Eddy akımı (girdap akımları ya da Foucault akımı da denilmektedir) Faraday’ın indüksiyon kanunundan dolayı, manyetik alan değiştiğinde iletkenlerin içerisinde oluşan çembersel elektrik akımıdır. Eddy akımı kapalı bir döngünün içerisinde, manyetik alana dik düzlemlerde akar. Sabit bir iletkenin içerisinde; AC elektromıknatıs veya trafo kullanılarak oluşturulmuş, zamana bağlı değişen bir manyetik alan ile veya sabit bir mıknatısa göre hareketli bir iletken ile oluşturulabilirler. Belirli bir çerçeve içerisinde oluşan akımın büyüklüğü; manyetik alanın büyüklüğü, çerçevenin alanı, çerçevenin içerisinde oluşmuş manyetik akının anlık değişim miktarı ile doğru, üzerinde aktığı maddenin iç direnciyle ters orantılıdır.
Eddy akımı Lenz yasasından dolayı, kendisini oluşturan manyetik alana karşı bir manyetik alan oluşturur, yani kendisini oluşturan manyetik alan değişimine karşı koyar. Örneğin, yüzeyinde oluşan Eddy akımı nedeniyle, iletken bir yüzey, yakınlarında hareket eden bir mıknatısa çekme kuvveti uygulayabilir. Bu etki Eddy akımı frenlerinde aktif olarak kullanılmaktadır. Bu fren, dönen nesneleri, cihazı kapattığımızda hızlı bir şekilde durdurmamızı sağlar. Direnç üzerinde akan akımın ısı olarak enerji kaybına sebep olması yüzünden; Eddy akımı, altenatif akım indüktörleri, trafoları, elektrik motorları ve elektrik jeneratörlerindeki enerji kaybının önemli nedenlerinden biridir. Bunları engellemek amacıyla katmanlanmış manyetik çekirdekler kullanılmaktadır. Eddy akımı ayrıca indüksiyon fırınlarında nesneleri ısıtmak amacıyla, metal nesnelerdeki çatlakları/kırıkları ve kusurlu kısımları tespit etmek amacıyla, kullanılmaktadır.
Kavramın kökeni
Eddy Akımı ifadesi, suda kürek çekerken oluşan analojik olarak benzeyen akımlardan ismini almaktadır. Kürek çekerken suda oluşan yerel türbülanslar, anlık kalıcı burkaçların oluşumuna yol açar. Eddy akımıysa iletkenin kendi indüktansı sebebiyle, analojik olarak benzer anlık kalıcı yükselmelere sebep olmaktadır.
Tarihi
Eddy akımını ilk gözlemleyen kişi Fransa'nın 25. cumhurbaşkanı ki kendisi aynı zamanda matematikçi, fizikçi ve gök bilimci olarak da çalışmaktaydı, François Arago’dur. Bu kişi 1824’te, ve fazla iletken nesnelerin manyetize olabileceğini gözlemlemiştir; Daha sonrasında bu buluşlar Michael Faraday tarafından tamamlanmış ve açıklanmıştır. 1834 yılında Heinrich Lenz, Lenz Yasası’nı açıklamıştır. Lenz Yasaları, bir iletken üzerinde indüklenmiş akımın, kendisini oluşturan manyetik alan değişimine karşıt yönde aktığını söyler. Eddy akımı, bu manyetik alana karşı çıkacak şekilde ikinci bir manyetik alan olşturur ve iletken üstündeki akıyı engelleyecek harici akıya sebep olur. Fransız fizikçi Léon Foucault, 1855’te, Eddy akımını bulan kişi olarak tarihe geçmiştir. 1855 Eylül’ünde, bakır bir diski çevirmek için gerekli gücün, normalde çevirmeye oranla, mıknatıslar arasına konulduğunda arttığını ve üstelik diskin çevrildikçe, içerisinde indüklenen Eddy akımından ötürü ısındığını tespit etmiştir. Eddy akımının yıkıcı olmayan bir testte ilk kez 1879'da kullanılmıştır. bu prensibi, testinde kullanmıştır.
Açıklama
Direnci sıfır olmayan bir iletkenin üzerindeki Eddy akımı, ısı ve elektromanyetik kuvvet oluşturabilir. Bu ısı indüksiyon fırınlarında, indüksiyon ile ısıtma yönteminde kullanılır. Bu elektromanyetik kuvvet ise havada tutma, hareket başlatma/sürdürme ya da kuvvetli bir fren işleminde kullanılır. Eddy akımının bu pozitif yönleri dışında istenmeyen yan etkileri de vardır, trafoların içerisindeki güç kaybı buna örnek olarak verilebilir. Bu tarz bir uygulamada ince katmanlardan oluşan plakaların üst üste sıralanması ve şekillerindeki oynamalarla bu etki en aza indirilebilir. İletkenin kendiliğinden oluşturduğu Eddy akımı, iletken üzerinde cilt etkisi denen olguya sebep olmaktadır. Bu etki maddelerin geometrik özelliklerini hasar vermeden test edebilmemizi sağlar, örneğin mikro çatlaklar bu yöntemle tespit edilebilir. Benzer diğer bir olguysa , bu etki dışarıdan oluşturulmuş Eddy akımından kaynaklanmaktadır. Bir iletken, ne zaman bir kaynak tarafından oluşturulmuş homojen olmayan bir manyetik alana girse, (EMF) iletkenin içerisindeki halkalarda oluşur. Bu kuvvetler, Faraday’ın indüksiyon kanununa göre iletkenin üzerinde dirence bağlı bir akım oluşturur. Enerji dağıtan bu akım eğer materyalin kendi indüktansı varsa kendisini oluşturan alanın değişimine ters yönde, ona karşı gelecek bir manyetik alan oluşturur. Eddy akımı bir iletken, kendisine etki eden manyetik alan değişikliğinden meydana gelmektedir. Şayet iletken sabit bir manyetik alan içerisinde hareket ediyor veya kendisine etki eden manyetik alan değişiyorsa, iletkenin üzerinde Eddy akımı oluşur. Her iki etkinin birleşimini, değişken bir manyetik alan içerisinde hareket eden bir iletken üzerinde gözlemek mümkündür, bu etkinin üst veya alt yüzeyde nasıl oluştuğunu diyagramdan görebilirsiniz. Eddy akımı, bir iletken ne zaman manyetik alanın yoğunluğu veya yönünde bir değişiklik olursa, içerisindeki her noktada meydana gelmektedir, sadece materyalin sınırlarında olmamaktadır. Bu iletkenin içerisinde sürekli dönen akım, kendi hareketlerine dik olarak maruz kalan elektronlardan kaynaklanmaktadır. Bu elektronlar sağa sola, uygulanmış olan alanın yönüne veya gücünün arttığı/azaldığı yöne doğru saparlar. İletkenin direnci, Eddy akımını sönümlerken, aynı zamanda yollarının düzgünleşmesini de sağlar. göre, bu akım kendisini oluşturan manyetik alana karşı çıkacak bir biçimde dalgalanır. Değişken manyetik alan durumunda, Eddy akımının oluşturduğu manyetik alan uygulanan değişime zıttır. Bu durum uygulanan alanın büyümesi durumu için, uygulanan alana zıt olacak şekilde manyetik alan oluştururken; uygulanan manyetik alanın belirli bir yönde azalması durumundaysa, Eddy akımı uygulanan manyetik alanla aynı yönde olacak şekilde bir manyetik alan oluşturmaya çabalar, diğer bir deyişle azalışa karşı çıkar. Bir nesne veya nesnenin bir parçası, eğer alana göre bir hareket varsa durgun ve sabit bir yönde alan yoğunluğuna maruz kalırkenv(Örneğin resimdeki merkezde gösterilmiş alan), şayet Eddy akımı nesnenin şekli itibarıyla hareket edemiyorsa istikrarsız bir alana maruz kalır. Bu tarz durumlarda, ilerleyemeyen yükler birikerek, statik elektrik potansiyel oluşumuna sebep olurlar ve bu daha sonrasında oluşacak diğer tüm akımları da kesecektir. Bu potansiyel başlarda az miktarda akımın oluşumuna sebep olabilir fakat bu akımlar geçici ve çok küçüktür.
Eddy akımı, direnç sebebiyle ısı veya kinetik enerji gibi farklı enerji formlarına dönüşen enerji kayıplarına yol açmaktadır. Bu , demir çekirdekli trafolar veya elektrik motorları gibi değişken manyetik alandan güç alan araçların verimliliğini düşürmektedir. Eddy akımı bu araçlarda düşük elektik iletkenliğe/yüksek dirence sahip materyaller seçilerek veya üst üste katmanlanmış (laminelenmiş) haldeki iletkenleri kullanarak azaltılmaya çalışılmaktadır. Elektronlar herhangi iki lamine arasındaki boşluktan geçemezler, bu sayede geniş çerçeveler içerisinde değil, daha küçük çerçeveler içerisinde döngülerini tamamlarlar. Yükler bu katmanların sınırlarında birikir. Bu yük, daha fazla yükün birikmesine engel olan bir elektrik alan oluşturur, bu sayede Eddy akımını baskılar. Birim alan içerisine, uygulanan manyetik alana dik olacak biçimde ne kadar çok lamine katman sığdırılırsa ve aralarındaki boşluk ne kadar ufak tutulursa, Eddy akımı o kadar çok baskılanabilir. Giren enerjinin ısıya dönüştürülmesi her zaman istenen bir şey değildir, ancak bazı pratik uygulamaları olabilir. Bu uygulamalardan bir tanesi bazı trenlerde kullanılan . Frenleme esnasında metal tekerlekler, bir elektromıknatıs tarafından üretilen manyetik alana maruz kalır ve üstlerinde Eddy akımı oluşturur. Bu Eddy akımı tekerleklerin içinden geçerken direnç yüzünden ısı açığa çıkar ve bu da tekerlerin yavaşlamasını sağlar. Tekerlekler ne kadar hızlı dönerse yavaşlatma etkisi de o kadar fazla olacaktır. Kısacası tren yavaşladıkça fren kuvveti de azalacak ve böylece daha yumuşak bir fren sağlayacaktır. , Eddy akımının kullanılarak metal nesnelerin ısıtılmasıdır.
Eddy akımının güç dağıtımı
Belirli varsayımlarla (Düzenli malzeme, düzenli manyetik alan, yüzey etkisinin olmaması vs.), Eddy akımı sebebiyle ince bir film üzerinde veya bir kabloda oluşan güç kaybı aşağıdaki formülle hesaplanabilir:
- P : Birim kütledeki güç kaybı (W/kg),
- Bp: Manyetik alanın en yüksek değeri (T),
- d : Filmin kalınlığı veya telin çapı(m),
- f : Frekans (Hz),
- k : İnce film için 1, ince tel için 2 olan katsayı,
- ρ : Malzemenin özdirenci (Ω m), ve
- D : Malzemenin özkütlesi (kg/m³).
Bu denklem sadece “yarı-durağan” denen durumda geçerlidir. (Mıknatıslanma frekansının yüzey etkisine sebep olmadığı; elektromanyetik dalganın tam olarak malzemenin içerisinden geçtiği durum)
Yüzey etkisi
Çok hızlı değişen manyetik alanlar malzemenin en iç kısımlarına kadar tümüyle giremezler. Bu “” yukarıdaki formülü geçersiz kılmaktadır. Fakat, artan bir frekans alan düzensiz olsa bile daima Eddy akımının da artmasına sebep olur. İyi bir iletkenin içerisindeki alanın nüfuz edebileceği uzaklık aşağıdaki formülle hesaplanmaktadır:
- δ :Nüfuz Derinliği(m),
- f :Frekans (Hz)
- μ : Malzemenin manyetik geçirgenliği(H/m), ve
- σ : Malzemenin iletkenliği (S/m).
