渦電流とは

渦電流は、2つの電磁場が交差するときに発生する抵抗の渦です。 元の電流とは反対の方向に循環します。 2つのフィールドの衝突から生じる抵抗は、存在する電気エネルギーの一部を熱に効率的に変換します。これは、トランスのように単純な電気の伝達を目的とする場合の望ましくない副産物です。 ただし、他の用途では、渦電流の反対の磁気を利用して、金属の識別、材料および技術アセンブリの特性のテスト、鉄道車両の制動など、他の結果を達成します。

トランスなどの電磁用途では、干渉を最小限に抑えて電気を伝導することが重要であるため、渦電流が主な電気力を妨げないようにするために特別な構造が必要です。 導電性材料の層は、絶縁材料の層によって分離されています。 その結果、導電性材料に対する反対の力の自然な磁気引力が断片化され、逆効果の渦電流を形成する機会が得られません。

時には、渦電流による熱の生成がポイントであり、最も顕著なのは、金属の溶解に使用される工業炉です。 住宅用誘導加熱調理器も同じ原理に基づいており、バーナーの電磁場は特殊な鉄製調理器具の磁場と反応します。 熱は2つの表面が出会う場所でのみ発生するため、調理台の残りの部分は熱くなりません。

自動販売機とリサイクルには、渦電流の2つの低技術用途があります。 自動販売機では、固定された磁石により、鉄鋼スラグなどの無効なアイテムが拒否されます。 はるかに大きな規模では、缶やその他のリサイクル可能な金属の種類を分類できます。これは、各金属が独自の方法で反対の磁力に反応するためです。

渦電流ブレーキでは、磁気抵抗は鉄道車両を停止させるのに十分な大きさです。 摩擦に匹敵するシステムでは、加えられた磁力がスチールホイールの動きに抵抗します。 車輪が遅くなると、抵抗が減少し、緩やかな減速とスムーズな停止が可能になります。 丸のこなどの電動工具のシャットオフメカニズムも同様に機能します。

渦電流検査により、導電性金属とそれを含むアセンブリの非破壊分析が可能になります。 この手法では、検査員は試験材料に渦電流を誘導し、電流の流れの不規則性を探します。 たとえば、2つの磁場の相互作用の不連続性は、亀裂の存在を示している可能性があります。 この種のテストは、材料の厚さの変化、腐食またはその他の望ましくない隠れた状態をチェックするのに十分なほど敏感です。

渦電流検査の注目すべきユーザーの1人は、米国航空宇宙局（NASA）です。 代理店は、すでに配置されている材料とシステムの問題をトラブルシューティングする必要があることが多いため、渦電流プローブの非破壊的な側面が重要です。 2009年の春に、NASAは、スペースシャトルやその他のロケットの打ち上げ時の燃料の流れを管理する重要な部分である流量制御弁に欠陥を発見しました。 渦電流試験により、機関はバルブの状態を監視することができ、最終的にはすべてを交換する必要があると判断されました。