- Trang chủ >>
- Khoa Học Tự Nhiên >>
- Vật lý
Dòng điện xoáy và từ trễ trong lõi thép ppsx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (91.87 KB, 6 trang )
Dòng điện xoáy và từ trễ
trong lõi thép
Dòng điện Foucalt, hay dòng điện Phucô hoặc dòng điện xoáy, là hiện
tượng dòng điện sinh ra khi ta đặt một vật dẫn điện vào trong một từ trường
biến đổi theo thời gian hay vật dẫn chuyển động cắt ngang từ trường. Nhà
vật lý người Pháp Léon Foucault (1819-1868) là người đầu tiên đã chứng
minh sự tồn tại của các dòng điện cảm ứng trong vật dẫn nhờ tác dụng của
một từ thông biến thiên.
Nguyên nhânvật lý gâynên dòng điện Foucault chính là lực Lorentz haylực
điện tươngđối tính tác động lên các hạt tích điện có thể chuyểnđộng tự do trong
vật dẫn.
Dòngđiện Foucaultluôn chốnglại nguyên nhân gây ranó, theo định luật Lenz. Nó
tạo ra một cảm ứng từ có từ thông ngược nhằm chống lại sự biến thiêncủa từ
thông đã tạo ra nó; hoặc tươngtác với từ trường tạo ranó gây ralựccơ học luôn
chống lại chuyển động củavật dẫn.
Dòngđiện Foucaultcũnglà mộthiệu ứngvật lý, trongnhiều hiệu ứng liên quan
đến cảmứng điện từ,có nhiều ứng dụnghay ý nghĩa thực tiễn. Nó cũng cóchung
bản chất với hiệu ứngbề mặt trongcác dây dẫnđiện xoaychiều.
Foucaultđã làm thí nghiệm sauđể khám phá radòng điện mangtên ông:
1. Ông quaymột đĩa kim loại quanh mộttrụckhông ma sát. Đĩa quay mộtlúc lâu.
2. Ông lặp lại thí nghiệm trên,nhưng đặt đĩa kim loại trong mộttừ trường mạnh.
Đĩa nhanhchóngdừng lại khi được đưavào từ trường,và đồng thời bị nóng lên.
Thí nghiệmtrên có thể giải thích như sau: Các hạt tích điện có thể chuyểnđộng tự
do trongđĩa kimloại (cụ thể là electron),chuyển động,cùng với đĩa, trongtừ
trường sẽ chịulực Lorentz gâyra bởi từ trường, làm lệch quỹ đạo chuyển động.
Điều nàycũngcó nghĩa làcác hạt tích điện này sẽ chuyển động tươngđối so với đĩa
tạo ra dòng điện xoáy, dòng điện Foucault,trong đĩa. Dòngđiệnnày bị cản trở bởi
điện trở của đĩa và sinhra nhiệt lượnglàm nóngđĩa. Theo định luật bảo toàn năng
lượng, động năng của đĩa đang quayđược chuyển hóa thành nhiệt năngcủa nó, và
đĩa buộc phảiquay chậm lại khi nóng lên.
Trongcác máy biến thế và động cơ điện, lõi sắt củachúng nằm trong từ trường
biến đổi. Trong lõi có các dòng điện Foucaultxuất hiện. Dohiệu ứng Joule-Lenz,
năng lượngcủa cácdòng Foucaultbị chuyển hóa thành nhiệt làm máy nhanhbị
nóng,một phần năng lượng bị hao phí và làm giảm hiệu suất máy.
Để giảm tác hạinày, người ta phải giảm dòng Foucault xuống. Muốn vậy, ngườita
tăng điện trở của cáclõi. Người ta khôngdùng cả khối sắt lớn làmlõi màdùng
nhiều lásắt mỏngđượcsơn cách điệnvà ghép lại vớinhau sao cho cáclát cắtsong
song với chiều của từ trường. Dòngđiện Foucaultdođó chỉ chạy trong từnglá
mỏng.Vì từng lá đơn lẻ có kích thước nhỏ, do đó có điệntrở lớn, nên cường độ
dòngđiện Foucaulttrongcác lá đó bị giảm đi nhiều so với cườngđộ dòng Foucault
trong cả khối sắtlớn. Vì vậy, năng lượngđiệnbị haophí cũnggiảm đi. Đó là lý do
tại saocác máybiếnthế truyền thống thườngdùng các lõi tôn silic(sắt silic)được
cán mỏngbởi chúngcó điện trở suấtsẽ làm giảm thiểu tổn haodo dòng Foucault;
hoặc cáclõi biếnthế hiện nay sử dụngcác vật liệu từ mềm đặc biệt là hợp kim tinh
thể nanocó điện trở suất cao.Trong kỹ thuật cao tần vàsiêu cao tần, người ta bắt
buộcphải sử dụng lõi dẫn từ là các vật liệu gốm ferit có điện trở suất cao làm tổn
hao Foucaultđược giảmthiểu.
Từ trễ làhiện tượngbất thuận nghịchgiữa quá trìnhtừ hóa và đảo từ ở các vật liệu
sắt từ do khả năng giữ lại từ tính của các vật liệu sắt từ. Hiện tượng từ trễ là một
đặc trưng quantrọng vàdễ thấy nhấtở các chất sắt từ.
