laminater har ikke elektrisk kontakt, hvilket forhindrer hvirvelstrømme.
En transformer viklet på en gulmalet ferritkerne lavet af magnetisk blødt materiale. Materialets dårlige ledningsevne dæmper hvirvelstrømme.
Hvirvelstrømme kan give tab i elektriske maskiner, hvor metaldele ofte er udsat for vekslende magnetfelter. Tabene kan modvirkes ved at opdele metallet i tynde lameller i feltets retning, der isoleres elektrisk fra hinanden. Dette benyttes meget i transformatorkerner samt i elektromagneter, hvis felt skal kunne ændres hurtigt og præcist. En anden metode til dæmpning af hvirvelstrømme er at anvende ferrit, der er en elektrisk meget dårlig leder.
Udnyttelse af hvirvelstrømme
Opvarmning
Hvirvelstrømme udnyttes til opvarmning i induktionsovne (se højfrekvensovn) og i induktionskomfurer. Under hvert kogefelt på et induktionskomfur er der placeret en induktionsspole, hvorigennem der sendes en højfrekvent vekselstrøm, der inducerer hvirvelstrømme i grydens eller pandens bund. Hvirvelstrømmene opvarmer materialet og dermed indholdet i kogegrejet. Metoden er andre kogeteknikker overlegen både mht. lavt energiforbrug og kort opvarmningstid.
Metaldetektion
Hvirvelstrømme benyttes også i udstrakt grad til detektion af metaller, fx i metaldetektorer til at finde metaller i jorden, til detektorer i lufthavne for at finde metaller på flypassagerer, til minesøgning, til detektion af biler ved lyskryds etc.
I alle disse tilfælde genererer detektoren et varierende magnetfelt. Er der metal i nærheden vil hvirvelstrømme i metallet skabe en ændring i magnetfeltet. Dette kan måles og dermed påvise tilstedeværelsen af metal.
Kommentarer
Kommentarer til artiklen bliver synlige for alle. Undlad at skrive følsomme oplysninger, for eksempel sundhedsoplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer, når de kan.
Du skal være logget ind for at kommentere.