تحقیق جریان گردابی

توضیحات

عنوان: جریان گردابی

تشریح جریان گردابی

اثر سطحی

کاربردها

عامل بلند شدن (Lift-off)

اثر لبه جریان گردابی

اثر پوسته جریان گردابی

ضخامت نمونه جریان گردابی

فرکانس بازرسی

گپ

ساختمان پراب ها

قطعات مرجع

تست جریان گردابی

مبانی تست جریان گردابی (فوکو)

کاربرد تست جریان گردابی مراجع

 

جریان گردابی

در فیزیک جریان گردابی یا جریان فوکو به جریان الکتریکی گویند که در یک رسانا، در اثر یک میدان مغناطیسی متغیر و یا در حال حرکت، و یا در اثر حرکت رسانا در میدان مغناطیسی، ایجاد می‌شود.

 

هنگامی که یک رسانا در معرض تغییر میدان مغناطیسی ناشی از جنبش نسبی منبع میدان و رسانا است یا بخاطر تغییرات میدان بوجود می‌آیند. این می‌تواند باعث ایجاد جریان گردش الکترون‌ها یا یک جریان در داخل رسانا شود. این گرداب‌های چرخشی جریان، میدان‌های مغناطیسی القایی را بوجود می‌آورند که با تغییر میدان مغناطیسی اولیه بخاطر قانون لنز مقابله می‌کنند و باعث ایجاد نیروهای دافعه یا جاذبه بین رسانا و مغناطیس می‌شوند. میدان مغناطیسی اعمال شده را قوی‌تر می‌کند یا رسانایی الکتریکی رسانا را افزایش می‌دهد یا میدانی را سریع‌تر می‌کند که رسانا در معرض تغییرات قرار گرفته‌است سپس جریانات بوجود آمده و میدان مخالف را بزرگتر می‌کند.

 

اصطلاح جریان گردابی از جریانات مشابه در آب گرفته شده‌است این جریانات در هنگام پارو زدن در آب بوجود می‌آیند. نواحی موضعی تلاطم به نام گرداب‌ها در گرداب‌های مداوم بوجود می‌آیند.

 

جریانات گردابی مانند تمام جریانات الکتریکی گرما و نیز نیروهای الکترومغناطیسی تولید می‌کنند. گرما را می‌توان برای گرمایش القایی تحت کنترل درآورد. نیروهای الکترومغناطیسی را می‌توان برای شناوری، ایجاد حرکت یا ایجاد یک تأثیر عایقی قوی بکار برد. جریانات گردابی همچنین تأثیرات نامطلوبی دارند از جمله اتلاف توان در مبدل‌ها، کاربرد آنها با صفحه‌های نازک توسط لایه لایه سازی رساناها یا جزئیات دیگر ی از شکل رسانا به حداقل می‌رسند.

 

جریانات گردابی خودالقایی مسبب اثر سطحی در رساناها هستند. از اثر سطحی می‌توان برای تست غیرمخرب ویژگی‌های هندسی مواد از جمله ترک‌های کوچک استفاده کرد. یک تأثیر مشابه، اثر نزدیکی می‌باشد که توسط جریانات گردابی القاء شده بیرونی به وجود می‌آید.

 

اولین شخصی که جریانات گردابی را مشاهده کردفرانسوا آراگو (۱۸۵۳-۱۷۸۶) بیست و پنجمین رئیس جمهور فرانسه بود او همچنین ریاضیدان، فیزیکدان و منجم بود. در سال ۱۸۲۴ او چیزی را که کشش چرخشی نام دارد، مشاهده کرد و واقعیتی را دریافت که اکثر اجسام می‌توانند مغناطیسی شوند. این کشف رامایکل فارادی(۱۸۶۸-۱۷۹۱) تکمیل کرد و به طور مفصل توضیح داد.

 

در سال ۱۸۳۴، هنریک لنز، اصلی را بیان کرد که تعریف می‌کند چگونه ویژگی‌های اشیاء آزمایشی به سیستم آزمایشی مرتبط می‌شوند. قانون لنز بیان می‌کند که جهت جریان در شیء آزمایشی باید به طوری باشد که میدان مغناطیسی آن با میدان مغناطیسی مقابله کند که مسبب جریان جاری در شیء آزمایشی است. منظور اینست: جریانات گردابی توسط ایجاد جریان ثانویه که بخشی از جریان سیم پیچ را حذف می‌کند (معادل بزرگی و فاز جریان بوجود آمده توسط جریانات گردابی است) با سیم پیچ آزمایشی ارتباط برقرار می‌کند. لئون فوکو فیزیکدان فرانسوی (۱۸۶۸-۱۸۱۹) با کشف جریانات گردابی شهرت یافت. در سپتامبر سال ۱۸۵۵ او کشف کرد که نیروی لازم برای چرخش یک دیسک مسی هنگامی بزرگتر می‌شود که مجبور شود با لبه‌هایش بین قطب‌های آهنربا بچرخد، در همین هنگام دیسک توسط جریان گردابی القاء شده در فلز داغ می‌شود. اولین کاربرد جریان گردابی برای تست غیرمخرب در سال ۱۸۷۹ بود هنگامی که دی.ای. هاگز از این اصول برای انجام تست‌های تطبیقی مربوط به فن استخراج و ذوب فلز استفاده کرد.

 

 

تشریح جریان گردابی

هنگامی که یک رسانا نسبت به میدان بوجود 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.

 

هنگامی که یک رسانای متحرک با تغییراتی در میدان مغناطیسی بوجود آمده توسط یک شیء راکد مواجه می‌شود نیز هنگامی که یک رسانای راکد با میدان مغناطیسی متغیر مواجه می‌شود جریان‌های گردابی بوجود 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. جریانات گردابی در هر جایی که یک شیء رسانا دچار تغییر در رشدت یا جهت میدان مغناطیسی در هر نقطه داخلش شود (نه فقط در مرزها) بوجود می‌آیند.

توجه:

برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.

لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق