08. ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ – ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΣ ΤΑ ΔΙΝΟΡΕΥΜΑΤΑ 08.11

ΣΤΟΧΟΙ Σ’ αυτό το μάθημα θα μάθουμε: Τι είναι και πώς δημιουργούνται τα δινορεύματα. Να εξηγούμε γιατί μεταλλικές επιφάνειες που βρίσκονται σε μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο θερμαίνονται. Τρόπους με τους οποίους εκμεταλλευόμαστε τα δινορεύματα. Με ποιον τρόπο αντιμετωπίζουμε τα δινορεύματα στους ηλεκτρικούς κινητήρες και τους μετασχηματιστές.

Τι είναι τα δινορεύματα και πώς δημιουργούνται Τα δινορεύματα είναι επαγωγικά ρεύματα που δημιουργούνται σε μεταλλικά σώματα, όταν βρίσκονται σε μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Τα δινορεύματα κινούνται σε κλειστές τροχιές μέσα στο υλικό. ΠΕΙΡΑΜΑ Έλασμα αλουμινίου μεταξύ των πόλων ηλεκτρομαγνήτη Αν μεταξύ των πόλων ενός ηλεκτρομαγνήτη στερεώσουμε ένα εκκρεμές από έλασμα αλουμινίου, όπως φαίνεται στο σχήμα, και εκτρέψουμε το έλασμα από τη θέση ισορροπίας, χωρίς να έχουμε τροφοδοτήσει τον ηλεκτρομαγνήτη με ηλεκτρικό ρεύμα, αυτό αρχίζει να ταλαντώνεται ελεύθερα.

Τροφοδοτούμε τον ηλεκτρομαγνήτη από πηγή Συνεχούς Τάσης και επαναλαμβάνουμε τη διαδικασία. Δηλαδή εκτρέπουμε το έλασμα και το αφήνουμε να κινηθεί μεταξύ των πόλων του ηλεκτρομαγνήτη. Παρατηρούμε ότι η ταλάντωση του ελάσματος σταματά πολύ γρήγορα μέσα στο μαγνητικό πεδίο. Το αλουμίνιο δεν είναι σιδηρομαγνητικό υλικό. Είναι όμως υλικό που άγει το ηλεκτρικό ρεύμα, μιας και είναι μέταλλο. Οι δυνάμεις που ασκούνται για να σταματήσουν την ταλάντωση του ελάσματος σίγουρα έχουν σχέση με την παρουσία του μαγνητικού πεδίου του ηλεκτρομαγνήτη όμως δεν είναι δυνάμεις που ασκεί το μαγνητικό πεδίο στο υλικό αφού αυτό δεν είναι σιδηρομαγνητικό.

Γνωρίζουμε ότι, όταν αγώγιμο σώμα κινείται μέσα σε μαγνητικό πεδίο, επάγεται σ’αυτό ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή. Όταν το σώμα έχει μεγάλη επιφάνεια, τότε η ηλεκτρεγερτική αυτή δύναμη βραχυκυκλώνεται μέσα στον ίδιο τον αγωγό. Τα ρεύματα που δημιουργούνται με τη βραχυκύκλωση αυτή, ονομάζονται Δινορεύματα. Γενικά, τα Δινορεύματα δημιουργούνται σε μεταλλικά σώματα στα οποία επάγεται ηλεκτρεγερτική δύναμη από επαγωγή. Δηλαδή Δινορεύματα θα δημιουργηθούν σε μεταλλικά σώματα που ευρίσκονται μέσα σε μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Στην περίπτωση μας, τα δινορεύματα που κυκλοφορούν στο έλασμα δημιουργούν το δικό τους μαγνητικό πεδίο το οποίο αντιδρά με το μαγνητικό πεδίο του ηλεκτρομαγνήτη προκαλώντας την πέδηση (το σταμάτημα) του εκκρεμούς (βλέπε “Νόμος του Λεντς”)

Δινορεύματα στο εκκρεμές Στο σχήμα φαίνονται τα ρεύματα αυτά, που κινούνται σε κλειστές τροχιές μέσα στο υλικό, γι’ αυτό ονομάζονται Δινορεύματα Δινορεύματα στο εκκρεμές Τα δινορεύματα έχουν ως αποτέλεσμα την παραγωγή θερμότητας, που αποτελεί απώλεια ενέργειας. Όσο πιο μεγάλες είναι οι διαστάσεις του σώματος τόσο πιο μεγάλα είναι τα δινορεύματα.

