와전류 효과: 와전류 효과의 원인, 장점, 단점 및 제어

와전류의 원인
코일 회로의 자속이 변하면 코일에 유도 기전력이 발생하고, 회로에도 유도 전류(코일을 통과하는 자속의 변화에 ​​의해 발생하는 유도 기전력)가 발생합니다. 변화하는 자기장 속에 도체를 놓거나 자기장에 상대적으로 이동하면 도체의 내부 부분이 폐루프를 형성할 수 있고, 이 루프를 통과하는 자속이 변하기 때문에 도체에도 유도 전류가 발생합니다. 이 전류는 자동으로 도체의 소용돌이에 가까워지므로 이를 와전류(Eddy Current) 또는 줄여서 와전류(Eddy Current)라고 합니다.

와전류 효과의 장점과 단점

그림 (a)에서 볼 수 있듯이 도체의 저항이 낮기 때문에 일반적으로 와전류가 큽니다. 전류의 열 효과로 인해 와전류로 인해 도체가 가열되어 에너지를 소비할 수 있으므로 와전류는 때때로 해로울 수 있습니다. 예를 들어, 변압기, 전기 모터, 발전기의 교류 자기장을 통해 철심에 와전류가 생성될 수 있습니다. 와전류는 철심에 열을 발생시켜 손실(흔히 철손이라고 함)을 일으키고 장비에 열을 발생시킵니다. 온도가 상승하고 절연재가 노화되기 쉬우므로 변압기, 전동기, 발전기의 수명이 단축되고 심지어 파손될 수도 있습니다.
와전류는 다양한 모터와 변압기에 해롭지만 사용될 수도 있습니다. 예를 들어, 합금 제련 공장에서 일반적으로 사용되는 고주파 유도로는 금속 도체 블록에서 발생하는 와전류를 사용하여 금속을 녹입니다.
전기 기술자의 측정 장비에서는 판독값을 빠르게 읽을 수 있도록 포인터 스윙을 빠르게 중지해야 합니다(예: 전류계, 전압계 등). 이 목표를 달성하려면 전류계 코일을 알루미늄 프레임에 감아야 합니다. 측정된 전류가 코일을 통과하면 코일이 포인터와 알루미늄 프레임을 구동하여 함께 회전합니다. 알루미늄 프레임이 자기장 내에서 회전하면 와전류가 생성됩니다. 와전류에 대한 자기장의 힘은 스윙을 방해하므로 포인터가 판독 위치를 빠르고 안정적으로 가리킵니다. 이는 와전류 효과(전자기 감쇠 효과)를 적용한 것입니다. 전기 감쇠는 전기 기관차의 전자기 브레이크에도 일반적으로 사용됩니다.
 

와전류 영향을 줄이기 위한 제어

위 그림(b)와 같이 와전류 손실을 줄이기 위해 전동기, 발전기, 변압기, 교류 전자석 등의 기기의 철심 소재에서는 철심 전체를 사용하지 않고 적층 처리하고 있다. 표면에 절연도료를 코팅한 규소강판을 사용합니다. 이는 규소강에 철심의 전기 저항률을 향상시킬 수 있는 2-5% 규소가 포함되어 있기 때문입니다. 또한, 철 시트 사이의 절연은 와전류를 좁은 얇은 시트로 제한합니다. 회로 저항이 높고 와전류가 크게 감소하여 와전류의 존재가 크게 감소합니다.