Confusión con respecto a las pérdidas por corrientes de Foucault

Me han enseñado en la clase de mi máquina que las pérdidas por corrientes de Foucault son proporcionales al cuadrado de la frecuencia*densidad de flujo, esto parecía tan justo que nunca lo cuestioné. Pero mi libro de diseño de máquinas menciona que

FEM inducida = 4.44*freq*Densidad máxima de flujo * Área de la ruta de flujo * Número de vueltas, por lo tanto, siempre que el voltaje de suministro se mantenga constante, el producto de la densidad de flujo y la frecuencia permanece constante incluso si se cambia la frecuencia y, por lo tanto, no hay cambio en las pérdidas por corrientes de Foucault con la frecuencia.

Ahora bien, esto también está de acuerdo con la ecuación fem del transformador, al menos eso parece, pero ¿cómo es eso posible? Si ese es el caso, ¿por qué optaríamos por altas frecuencias en los calentadores de corrientes de Foucault?

Quiero decir, supongamos que tengo la fuente 1 de 230 V, 50 Hz que alimenta una bobina enrollada en un núcleo de hierro, ahora si reemplazo la fuente 1 con 230 V, 100 kHz, ¿seguirá siendo igual el calentamiento por corrientes de Foucault? ¿Cómo podría ser ese el caso? ¿Dónde está mal mi interpretación (o la del autor del libro) de las ecuaciones?

FEM inducida =! Pérdidas por corrientes de Foucault.
@winny sí, pero si la fem inducida es constante, que será el caso si el voltaje de suministro es constante, ¿permanecerá constante el producto de Bm y f? En ese caso, ¿cómo cambiarían las pérdidas por remolinos? ¿Porque son directamente proporcionales al cuadrado del producto?
A frecuencias más altas, la corriente inducida usa una región más delgada del metal (justo en la superficie, verifique el efecto de piel) y esa región se vuelve más caliente y se necesita menos energía.
@analogsystemsrf pero ¿la corriente es la misma que en el caso anterior? o la fem inducida es la misma? ¿O se debe al cambio en la impedancia de las rutas de corrientes de Foucault? Sry, pero ¿puedes explicar un poco en detalle ^^".

Respuestas (3)

Las pérdidas por remolinos son un componente de las pérdidas del núcleo . Ocurre esencialmente cuando hay un cambio en el campo magnético de dicho núcleo. Los ingenieros realizaríamos pruebas de corrientes de Foucault para ver y medir estas "grietas" dentro del núcleo para determinar cuánta corriente de Foucault hay.

Cuando detectemos algún desperfecto, se generará calor. Esto significa que habrá energía cinética que se convertirá en energía térmica. Esto se conoce como pérdidas por remolinos .

La ecuación de libro de texto para las pérdidas por remolinos es PAG mi = k mi B metro 2 t 2 F 2 V vatios

Las pérdidas por Foucault dependen de la frecuencia, por lo que obtendrá un valor diferente cuando tenga 50 Hz y 100 kHz.

Alguien en los comentarios mencionó el Efecto Piel . Este es un fenómeno en el que, a altas frecuencias, el campo magnético no podrá penetrar el interior del núcleo. La ecuación que mencioné unas líneas más arriba solo es cierta si ignoras el efecto de piel. SIN EMBARGO , si mantiene el mismo campo magnético con una frecuencia creciente, de hecho aumentará la corriente de Foucault generada.

Desearía que algún autor de mis libros hubiera mencionado que la fórmula no es general y se aplica solo a cierto rango de frecuencias hasta que el efecto de piel es insignificante, el hecho de que en mi nivel los libros solo mencionan la fórmula directamente sin ninguna derivación lo hace difícil para darme cuenta del hecho de que no es el general
Bueno, en los libros de texto, y asumo que su libro de texto es sobre sistemas y distribución de energía, no mencionaría el efecto de piel porque la generación de energía en todo el mundo solo depende de 50 Hz o 60 Hz, dependiendo de dónde se encuentre, y sería irrelevante. Pero una vez que se habla de transmisiones inalámbricas como ondas de radio y tecnología de microondas, el Efecto Piel es más frecuente.
Tienes razón.

La FEM inducida es ciertamente proporcional a la frecuencia y la densidad de flujo. Eso está ligado a la teoría estándar del transformador.

Ley de Faraday: Voltaje inducido = N d ϕ d t

A mayor frecuencia mayor d ϕ d t es.

Ahora, si esa fem inducida se conecta a una resistencia, la potencia disipada es proporcional a V 2 . Eso también debería ser bastante obvio.

Entonces, si la potencia es proporcional al voltaje al cuadrado, entonces también es proporcional tanto a la frecuencia como a la densidad de flujo al cuadrado.

Hay complicaciones en el sentido de que el efecto pelicular juega un papel en frecuencias más altas y, por supuesto, un giro corto de baja resistencia tiene inductancia y esa inductancia resistirá el flujo de corriente cada vez más a frecuencias más altas.

Entonces, el tipo detrás del aumento del calentamiento con frecuencias más altas es en realidad el efecto de piel, ¿verdad? Y si la frecuencia aumenta, pero no tanto como para causar un efecto superficial apreciable, las pérdidas por corrientes de Foucault permanecerían esencialmente constantes, ¿verdad?

El voltaje (Back-EMF) y la potencia (pérdidas debido a la corriente de Foucault) no están relacionados linealmente.

P = V ^ 2 / R, por lo que las pérdidas de energía son proporcionales al cuadrado de la EMF posterior.

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