Difüzyon denklemleri
Eddy akımının etkilerinin modellemesi için gerekli olan denklemin türevi Amper Yasası'nın diferansiyel, magnetostatik formunu kullanarak başlar.H :
- J : İletkeni çevreleyen akım yoğunluğu.
Her iki tarafın da alıp sonra da Curl'ün Curl'ü vektör özelliğinin kullanımı şu şekilde sonuçlanır:
Gauss'un akı teoremini kullanarak, ∇ · H = 0, böylece
Ohm Yasası'nı kullanarak, J = σE, böylece de elektrik alan ve akım yoğunluğu, maddenin iletkenliği üzerinden ilişkilendirildi ve homojen bir iletkenliği varsayarak denklem şu şekilde yazılabilir
diferansiyel formunu kullanarak, ∇ × E = −∂B/∂t, ki bu da aşağıdaki denklemi verir.
Tanım olarak, B = μ0(H + M), M burada malzemenin mıknatıslanmasını ve μ0 ise boşluğun manyetik geçirgenliğini gösterir. Sonuç olarak difüzyon denklemi:
Uygulamaları
Elektromayetik frenleme
Eddy akımı fren yapmak için kullanılır. Fren kasnağı ya da takozu ile temas olmadığı için mekanik aşınma meydana gelmez. Ama bir “tutunma” momenti sağlamaz ve mekanik frenlerle birleştirilerek kullanılabilir; örneğin tavan yük taşıma vinçleri. Diğer bir uygulaması ise bazı lunapark trenlerinde, arabadan uzatılan ağır bakır plakaların kalıcı mıknatısların arasında kaydırılmasıyla yapılır. Plakaların arasındaki elektriksel direnç, sürtünme ile eşdeğer olan bir sürüklenme etkisine sebep olur, bu da arabanın kinetik enerjisini harcar. Aynı teknik tren yolundaki arabaların elektromanyetik frenlerinde ve birdenbire duran döner bıçaklar gibi motorlu aygıtlarda da kullanılır. Elektromıknatısları kullanarak manyetik alanın gücü ayarlanabilir. Böylece frenleme etkisi değiştirilebilir.
İtici etki ve havada kalma
Değişen bir manyetik alanda oluşturulmuş akımlar diyamanyetik itiş etkileri gösterir. İletken bir nesne bir itme kuvvetine maruz kalacaktır. Eddy akımı tarafından yayılan enerjiye rağmen, sürekli enerji girişi ile bu kuvvet yerçekimine karşı nesneleri yükseltebilir. Bu uygulamaya örnek olarak ise bir Eddy akımı ayrıcısında alüminyum kutuların diğer metallerden ayrılması verilebilir. Demir alaşımlı metaller mıknatısa yapışır ve alüminyum ve diğer demir alaşımı içermeyen iletkenler mıknatıstan uzağa itilir; bu da demir içeren ve içermeyen hurda metallere oluşan atık akımı ayırabilir. Örneğin neodimyumdan yapılmış güçlü bir el mıknatısı, bozuk paranın üzerinde yakın bir mesafeden hızlıca sallayarak benzer bir etkiyi gözlemleyebilir. Mıknatısın gücüne, bozuk paranın yapısına, mıknatısla bozuk para arasındaki mesafeye bağlı olarak, bir kişi bozuk paranın hiçbir manyetik içeriği olmamasına rağmen mıknatısla parayı ittirebilir. Diğer bir örnek ise güçlü bir mıknatısı bakır bir tüpün içerisinden aşağı yollamak olabilir. Mıknatısın oldukça yavaş düştüğü gözlenecektir. İç direnci sıfır olan süper iletken malzeme içinde, yüzeydeki toplam Eddy akımıyla, iletkenin içerisinde oluşan Eddy akımının toplamı sıfır olur. Bu sayede iletkenin içerisinden hiçbir manyetik alan geçemez. Dirençlerin üzerinden de hiçbir enerji kaybı olmadığı için de, mıknatıs iletkenin yanına getirildiğinde oluşan Eddy akımı hiçbir zaman kaybolmaz, mıknatısın oluşturduğu manyetik alan değişken olmasa dahi. Bu akımın oluşturduğu kuvvet yerçekimi kuvvetini yenerek nesnenin havada durmasına olanak tanıyabilmektedir (). Süperiletkenlerde de benzer şekilde kuantum mekaniksel bir etki gözükmektedir. Bu etkiye Meissner etkisi denir. Malzeme süper iletken olduğunda içerisinde hiçbir manyetik alan gözlenmez. Elektomıknatısları elektronik anahtarlama ile kullandığımızda, rastgele bir doğrultuda elektromanyetik alan oluşturmak mümkündür. Üstteki Eddy akımı frenleriyle ilgili kısımda da anlatıldığı gibi, ferromanyetik olmayan bir iletkenin yüzeyi, hareket eden bu alan içerisinde hareketsiz kalmaya yatkındır. Fakat bu alan hareket halindeyken, araç havaya kaldırılabilir ve itilebilir. Bu etkiyi manyetik raylı trene benzetebiliriz fakat raydan bağımsızdır.
Çekici etkisi
Bazı geometrilerde, toplam Eddy akımı çekici bir kuvvete sebep olabilir. Örneğin, elektromıknatısın manyetik akı çizgilerinin yüzeyi 90 derece ile geçtiği durumlarda, yakınlardaki metal üzerinde oluşan akımlar, metalin elektromıknatısa doğru çekilmesine sebep olmaktadır.
