Wirbelstrom - Definition
Wirbelstrom - Definition
Der Eddy-Strom ist eine Art induzierter elektrischer Strom, der in leitenden Materialien aufgrund eines magnetischen Wechselfeldes entsteht, das das Volumen eines bestimmten Leiters durchquert. Nach dem Faradayschen Induktionsgesetz erzeugt die zeitliche Änderung des magnetischen Flusses elektromotorische Kräfte, die in einem geschlossenen Kreislauf oder einer Leiterstruktur zu einem zirkulierenden Strom elektrischer Ladungen führen. Diese Ströme haben die Form von rotierenden Strömen - daher ihr Name - und sind immer so gerichtet, dass sie der Änderung des Feldes, die sie verursacht hat, entgegenwirken (Lenzsche Regel).
Das Phänomen der Wirbelströme tritt in massiven, nicht isolierten Leitern wie Transformatorenkernen, Motoren, Metallgehäusen oder elektromagnetischen Bauteilen auf. Ihr Vorhandensein führt zu lokalen Energieverlusten in Form von Wärme, die zur Überhitzung von Bauteilen, zur Verringerung des Wirkungsgrads und zu Interferenzen mit elektromagnetischen Geräten führen können. Um diese unerwünschten Effekte zu minimieren, werden Techniken zur Verringerung ihrer Bildung eingesetzt, z. B. das Laminieren von Kernen, die Verwendung von pulverförmigen magnetischen Materialien oder die Gestaltung von Leitergeometrien zur Verringerung von Bereichen mit eingeschränktem Fluss.
Obwohl sie meist als Verlustquelle behandelt werden, können Wirbelströme auch nützlich sein. Ihr Vorhandensein wird in der berührungslosen Bremstechnik (z. B. elektromagnetische Bremsen), bei der Induktionserwärmung, bei der Erkennung von Materialfehlern und bei bildgebenden Verfahren und Leiterprüfungen - wie der Impedanztomographie oder der zerstörungsfreien Stromprüfung - genutzt. Ihre Intensität hängt von der Frequenz des Feldes, der elektrischen Leitfähigkeit des Materials und seiner geometrischen Größe ab.
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