Les courants dits «de Foucault» ou de boucle sont connus non seulement pour leurs côtés négatifs associés aux pertes dans les milieux conducteurs. Ils sont appréciés des experts pour de nombreuses applications utiles, parmi lesquelles les fours à induction modernes. Pour évaluer correctement l'effet vortex, il faut d'abord comprendre comment ce phénomène physique est interprété en électrotechnique.
Brève définition
Les formations de courant cyclique (contour) qui se forment sous l'action de champs e / m variables d'une certaine puissance sont appelées tourbillons. Du nom du scientifique qui a découvert ce phénomène, ils sont appelés "courants de Foucault" (photo ci-dessous).
La raison de leur formation peut être non seulement le champ e / m changeant, mais aussi le mouvement du conducteur qui s'y trouve, ce qui, compte tenu de la relativité de tous les phénomènes, n'est pas du tout surprenant. Il est impossible de déterminer les trajectoires exactes le long desquelles s'écoulent les courants de Foucault. À partir de nombreuses expériences, il a été possible de s'assurer qu'ils sont formés dans des zones d'un milieu conducteur, où la résistance au mouvement des charges est minimale.
Caractéristiques des courants de Foucault
La particularité des courants de Foucault réside dans leur localité et leur proximité avec eux-mêmes, ce qui explique les propriétés inhabituelles (en comparaison avec le mouvement linéaire «classique» des charges). Comme les courants ordinaires, ils interagissent avec le champ magnétique qui les a générés, mais cette action mutuelle s'exprime ici d'une manière particulière. Sur la base de la loi de Lenz, les champs électromagnétiques «locaux» qu'ils créent se manifestent de manière à contrebalancer le changement du flux magnétique qui les a provoqués. Autrement dit, ils supporteront le champ décroissant et résisteront à sa forte augmentation.
Ce phénomène provoque une augmentation des formations vortex dans un milieu conducteur avec une forte diminution de sa résistance. Le résultat naturel de ces processus est un fort chauffage de la base conductrice, dont la température atteint 800 degrés. Dans ce cas, il y a de grandes pertes d'énergie transmises à travers le milieu conducteur, ce qui est considéré comme un côté négatif du phénomène. Le degré d'échauffement et l'ampleur des pertes dépendent directement de la fréquence du courant d'induction induit (le maximum est atteint vers 10 kHz).
Applications utiles des courants de Foucault
Les courants de Foucault ne se caractérisent pas seulement par des manifestations négatives (sous forme de pertes d'énergie).
Les développeurs d'équipements modernes leur ont trouvé des applications utiles, à savoir:
- l'effet Foucault est utilisé dans les compteurs à induction, où ils sont utilisés comme amortisseur;
- dans la fabrication de fours sidérurgiques à induction fonctionnant sur le principe du chauffage des métaux par des courants les traversant;
- si nécessaire, amortissement des actionneurs (flèches) dans les instruments de mesure de laboratoire.
Aujourd'hui, dans les immeubles d'habitation, des plaques à induction sont installées, fonctionnant grâce au même effet de courants de Foucault (photo ci-dessous).