Metallerin birbirlerinden ayrılması
Bozuk parayla çalışan otomatlarda, Eddy akımı sahte bozuklukların tespit edilmesinde kullanılmaktadır. Bozuk para sabit bir mıknatısın yanından geçer ve Eddy akımı paranın hızını düşürür. Eddy akımının kuvveti yani paranın yavaşlamasını sağlayan kuvvet, metalin iletkenliğiyle doğru orantılıdır. Sahte paralarsa, orijinallerinden farklı hızlarda yavaşladıkları için makine tarafından reddedilirler.
Titreme ve pozisyon tespiti
Eddy akımı bazı rulmanı içerisinde dönen bir şaftın titreşim ve pozisyonunu gözlemlemekte kullanılır. Bu teknolojinin kullanımı, 1930'ların başında General Elektrik araştırmacıları öncülüğünde, vakum tüp devreleri kullanılarak başlamıştır. 1950'lerin sonunda, katı hâl versiyonları tarafından fabrikalarında geliştirilmiştir. Bu sensörler çok küçük yer değişimlerine dahi (milimetrenin birkaç binde biri kadar) hassas bir biçimde tepki verebilmektedir ki bu da onları modern küçük titreşimleri dahi gözlemlemede kullanabilir kılar. Tipik bir yakınlık sensörü 200mV/mil hassasiyetinde ölçüm yapmaya olanak tanır. Turbomakinelerde bu kadar çok alanda kullanılmaları, endüstri tarafından kullanım ve uygulama standartlarının belirlenmesini sağlamıştır (Örneğin, API standart 670 ve ISO 7919). Ferrari marka otomobillerin ivme sensörleri temas etmeden Eddy akımını kullanarak göreli ivmeyi ölçer.
Yapı testleri
Eddy akımı teknikleri yıkıcı olmayan testlerde sıkça kullanılır. Büyük boyutlardaki metalik yapıların, örneğin ısı değiştirici tüpler, uçak gövdesi ve yapı malzemeleri, sağlamlıkları bu yolla test edilmektedir.
Yan etkiler
Eddy akımı, AC akım taşınırken iletkenlerde oluşan temel nedenidir.
Benzer şekilde Eddy akımı manyetik materyaller üzerinde manyetik alanın büyük kısmının birkaç mesafede hapsolmasına sebep olmaktadır. Bu etki, indüktörler ve manyetik çekirdeğe sahip trafolarda, manyetik akının limitlenmesine neden olur.
Diğer uygulamalar
- Manyetik olmayan metallerde iletkenlik mesafesi ölçümü
- Eddy akımı ayarlanabilir hız sürücüleri
- Eddy akım testi
- (Elektromekanik indüksiyon Metreler)
- (Yer değiştirme Sensörü)
- Otomatlar (Bozuk paraların tespitinde)
- Kaplama kalınlığı ölçümleri
- Levha Direnci Ölçümü
- Metalleri ayırabilmek için
- Mekanik hızölçerler
- Güvenlik riskleri ve malzemelerdeki kusurların tespitinde
Kaynakça
- Satır içi alıntılar
- ^ "Arşivlenmiş kopya". 3 Ocak 2014 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- ^ "Short research about the history of eddy current". 19 Ocak 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- ^ Israel D. Vagner, B.I. Lembrikov, Peter Rudolf Wyder, Electrodynamics of Magnetoactive Media, Springer, 2003, , page 73, Retrieved online on 7 Jan. 2014 at http://books.google.com/books?id=E8caSplsF28C&pg=PA73 23 Mart 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
- ^ "Arşivlenmiş kopya". 23 Mart 2021 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- ^ http://books.google.com/books?id=mMJxcWqm_1oC&pg=PA80 []
- ^ F. Fiorillo, Measurement and characterization of magnetic materials, Elsevier Academic Press, 2004, , sayfa 31
- ^ Wangsness, Roald. Electromagnetic Fields (2. bas.). ss. 387-8.
- ^ G. Hysteresis in Magnetism: For Physicists, Materials Scientists, and Engineers, San Diego: Academic Press, 1998.
- ^ "Arşivlenmiş kopya". 2 Kasım 2014 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- ^ "Hendo Hoverboards - World's first REAL hoverboard". 12 Temmuz 2018 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- ^ linear Electric Machines- A Personal View ERIC R. LAITHWAITE
- ^ Bernhard Hiller. "Ferraris Acceleration Sensor - Principle and Field of Application in Servo Drives" 27 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
- ^ Jian Wang, Paul Vanherck, Jan Swevers, Hendrik Van Brussel. "Speed Observer Based on Sensor Fusion Combining Ferraris Sensor and Linear Position Encoder Signals" 8 Ağustos 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde ..
- ^ J. Fassnacht and P. Mutschler. "Benefits and limits of using an acceleration sensor in actively damping high frequent mechanical oscillations" 19 Ocak 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .. 2001. DOI:10.1109/IAS.2001.955949 10.1109/IAS.2001.955949 .
- ^ "Conductivity meter for non-magnetic metals". 18 Ocak 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- ^ . 8 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- ^ . 17 Mart 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- ^ . 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- ^ . 1 Şubat 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 18 Ocak 2015.
- Genel kaynaklar
- Fitzgerald, A. E. (1983). Electric Machinery (4. bas.). Mc-Graw-Hill, Inc. s. 20. ISBN .
- Sears, Francis Weston; Zemansky, Mark W. (1955). University Physics (2. bas.). Addison-Wesley. ss. 616-618.
Konuyla ilgili yayınlar
- Stoll, R. L. (1974). The analysis of eddy currents. Oxford University Press.
- Krawczyk, Andrzej; J. A. Tegopoulos. Numerical modelling of eddy currents.
