جریان گردابی: تفاوت میان نسخه‌ها

محتوای حذف‌شده محتوای افزوده‌شده
برچسب‌ها: متن دارای ویکی‌متن نامتناظر ویرایشگر دیداری
←‏تشریح جریان گردابی: تصحیح فنی و نوشتاری - حذف مطالب تکرارشده یا نامفهوم.
برچسب‌ها: متن دارای ویکی‌متن نامتناظر ویرایشگر دیداری
خط ۱۷:
 
== تشریح جریان گردابی ==
هنگامی که یک رسانا در یک میدان مغناطیسی خارجی حرکت می‌کند (یا منبع میدان مغناطیسی نسبت به رسانا حرکت می‌کند)، در اثر پدیدۀ القای الکترومغناطیسی (طبق [[قانون القای فارادی]])، [[نیروی محرکه الکتریکی]] (EMF) در رسانا تولید می‌شود. ازآنجایی‌که رسانا ایده‌آل نیست، مقداری مقاومت الکتریکی دارد. نیروی محرکه الکتریکی، باعث پدیدآمدن جریان‌های پراکنده گردشی در رسانا می‌شود. این جریان‌ها، میدان مغناطیسی پدید می‌آورند که با تغییرات میدان مغناطیسی اولیه مخالفت می‌کند ([[قانون لنز]]) و از سوی دیگر، انرژی را در مقاومت رسانا به شکل گرما تلف می‌کنند.
هنگامی که یک رسانا نسبت به میدان به‌وجود آمده توسط یک منبع حرکت می‌کند، نیروهای محرکه الکتریکی (EMF) می‌توانند در اطراف حلقه‌های داخل رسانا تولید شوند. طبق قانون القایی فارادی، EMF اعمال بر [[مقاومت مواد]] یک جریان در اطراف حلقه (سیم‌پیچ) تولید می‌کنند. این جریان‌ها انرژی را اتلاف می‌کنند و یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنند که با ایجاد تغییرات در میدان مقابله می‌کند.
 
جریان‌های گردشی در رسانا به خاطر این است که [[نیروی لورتنس|نیروی لورنتس]] به‌طور عمود بر حرکت الکترون‌ها بر آن‌ها وارد می‌شود.
هنگامی که یک رسانای متحرک با تغییراتی در میدان مغناطیسی به‌وجود آمده توسط یک رسانای ثابت مواجه می‌شود نیز هنگامی که یک رسانای راکد با میدان مغناطیسی متغیر مواجه می‌شود جریان‌های گردابی به‌وجود می‌آیند. هر دو در هنگامی وجود دارند که یک رسانا از یک میدان مغناطیسی متغیر حرکت می‌کند همانطوری که این مورد در لبه‌های بالا و پایین ناحیه مغناطیسی در نمودار نشان داده شده‌است. جریان‌ها گردابی در هر جایی که یک رسانا دچار تغییر در رشدت یا جهت میدان مغناطیسی در هر نقطه داخلش شود (نه فقط در مرزها) به‌وجود می‌آیند.
 
جریان‌های گردابی، باعث اتلاف‌ مقاومتی و در نتیجه، تولید گرما می‌شوند و در بسیاری از وسایل،. گرما کارایی ترانسفورماتورها و [[موتورهای الکتریکی]] را کاهش می‌دهد. جریان‌های گردابی در این وسایل با انتخاب مواد [[هسته مغناطیسی]] به حداقل می‌رسند که رسانایی الکتریکی کمی دارد یا از لایه لایه کردن (laminating) استفاده می‌کنند. جریان نمی‌تواند از شکاف عایق بین لایه‌ها عبور کند. بارها در مرزهای لایه جمع می‌شوند (در فرایند مشابه [[اثر هال]]) و میدان‌های الکتریکی را تولید می‌کنند که با هر تجمع دیگر بار مقابله می‌کنند و جریان‌ها گردابی را متوقف می‌کنند. فاصله کمتر لایه‌ها (مثلاً تعداد بیشتر لایه‌ها در هر واحد، عمود با میدان اعمال شده) موجب سرکوبی بیشتر جریان‌ها گردابی می‌شود.
وضعیت [[جریان چرخشی|جریان گردشی]] در رسانا به خاطر این است که در الکترون‌ها [[نیروی لورتنس|نیروی لورنتس عمود]] بر حرکت آنها اعمال می‌شود بنابراین، بنابر جهت میدان به سمت چپ یا راستشان تغییر مسیر می‌دهند و مقاومت میدان افزایش یا کاهش می‌یابد. مقاومت رسانا فراوانی جریان‌ها گردابی را از بین می‌برد و همچنین مسیرهای آنها را تقویت می‌کند. [[قانون لنز]] این واقعیت را نشان می‌دهد که جریان به صورتی می‌چرخد تا یک میدان مغناطیسی القائی را ایجاد کند و این میدان مغناطیسی با پدیده‌ای که ایجاد کرده‌است مقابله می‌کند. در مورد میدان اعمال شده متغیر، میدان القاء شده همیشه در جهت مخالف با میدان اعمال شده‌است. هنگامی که مقاومت یک میدان بیرونی متغیر افزایش می‌یابد همین وضعیت وجود خواهد داشت. هنگامی که مقاومت میدان متغیر کاهش می‌یابد، میدان القاء شده در جهت میدان اعمال شده خواهد بود تا با افت مقاومت مقابله کند.
 
جریان‌های گردابی، باعث اتلاف‌ مقاومتی و در نتیجه، تولید گرما می‌شوند و در بسیاری از وسایل، گرما کارایی ترانسفورماتورها و [[موتورهای الکتریکی]] را کاهش می‌دهد. جریان‌های گردابی در این وسایل با انتخاب مواد [[هسته مغناطیسی]] به حداقل می‌رسند که رسانایی الکتریکی کمی دارد یا از لایه لایه کردن (laminating) استفاده می‌کنند. جریان نمی‌تواند از شکاف عایق بین لایه‌ها عبور کند. بارها در مرزهای لایه جمع می‌شوند (در فرایند مشابه [[اثر هال]]) و میدان‌های الکتریکی را تولید می‌کنند که با هر تجمع دیگر بار مقابله می‌کنند و جریان‌ها گردابی را متوقف می‌کنند. فاصله کمتر لایه‌ها (مثلاً تعداد بیشتر لایه‌ها در هر واحد، عمود با میدان اعمال شده) موجب سرکوبی بیشتر جریان‌ها گردابی می‌شود.
 
== کاربرد جریان‌های گردابی ==