Wat is een wervelstroom?
Een wervelstroom is een draaikolk van weerstand die ontstaat wanneer twee elektromagnetische velden elkaar kruisen. Het circuleert in een richting die tegenover de oorspronkelijke stroom staat. De weerstand als gevolg van de botsing van de twee velden zet effectief een deel van de aanwezige elektrische energie om in warmte, een ongewenst bijproduct wanneer de bedoeling is eenvoudig transport van elektriciteit, zoals in een transformator. Andere toepassingen maken echter gebruik van het tegengestelde magnetisme van wervelstromen om andere resultaten te bereiken, waaronder de identificatie van metalen, het testen van de eigenschappen van materialen en technische assemblages en het remmen van treinwagons.
In elektromagnetische toepassingen zoals transformatoren, waarbij het punt is om elektriciteit met minimale interferentie te geleiden, is een speciale constructie nodig om ervoor te zorgen dat een wervelstroom de primaire elektrische kracht niet belemmert. Lagen geleidend materiaal worden gescheiden door lagen isolerend materiaal. Het resultaat is dat de natuurlijke magnetische aantrekkingskracht van een tegengestelde kracht op het geleidende materiaal gefragmenteerd is en geen kans krijgt om een contraproductieve wervelstroom te vormen.
Soms is het genereren van warmte door middel van wervelstromen het punt, met name in industriële ovens die worden gebruikt om metalen te smelten. Inductiekookplaten voor huishoudelijk gebruik vertrouwen op hetzelfde principe, waarbij het elektromagnetische veld van een brander reageert met het magnetische veld van speciaal ijzeren kookgerei. Warmte vindt alleen plaats waar de twee oppervlakken elkaar raken, zodat de rest van de kookplaat niet heet wordt.
Twee laagtechnologische toepassingen voor wervelstromen zijn te vinden in automaten en recycling. In een verkoopautomaat zorgt een stationaire magneet ervoor dat een ongeldig artikel zoals een stalen slak wordt geweigerd. Op een veel grotere schaal kunnen soorten blikken en andere recyclebare metalen worden gesorteerd, omdat elk metaal op zijn eigen manier op de tegengestelde magnetische kracht reageert.
In een wervelstroomrem is de magnetische weerstand groot genoeg om een treinwagon te stoppen. In een systeem dat vergelijkbaar is met wrijving, weerstaat de uitgeoefende magnetische kracht de beweging van de stalen wielen. Naarmate de wielen langzamer worden, neemt de weerstand af, wat een geleidelijke vertraging en een soepele stop mogelijk maakt. De afsluitmechanismen voor elektrisch gereedschap zoals cirkelzagen werken op een vergelijkbare manier.
Wervelstroominspectie maakt de niet-destructieve analyse van geleidende metalen en assemblages die deze bevatten mogelijk. Met deze techniek induceert de inspecteur een wervelstroom in het testmateriaal en zoekt vervolgens naar onregelmatigheden in de stroom van de stroom. Een discontinuïteit in de interactie van de twee magnetische velden kan bijvoorbeeld wijzen op de aanwezigheid van een scheur. Dit soort testen is gevoelig genoeg om te controleren op veranderingen in de dikte van een materiaal, corrosie of andere ongewenste, verborgen omstandigheden.
Een opvallende gebruiker van wervelstroominspectie is de United States National Aeronautics and Space Administration (NASA). Het bureau moet vaak problemen met materialen en systemen oplossen die al aanwezig zijn, dus het niet-destructieve aspect van een wervelstroomprobe is cruciaal. In het voorjaar van 2009 ontdekte NASA een fout in een stroomregelklep, een cruciaal onderdeel dat de brandstofstroom regelt tijdens de lancering van de space shuttle en andere raketten. Eddy-stroomtesten stelde het bureau in staat om de toestand van de kleppen te controleren en uiteindelijk werd bepaald dat ze allemaal moesten worden vervangen.