Dış bağlantılar
- (Audio slideshow from the National High Magnetic Field Laboratory)
- Eddy Current Separator Cogelme for non-ferrous metals separation1 Şubat 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde . – Info and Video in Cogelme site
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Eddy akimi girdap akimlari ya da Foucault akimi da denilmektedir Faraday in induksiyon kanunundan dolayi manyetik alan degistiginde iletkenlerin icerisinde olusan cembersel elektrik akimidir Eddy akimi kapali bir dongunun icerisinde manyetik alana dik duzlemlerde akar Sabit bir iletkenin icerisinde AC elektromiknatis veya trafo kullanilarak olusturulmus zamana bagli degisen bir manyetik alan ile veya sabit bir miknatisa gore hareketli bir iletken ile olusturulabilirler Belirli bir cerceve icerisinde olusan akimin buyuklugu manyetik alanin buyuklugu cercevenin alani cercevenin icerisinde olusmus manyetik akinin anlik degisim miktari ile dogru uzerinde aktigi maddenin ic direnciyle ters orantilidir source source source source source source source source Eddy akimi Lenz yasasindan dolayi kendisini olusturan manyetik alana karsi bir manyetik alan olusturur yani kendisini olusturan manyetik alan degisimine karsi koyar Ornegin yuzeyinde olusan Eddy akimi nedeniyle iletken bir yuzey yakinlarinda hareket eden bir miknatisa cekme kuvveti uygulayabilir Bu etki Eddy akimi frenlerinde aktif olarak kullanilmaktadir Bu fren donen nesneleri cihazi kapattigimizda hizli bir sekilde durdurmamizi saglar Direnc uzerinde akan akimin isi olarak enerji kaybina sebep olmasi yuzunden Eddy akimi altenatif akim induktorleri trafolari elektrik motorlari ve elektrik jeneratorlerindeki enerji kaybinin onemli nedenlerinden biridir Bunlari engellemek amaciyla katmanlanmis manyetik cekirdekler kullanilmaktadir Eddy akimi ayrica induksiyon firinlarinda nesneleri isitmak amaciyla metal nesnelerdeki catlaklari kiriklari ve kusurlu kisimlari tespit etmek amaciyla kullanilmaktadir Kavramin kokeniEddy Akimi ifadesi suda kurek cekerken olusan analojik olarak benzeyen akimlardan ismini almaktadir Kurek cekerken suda olusan yerel turbulanslar anlik kalici burkaclarin olusumuna yol acar Eddy akimiysa iletkenin kendi induktansi sebebiyle analojik olarak benzer anlik kalici yukselmelere sebep olmaktadir TarihiEddy akimini ilk gozlemleyen kisi Fransa nin 25 cumhurbaskani ki kendisi ayni zamanda matematikci fizikci ve gok bilimci olarak da calismaktaydi Francois Arago dur Bu kisi 1824 te ve fazla iletken nesnelerin manyetize olabilecegini gozlemlemistir Daha sonrasinda bu buluslar Michael Faraday tarafindan tamamlanmis ve aciklanmistir 1834 yilinda Heinrich Lenz Lenz Yasasi ni aciklamistir Lenz Yasalari bir iletken uzerinde induklenmis akimin kendisini olusturan manyetik alan degisimine karsit yonde aktigini soyler Eddy akimi bu manyetik alana karsi cikacak sekilde ikinci bir manyetik alan olsturur ve iletken ustundeki akiyi engelleyecek harici akiya sebep olur Fransiz fizikci Leon Foucault 1855 te Eddy akimini bulan kisi olarak tarihe gecmistir 1855 Eylul unde bakir bir diski cevirmek icin gerekli gucun normalde cevirmeye oranla miknatislar arasina konuldugunda arttigini ve ustelik diskin cevrildikce icerisinde induklenen Eddy akimindan oturu isindigini tespit etmistir Eddy akiminin yikici olmayan bir testte ilk kez 1879 da kullanilmistir bu prensibi testinde kullanmistir AciklamaEddy akimi I KIRMIZI iletken metal plaka C miknatisin N altinda hareket ettikce induklenmektedir Manyetik alan B YESIL plakaya dogrudur sebebiyle ilerleyen ucta artan manyetik alan saat yonunun tersinde bir akima sebep olmaktadir Bu akim yukari bakan manyetik alan olusturup yavaslatici etkiye sebep olur Soldaki MAVI oklar Benzer sekilde plakanin takip eden kisminda Sag taraf saat yonunde akim ve asagi bakan manyetik alan olusmaktadir ki bu da yavaslaticidir Sagdaki MAVI oklar Direnci sifir olmayan bir iletkenin uzerindeki Eddy akimi isi ve elektromanyetik kuvvet olusturabilir Bu isi induksiyon firinlarinda induksiyon ile isitma yonteminde kullanilir Bu elektromanyetik kuvvet ise havada tutma hareket baslatma surdurme ya da kuvvetli bir fren isleminde kullanilir Eddy akiminin bu pozitif yonleri disinda istenmeyen yan etkileri de vardir trafolarin icerisindeki guc kaybi buna ornek olarak verilebilir Bu tarz bir uygulamada ince katmanlardan olusan plakalarin ust uste siralanmasi ve sekillerindeki oynamalarla bu etki en aza indirilebilir Iletkenin kendiliginden olusturdugu Eddy akimi iletken uzerinde cilt etkisi denen olguya sebep olmaktadir Bu etki maddelerin geometrik ozelliklerini hasar vermeden test edebilmemizi saglar ornegin mikro catlaklar bu yontemle tespit edilebilir Benzer diger bir olguysa bu etki disaridan olusturulmus Eddy akimindan kaynaklanmaktadir Bir iletken ne zaman bir kaynak tarafindan olusturulmus homojen olmayan bir manyetik alana girse EMF iletkenin icerisindeki halkalarda olusur Bu kuvvetler Faraday in induksiyon kanununa gore iletkenin uzerinde dirence bagli bir akim olusturur Enerji dagitan bu akim eger