Eddy Akımı Nedir? Nerelerde Kullanılır?

Manyetizma için oldukça önemli olan eddy akımı, değişken bir manyetik alan sonucu iletkenlerde oluşan akım olarak tanımlanır. Girdap şeklinde iletkenden aktığı için girdap akımı da denir.

A- A+

03.04.2022 tarihli yazı 11496 kez okunmuştur.

Eddy akımı değişken bir manyetik alana tepki olarak iletkenler içerisinde oluşan akım olarak tanımlanır. Eddy akımları manyetik alan düzlemine paralel sıkı döngüler halinde temsil edilir. Lenz yasasına göre bu akım değişken manyetik alana tepki için girdap şeklinde akış oluşturmaya çalışır. Bu çabasından dolayı eddy akımlarına “Girdap Akımı” da denir. Eddy akımı Fransız fizikçi Leon Foucault tarafından 1855 yılında bulunmuştur.

Eddy Akımının Gösterimi

►İlginizi Çekebilir: Manyetik Alanını Tanımı ve Özellikleri

Eddy akımları sadece iletken malzemelerin içerisinde indüklenir ve bu indüklenme çatlaklar ve korozyon gibi yapısal kusurlardan dolayı bozulabilir. Ayrıca bu akım yapının yüzeyinde en yüksek seviyedeyken derinlere indikçe değeri azalır.

Eddy akımları bazı durumlarda çok faydalı olsa da bazı durumlarda hiç istenmez. Örneğin transformatör çekirdeği gibi malzemelerde bu akım istenmeyen yüksek ısı kayıplarına neden olur. Fakat ısıtma, kaynak, frenleme gibi çeşitli endüstriyel işlemlerde eddy akımlarının oluşması tercih edilir. Şimdi transformatörlerde eddy akımlarını inceleyerek konuyu daha iyi anlayacağız.

Eddy Akımının Transformatörlere Etkisi

Transformatör çekirdeğinin içindeki manyetik alan akışı, Faraday ve Lenz yasasına göre çekirdekteki emk’yı indükler. Bu durum sonucunda çekirdekten eddy akımı akmaya başlar. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi sargı akımı (i(t)) sonucu üretilen manyetik alan (B(t)) eddy akımının çekirdekte akmasına neden olur.

Transformatör İçerisinde Eddy Akımı

►İlginizi Çekebilir: Manyetik Maddelerin Sınıflandırılması

Transformatörlerde eddy akımları sonucu yaşanan kayıplar aşağıdaki formül ile hesaplanır.

P_eddy = k_ef² B_m² τ²

k_e = Malzemenin boyutuna bağlı ve malzemenin özdirenci ile ters orantılı bir sabittir.
f = Uyarma kaynağının frekansını belirtir.
B_m= Manyetik alanın tepe değeridir.
τ = Malzemenin kalınlığıdır.

Gördüğünüz gibi eddy akımı kayıpları birçok parametreye bağlı. Bu kayıpları azaltmak için çekirdek yapısında değişiklik yapılır. Transformatörün çekirdeği laminasyon adı verilen ince plakaların bir araya istiflenmesiyle oluşturulur. Her plaka yalıtılır. Böylece eddy akımı plakaların çok küçük bir kesit alanından akar. Aşağıdaki şekilden de göreceğiniz gibi akımın akış yolu minimuma düşer.

Aşağıdaki videoyu izleyerek de eddy akımı hakkında daha somut bir bilgiye sahip olabilirsiniz.

Eddy Akımının Kullanım Alanları

Trenlerdeki Frenleme Mekanizması:

Trenlerin metal tekerleri vardır ve tren metal raylar üzerinde ilerler. Yani ortam gayet ilektendir. Tren fren uyguladığında tekerlerde bir manyetik alan oluşur. Bu manyetik alanın oluşması sonucu eddy akımı ortaya çıkar. Tekerlerdeki manyetik alan ve eddy akımı arasındaki manyetik etkileşim sonucu trenler yavaşlar. Tren yavaşladıkça frenleme kuvveti azalacağından tren durduğunda manyetik alan da ortadan kalkar.

Manyetik Levitasyon:

Maglev trenlerini hepimiz duymuşuzdur. Manyetik levitasyon sürtünmesiz bir ulaşım sağlamak için Maglev Tren sistemlerinde kullanılmaktadır. Manyetik levitasyon bir bakıma itici görevi görmektedir. Trene yerleştirilmiş süper ilekten mıknatıs değişken bir manyetik alan üretir ve bunun sonucunda trenin üzerinde gittiği sabit iletken levha üzerinde eddy akımları oluşur. Eddy akımları manyetik levitasyon kuvveti üretmek için manyetik alan ile etkileşime girer. Böylece manyetik levitasyon üretilmiş olur ve tren harekete geçer.

Araçlardaki Hız Göstergeleri:

Ulaşım araçlarının hepsinde bir hız göstergesi bulunur. Bu gösterge aracın hızına göre dönen bir mıknatısa sahiptir. Aracın tekerlek sisteminde bulunan kampanalarda eddy akımı oluşur. Kampana dönen mıknatıs yönünde hareket ettiğinde göstergede aracın hızını görürüz.

Tahribatsız Muayene:

Eddy akımı büyük yapılar ve uçaklar gibi malzeme yapısının büyük önem taşıdığı yerlerdeki kusurları belirlemek için kullanılır. Yapının üzerindeki bir bölümdeki manyetik alandaki değişiklik eddy akımlarını doğurur. Bu manyetik alan değişikliği yapının yüzeyinde bir kusur olduğunda ortaya çıkabilir. Eddy akımları sayesinde bu kusurlu yüzeyler tespit edilir. Örneğin bir savaş uçağını ele aldığımızda uçağın yüzeyindeki kusurlar çok büyük sorunlara yol açabilir.