Магнитное демпфирование

Магнитное демпфирование — это форма демпфирования , которая возникает, когда магнитное поле (т. е. магнит ) проходит некоторое расстояние через электрический проводник или мимо него (или наоборот).

Определение

Когда магнитное поле движется через проводник, это движение вызывает вихревой ток в проводнике. Поток электронов в проводнике немедленно создает противоположное магнитное поле, которое приводит к демпфированию магнита и выделению тепла внутри проводника, аналогичному накоплению тепла внутри шнура питания во время использования. Количество энергии, передаваемой проводнику в виде тепла, равно изменению кинетической энергии, теряемой магнитом – чем больше потеря кинетической энергии магнита (произведение его массы и скорости), тем больше тепла накопление в проводнике и более сильный эффект затухания. Вихревые токи, индуцированные в проводниках, становятся намного сильнее, когда температура приближается к криогенному уровню. Это обеспечивает критическое демпфирование для криогенных применений и испытаний в аэрокосмической промышленности.

Уравнение

Дифференциальное уравнение движения магнита, падающего вертикально через проводник или рядом с ним, где «M» — масса магнита, «K» — коэффициент демпфирования, «v» — скорость, «g» — сила тяжести и «а». " — ускорение магнита:

$Ma=Mg-Kv$

По мере увеличения гравитационного притяжения ускорение магнита при его падении будет иметь тенденцию к увеличению, за исключением той степени, в которой коэффициент демпфирования, испытываемый магнитом (из-за проводника), увеличивается, в сочетании с тем, что скорость магнита также увеличивается . - У магнита, движущегося или падающего быстро, ускорение (т. е. увеличение скорости при падении) будет меньше, чем у магнита, движущегося или падающего медленнее, и это влияние на ускорение будет еще более выраженным, если коэффициент затухания проводника будет высокий.

Использование

• Демпфирование стрелки компаса
• Торможение автомобиля
• Торможение на американских горках
• Торможение лифта
• Крутящий момент, зависящий от скорости (который, приложенный к винтовой пружине, образует механический спидометр )
• Счетчики электроэнергии
• Стабилизация механических приборов, таких как весы , спидометры и гальванометры.
• Демпфирование, близкое к критическому, при криогенных температурах

См. также

• Вращение Араго наблюдалось в 1824 году.
• Вихретоковый тормоз