materyalin kendi induktansi varsa kendisini olusturan alanin degisimine ters yonde ona karsi gelecek bir manyetik alan olusturur Eddy akimi bir iletken kendisine etki eden manyetik alan degisikliginden meydana gelmektedir Sayet iletken sabit bir manyetik alan icerisinde hareket ediyor veya kendisine etki eden manyetik alan degisiyorsa iletkenin uzerinde Eddy akimi olusur Her iki etkinin birlesimini degisken bir manyetik alan icerisinde hareket eden bir iletken uzerinde gozlemek mumkundur bu etkinin ust veya alt yuzeyde nasil olustugunu diyagramdan gorebilirsiniz Eddy akimi bir iletken ne zaman manyetik alanin yogunlugu veya yonunde bir degisiklik olursa icerisindeki her noktada meydana gelmektedir sadece materyalin sinirlarinda olmamaktadir Bu iletkenin icerisinde surekli donen akim kendi hareketlerine dik olarak maruz kalan elektronlardan kaynaklanmaktadir Bu elektronlar saga sola uygulanmis olan alanin yonune veya gucunun arttigi azaldigi yone dogru saparlar Iletkenin direnci Eddy akimini sonumlerken ayni zamanda yollarinin duzgunlesmesini de saglar gore bu akim kendisini olusturan manyetik alana karsi cikacak bir bicimde dalgalanir Degisken manyetik alan durumunda Eddy akiminin olusturdugu manyetik alan uygulanan degisime zittir Bu durum uygulanan alanin buyumesi durumu icin uygulanan alana zit olacak sekilde manyetik alan olustururken uygulanan manyetik alanin belirli bir yonde azalmasi durumundaysa Eddy akimi uygulanan manyetik alanla ayni yonde olacak sekilde bir manyetik alan olusturmaya cabalar diger bir deyisle azalisa karsi cikar Bir nesne veya nesnenin bir parcasi eger alana gore bir hareket varsa durgun ve sabit bir yonde alan yogunluguna maruz kalirkenv Ornegin resimdeki merkezde gosterilmis alan sayet Eddy akimi nesnenin sekli itibariyla hareket edemiyorsa istikrarsiz bir alana maruz kalir Bu tarz durumlarda ilerleyemeyen yukler birikerek statik elektrik potansiyel olusumuna sebep olurlar ve bu daha sonrasinda olusacak diger tum akimlari da kesecektir Bu potansiyel baslarda az miktarda akimin olusumuna sebep olabilir fakat bu akimlar gecici ve cok kucuktur Eddy akimini azaltmak amaciyla paralel olarak laminelenmis iletkenler Eddy akimi direnc sebebiyle isi veya kinetik enerji gibi farkli enerji formlarina donusen enerji kayiplarina yol acmaktadir Bu demir cekirdekli trafolar veya elektrik motorlari gibi degisken manyetik alandan guc alan araclarin verimliligini dusurmektedir Eddy akimi bu araclarda dusuk elektik iletkenlige yuksek dirence sahip materyaller secilerek veya ust uste katmanlanmis laminelenmis haldeki iletkenleri kullanarak azaltilmaya calisilmaktadir Elektronlar herhangi iki lamine arasindaki bosluktan gecemezler bu sayede genis cerceveler icerisinde degil daha kucuk cerceveler icerisinde dongulerini tamamlarlar Yukler bu katmanlarin sinirlarinda birikir Bu yuk daha fazla yukun birikmesine engel olan bir elektrik alan olusturur bu sayede Eddy akimini baskilar Birim alan icerisine uygulanan manyetik alana dik olacak bicimde ne kadar cok lamine katman sigdirilirsa ve aralarindaki bosluk ne kadar ufak tutulursa Eddy akimi o kadar cok baskilanabilir Giren enerjinin isiya donusturulmesi her zaman istenen bir sey degildir ancak bazi pratik uygulamalari olabilir Bu uygulamalardan bir tanesi bazi trenlerde kullanilan Frenleme esnasinda metal tekerlekler bir elektromiknatis tarafindan uretilen manyetik alana maruz kalir ve ustlerinde Eddy akimi olusturur Bu Eddy akimi tekerleklerin icinden gecerken direnc yuzunden isi aciga cikar ve bu da tekerlerin yavaslamasini saglar Tekerlekler ne kadar hizli donerse yavaslatma etkisi de o kadar fazla olacaktir Kisacasi tren yavasladikca fren kuvveti de azalacak ve boylece daha yumusak bir fren saglayacaktir Eddy akiminin kullanilarak metal nesnelerin isitilmasidir Eddy akiminin guc dagitimi Belirli varsayimlarla Duzenli malzeme duzenli manyetik alan yuzey etkisinin olmamasi vs Eddy akimi sebebiyle ince bir film uzerinde veya bir kabloda olusan guc kaybi asagidaki formulle hesaplanabilir P p2Bp2d2f26krD displaystyle P frac pi 2 B text p 2 d 2 f 2 6k rho D P Birim kutledeki guc kaybi W kg Bp Manyetik alanin en yuksek degeri T d Filmin kalinligi veya telin capi m f Frekans Hz k Ince film icin 1 ince tel icin 2 olan katsayi r Malzemenin ozdirenci W m ve D Malzemenin ozkutlesi kg m Bu denklem sadece yari duragan denen durumda gecerlidir Miknatislanma frekansinin yuzey etkisine sebep olmadigi elektromanyetik dalganin tam olarak malzemenin icerisinden gectigi durum Yuzey etkisi Cok hizli degisen manyetik alanlar malzemenin en ic kisimlarina kadar tumuyle giremezler Bu yukaridaki formulu gecersiz kilmaktadir Fakat artan bir frekans alan duzensiz olsa bile daima Eddy akiminin da artmasina sebep olur Iyi bir iletkenin icerisindeki alanin nufuz edebilecegi uzaklik asagidaki formulle hesaplanmaktadir d 1pfms displaystyle delta frac 1 sqrt pi f mu sigma d Nufuz Derinligi m f Frekans Hz m Malzemenin manyetik gecirgenligi H m ve s Malzemenin iletkenligi S m Difuzyon denklemleri Eddy akiminin etkilerinin modellemesi icin