Hiện tượng từ trễ đượcbiểu hiện thôngqua đường congtừ trễ (Từ độ - từ trường,
M(H) hayCảmứng từ - Từ trường, B(H)),đượcmô tả như sau: saukhitừ hóa một
vật sắttừ đến một từ trường bất kỳ, nếu ta giảm dần từ trường và quaylạitheo
chiềungược, thì nó không quaytrở về đường cong từ hóa ban đầu nữa, mà đi theo
đườngkhác.Và nếu ta đảo từ theo một chu trìnhkín (từ chiềunày sangchiều kia),
thì ta sẽ có một đườngcong kín gọi là đường cong từ trễ hay chu trình từ trễ. Tính
chất từ trễ là một tínhchất nội tại đặc trưng củacác vật liệu sắt từ,và hiệntượng
trễ biểu hiện khả năng từ tính của của các chất sắt từ.
Âm thanh và ngưỡng nghe
TC- Sound Transmission Class (dB)
Độ truyền âm thanh (dB)
• Ví dụ: Vách ngăn có trị số cách âm STC=57, có nghĩa là âm thanh đến có mức
cường độ ví dụ là 80dB, khi qua vách ngăn, âm thanh bị cản lại 57dB và
truyến qua
vách ngăn (80dB-57dB)= 23dB
• 2 lớp khung so le, 2 lớp thạch cao 12,5 mm, sử dụng bông thủy tinh: 57 - 70
STC
• 1 lớp khung, 2 lớp thạch cao 12,5 mm, sử dụng bông thủy tinh: 47 - 51 STC
• 1 lớp khung, 1 lớp thạch cao 12,5 mm, sử dụng bông thủy tinh: 39 - 45 STC
Bản chất âm thanh là gì?
- Âm thanh đượctruyền đi dưới dạngsóng cơ học
(sóngâm)
- Sóng âm truyền đượctrong môi trường:
• Không khí
• Chấtlỏng
• Chấtrắn
• Hoàntoàn không truyền đượctrongmôi
trường chân không
- Sóng âm truyền tới tai, nén vào màngnhỉ, làm
màng nhỉ daođộng cùng tần số nguồn => tạo ra
cảm giác âmthanh trong tai khitần số sóng đạtđến
một độ lớn nhất định.
Ngưỡng nghe âm thanh là gì?
- Tai người có thể ngheđược âmthanhcó tần số từ 16
-20.000Hz
- Ngưỡngnghe của âm thanh phụ thuộc vào tần số, cường độ
của âm:
- Vd: 2 âm cócùng cường độ 10-7 w/m2
Tần số 1000 Hz =>là một âm khá “to” nghe rõ
Tần số 50 Hz => là mộtâm rất “nhỏ” chỉ hơi nghe thấy
- Tai người ngherõ nhất cho các âm nằm trongmiền
1000 - 5000Hz
- Vận tốc truyềnâm phụ thuộc vào vật liệu vàmật độ của môi
trường (Vchấtrắn > Vchất lỏng > Vchất khí)
Làm sao để xác định ngưỡng nghe của âm thanh?
- Ngưỡngnghe của âm thanh phụ thuộc vào tần số, cường độ của
âm, khó xác định
- Nhà vật lý Mỹ A.G BEN (1847-1922) đã nghiêncứu sự thụ cảm
âm thanh.
- Tênông đượcđặtcho mức cường độ âm (BEN)
- Công thức xác định mứccườngđộ âm:
- L(dB)= 10lg (I/I0), trongđó:
I: là gía trị tuyệt đối của cường độ âm
I0: là gíatrị của cường độ âm chuẩn (tần số 1000Hz)
- Từ công thứctrên tacó được miền nghecủa tai người:
có mứccường độ âm từ 0 - 120 dB
Thiết bị tiêu âm
Trongkỹ thuật điều hoà không khí người ta thường sử dụng cácthiết bị tiêu
âm nhằm giảm âm thanhphátra từ các thiết bị và dòng khôngkhí chuyển động
truyền đến khu vực xungquanhvà đặcbiệt là truyền vào phòng.
Đối với cácthiết bị nhỏ như các quạt, FCu và AHU người ta bọc kínthiết bị
bằngcác hộp tiêu âm để hút hếtcác âmthanhphát xạ từ thiết bị không để chúng
lan truyền ra chungquanh.
Đối với các AHUlớn, phòng máy Chillerngười ta đặt trong các phòng máykín có
bọc cách âm.
Đối với dòng khôngkhí người ta sử dụng các hộptiêu âmđặt trên đường đi. Các
hộp tiêu âm này có nhiệm vụ hút hết âmlantruyền theodòngkhôngkhí chuyển
động. Dưới đâytrình bày cấu tạo của hộp tiêu âm đặttrên đườngống.
Trênhình là cấu tạo của hộp tiêu âm thườngđược sử dụng trong kỹ thuật điềuhoà
khôngkhí.
Cấu tạo của hộp tiêu âm gồmcác lớpsau đây (kể từ trong rangoài) :
- Lớptôn có đựclỗ đườngkính 6, a=20mm
- Lớpvải mỏng
- Lớpbông hútâm
- Lớptôn vỏ ngoài
Hộp tiêu âmđược địnhhình nhờ khung gỗ baoquanh .Độ dày Dcủa lớp bông thuỷ
tinh nằmtrongkhoảng 100- 300mm.Độ dày càng lớn khả năng hút âmcàng tốt.
Lớptrong cùnglà lớp tôn đục lỗ ,các lỗ có tácdụng hút âm thanh,trong một số
trường hợp ngườitasử dụnglứới sắt hoặc lưới nhựađể thay thế.