Αντιμετώπιση των δινορευμάτων Σε συσκευές με σιδηροπυρήνα, που λειτουργούν με εναλλασσόμενη τάση, παράγονται επίσης δινορεύματα. Τέτοιες συσκευές είναι οι μετασχηματιστές και οι κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος. Τα δινορεύματα θα προκαλούσαν στις συσκευές αυτές μεγάλες απώλειες, αν δεν παίρναμε κάποια μέτρα. Στις συσκευές που ο πυρήνας αποτελείται από σιδηρομαγνητικό υλικό, για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα των δινορευμάτων, κατασκευάζονται οι πυρήνες από πολλά φύλλα σιδηρομαγνητικού υλικού που είναι μονομένα μεταξύ τους με ειδικό βερνίκι. Τα δινορεύματα δεν μπορούν να περάσουν από το ένα φύλλο στο άλλο και περιορίζονται έτσι πολύ οι απώλειες.

Ωφέλιμες εφαρμογές των δινορευμάτων Τα δινορεύματα όμως έχουν και ωφέλιμες εφαρμογές. Σε συσκευές που χρησιμοποιούν περιστροφική κίνηση και έχουν μεγάλη αδράνεια, δηλαδή η κίνηση συνεχίζεται ακόμη και μετά τη διακοπή της ρευματοδότησης του κινητήρα, τα δινορεύματα χρησιμοποιούνται για το γρήγορο σταμάτημα της κίνησης. Όταν διακοπή η τροφοδοσία του κινητήρα της συσκευής με ηλεκτρικό ρεύμα, τότε ενεργοποιείτε ένας ηλεκτρομαγνήτης που δημιουργεί δυνορεύματα στα περιστρεφόμενα μέρη και επιτυγχάνεται έτσι το γρήγορο σταμάτημα της. Παράδειγμα τέτοιας συσκευής είναι το δισκοπρίονο. Άλλη ωφέλιμη εφαρμογή των δινορευμάτων γίνεται στους επαγωγικούς φούρνους. Τοποθετούμε το μέταλλο που θέλουμε να θερμάνουμε, μέσα στο εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο του φούρνου. Το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο του φούρνου προκαλεί τη δημιουργία δυνορευμάτων στο μέταλλο και αυτό με τη σειρά του θερμαίνεται.

ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ 1. Αναφέρατε που και πως δημιουργούνται τα δινορεύματα. 2. Τι μπορούμε να κάνουμε, ώστε να περιορίσουμε τα δινορεύματα;

ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ ΤΑ ΔΙΝΟΡΕΥΜΑΤΑ Τα δινορεύματα είναι επαγωγικά ρεύματα που δημιουργούνται σε μεταλλικά σώματα, όταν βρίσκονται σε μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο. Τα δινορεύματα κινούνται σε κλειστές τροχιές μέσα στο υλικό. ΤΑ ΔΙΝΟΡΕΥΜΑΤΑ Όσο πιο μεγάλες είναι οι διαστάσεις του σώματος τόσο πιο μεγάλα είναι τα δινορεύματα. Στις συσκευές που ο πυρήνας αποτελείται από σιδηρομαγνητικό υλικό, για να αντιμετωπιστεί το πρόβλημα των δινορευμάτων, κατασκευάζονται οι πυρήνες από πολλά φύλλα σιδηρομαγνητικού υλικού που είναι μονομένα μεταξύ τους με ειδικό βερνίκι.