gerekli olan denklemin turevi Amper Yasasi nin diferansiyel magnetostatik formunu kullanarak baslar H J Iletkeni cevreleyen akim yogunlugu H J displaystyle nabla times mathbf H mathbf J Her iki tarafin da alip sonra da Curl un Curl u vektor ozelliginin kullanimi su sekilde sonuclanir H 2H J displaystyle color white nabla left nabla cdot mathbf H right nabla 2 mathbf H nabla times mathbf J Gauss un aki teoremini kullanarak H 0 boylece 2H J displaystyle nabla 2 mathbf H nabla times mathbf J Ohm Yasasi ni kullanarak J sE boylece de elektrik alan ve akim yogunlugu maddenin iletkenligi uzerinden iliskilendirildi ve homojen bir iletkenligi varsayarak denklem su sekilde yazilabilir 2H s E displaystyle nabla 2 mathbf H sigma nabla times boldsymbol E diferansiyel formunu kullanarak E B t ki bu da asagidaki denklemi verir 2H s B t displaystyle color white nabla 2 mathbf H sigma frac partial mathbf B partial t Tanim olarak B m0 H M M burada malzemenin miknatislanmasini ve m0 ise boslugun manyetik gecirgenligini gosterir Sonuc olarak difuzyon denklemi 2H m0s M t H t displaystyle color white nabla 2 mathbf H mu 0 sigma left frac partial mathbf M partial t frac partial mathbf H partial t right UygulamalariElektromayetik frenleme Eddy akimi sebebiyle dis bir manyetik alan icerisinde hareket eden metal plakanin uzerinde olusan frenleme kuvvetleri Eddy akimi fren yapmak icin kullanilir Fren kasnagi ya da takozu ile temas olmadigi icin mekanik asinma meydana gelmez Ama bir tutunma momenti saglamaz ve mekanik frenlerle birlestirilerek kullanilabilir ornegin tavan yuk tasima vincleri Diger bir uygulamasi ise bazi lunapark trenlerinde arabadan uzatilan agir bakir plakalarin kalici miknatislarin arasinda kaydirilmasiyla yapilir Plakalarin arasindaki elektriksel direnc surtunme ile esdeger olan bir suruklenme etkisine sebep olur bu da arabanin kinetik enerjisini harcar Ayni teknik tren yolundaki arabalarin elektromanyetik frenlerinde ve birdenbire duran doner bicaklar gibi motorlu aygitlarda da kullanilir Elektromiknatislari kullanarak manyetik alanin gucu ayarlanabilir Boylece frenleme etkisi degistirilebilir Itici etki ve havada kalma Kalin bir aluminyum levha uzerindeki bir lineer motorun dikey kesiti Lineer motorun manyetik alan paterni sola dogru ilerledikce Eddy akimi metalin sol tarafinda olusmakta ve bu manyetik alan cizgilerinin egilmesine sebep olmakta Degisen bir manyetik alanda olusturulmus akimlar diyamanyetik itis etkileri gosterir Iletken bir nesne bir itme kuvvetine maruz kalacaktir Eddy akimi tarafindan yayilan enerjiye ragmen surekli enerji girisi ile bu kuvvet yercekimine karsi nesneleri yukseltebilir Bu uygulamaya ornek olarak ise bir Eddy akimi ayricisinda aluminyum kutularin diger metallerden ayrilmasi verilebilir Demir alasimli metaller miknatisa yapisir ve aluminyum ve diger demir alasimi icermeyen iletkenler miknatistan uzaga itilir bu da demir iceren ve icermeyen hurda metallere olusan atik akimi ayirabilir Ornegin neodimyumdan yapilmis guclu bir el miknatisi bozuk paranin uzerinde yakin bir mesafeden hizlica sallayarak benzer bir etkiyi gozlemleyebilir Miknatisin gucune bozuk paranin yapisina miknatisla bozuk para arasindaki mesafeye bagli olarak bir kisi bozuk paranin hicbir manyetik icerigi olmamasina ragmen miknatisla parayi ittirebilir Diger bir ornek ise guclu bir miknatisi bakir bir tupun icerisinden asagi yollamak olabilir Miknatisin oldukca yavas dustugu gozlenecektir Ic direnci sifir olan super iletken malzeme icinde yuzeydeki toplam Eddy akimiyla iletkenin icerisinde olusan Eddy akiminin toplami sifir olur Bu sayede iletkenin icerisinden hicbir manyetik alan gecemez Direnclerin uzerinden de hicbir enerji kaybi olmadigi icin de miknatis iletkenin yanina getirildiginde olusan Eddy akimi hicbir zaman kaybolmaz miknatisin olusturdugu manyetik alan degisken olmasa dahi Bu akimin olusturdugu kuvvet yercekimi kuvvetini yenerek nesnenin havada durmasina olanak taniyabilmektedir Superiletkenlerde de benzer sekilde kuantum mekaniksel bir etki gozukmektedir Bu etkiye Meissner etkisi denir Malzeme super iletken oldugunda icerisinde hicbir manyetik alan gozlenmez Elektomiknatislari elektronik anahtarlama ile kullandigimizda rastgele bir dogrultuda elektromanyetik alan olusturmak mumkundur Ustteki Eddy akimi frenleriyle ilgili kisimda da anlatildigi gibi ferromanyetik olmayan bir iletkenin yuzeyi hareket eden bu alan icerisinde hareketsiz kalmaya yatkindir Fakat bu alan hareket halindeyken arac havaya kaldirilabilir ve itilebilir Bu etkiyi manyetik rayli trene benzetebiliriz fakat raydan bagimsizdir Cekici etkisi Bazi geometrilerde toplam Eddy akimi cekici bir kuvvete sebep olabilir Ornegin elektromiknatisin manyetik aki cizgilerinin yuzeyi 90 derece ile gectigi durumlarda yakinlardaki metal uzerinde olusan akimlar metalin elektromiknatisa dogru cekilmesine sebep olmaktadir Metallerin birbirlerinden ayrilmasi Bozuk parayla calisan otomatlarda Eddy akimi sahte bozukluklarin tespit edilmesinde kullanilmaktadir Bozuk para sabit bir miknatisin yanindan gecer ve Eddy akimi paranin hizini dusurur Eddy akiminin kuvveti yani paranin yavaslamasini saglayan kuvvet metalin iletkenligiyle dogru orantilidir Sahte paralarsa orijinallerinden farkli hizlarda yavasladiklari icin makine tarafindan reddedilirler Titreme ve pozisyon tespiti Eddy akimi bazi rulmani icerisinde donen bir saftin titresim ve pozisyonunu gozlemlemekte kullanilir Bu teknolojinin kullanimi 1930 larin basinda General Elektrik arastirmacilari onculugunde vakum tup devreleri kullanilarak baslamistir 1950 lerin sonunda kati hal versiyonlari tarafindan fabrikalarinda gelistirilmistir Bu sensorler cok kucuk yer degisimlerine dahi milimetrenin birkac binde biri kadar hassas bir bicimde tepki verebilmektedir ki bu da onlari modern kucuk titresimleri dahi gozlemlemede kullanabilir kilar Tipik bir yakinlik sensoru 200mV mil hassasiyetinde olcum yapmaya olanak tanir Turbomakinelerde bu kadar cok alanda kullanilmalari endustri tarafindan kullanim ve uygulama standartlarinin belirlenmesini saglamistir Ornegin API standart 670 ve ISO 7919 Ferrari marka otomobillerin ivme sensorleri temas etmeden Eddy akimini kullanarak goreli ivmeyi olcer Yapi testleri Eddy akimi teknikleri yikici olmayan testlerde sikca kullanilir Buyuk boyutlardaki metalik yapilarin ornegin isi degistirici tupler ucak govdesi ve yapi malzemeleri saglamliklari bu yolla test edilmektedir Yan etkiler Eddy akimi AC akim tasinirken iletkenlerde olusan temel nedenidir Eddy akimlarini en aza indirgeyerek verimi gozle gorulur derecede artiran manyetik cekirdeklerin katmanlanmasi Benzer sekilde Eddy akimi manyetik materyaller uzerinde manyetik alanin buyuk kisminin birkac mesafede hapsolmasina sebep olmaktadir Bu etki induktorler ve manyetik cekirdege sahip trafolarda manyetik akinin limitlenmesine neden olur Diger uygulamalar Manyetik olmayan metallerde iletkenlik mesafesi olcumu Eddy akimi ayarlanabilir hiz suruculeri Eddy akim testi Elektromekanik induksiyon Metreler Yer degistirme Sensoru Otomatlar Bozuk paralarin tespitinde Kaplama kalinligi olcumleri Levha Direnci Olcumu Metalleri ayirabilmek icin Mekanik hizolcerler Guvenlik riskleri ve malzemelerdeki kusurlarin tespitindeKaynakcaSatir ici alintilar Arsivlenmis kopya 3 Ocak 2014 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Ocak 2015 Short research about the history of eddy current 19 Ocak 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Ocak 2015 Israel D Vagner B I Lembrikov Peter Rudolf Wyder Electrodynamics of Magnetoactive Media Springer 2003 ISBN 3540436944 page 73 Retrieved online on 7 Jan 2014 at http books google com books id E8caSplsF28C amp pg PA73 23 Mart 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde Arsivlenmis kopya 23 Mart 2021 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Ocak 2015 http books google com books id mMJxcWqm 1oC amp pg PA80 yalin URL F Fiorillo Measurement and characterization of magnetic materials Elsevier Academic Press 2004 ISBN 0 12 257251 3 sayfa 31 Wangsness Roald Electromagnetic Fields 2 bas ss 387 8 G Hysteresis in Magnetism For Physicists Materials Scientists and Engineers San Diego Academic Press 1998 Arsivlenmis kopya 2 Kasim 2014 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Ocak 2015 Hendo Hoverboards World s first REAL hoverboard 12 Temmuz 2018 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Ocak 2015 linear Electric Machines A Personal View ERIC R LAITHWAITE Bernhard Hiller Ferraris Acceleration Sensor Principle and Field of Application in Servo Drives 27 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde Jian Wang Paul Vanherck Jan Swevers Hendrik Van Brussel Speed Observer Based on Sensor Fusion Combining Ferraris Sensor and Linear Position Encoder Signals 8 Agustos 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde J Fassnacht and P Mutschler Benefits and limits of using an acceleration sensor in actively damping high frequent mechanical oscillations 19 Ocak 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde 2001 DOI 10 1109 IAS 2001 955949 10 1109 IAS 2001 955949 Conductivity meter for non magnetic metals 18 Ocak 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 18 Ocak 2015 8 Mayis 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 18 Ocak 2015 17 Mart 2014 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 18 Ocak 2015 4 Mart 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 18 Ocak 2015 1 Subat 2013 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 18 Ocak 2015 Genel kaynaklarFitzgerald A E 1983 Electric Machinery 4 bas Mc Graw Hill Inc s 20 ISBN 0 07 021145 0 Sears Francis Weston Zemansky Mark W 1955 University Physics 2 bas Addison Wesley ss 616 618 Konuyla ilgili yayinlarStoll R L 1974 The analysis of eddy currents Oxford University Press Krawczyk Andrzej J A Tegopoulos Numerical modelling of eddy currents Dis baglantilar Audio slideshow from the National High Magnetic Field Laboratory Eddy Current Separator Cogelme for non ferrous metals separation1 Subat 2013 tarihinde Wayback Machine sitesinde Info and Video in Cogelme site