Dòng điện xoáy và từ trễ trong lõi thép Dòng điện Foucalt, hay dòng điện Phucô hoặc dòng điện xoáy, là hiện tượng dòng điện sinh ra khi ta đặt một vật dẫn điện vào trong một từ trường biến đổi theo thời gian hay vật dẫn chuyển động cắt ngang từ trường. Nhà vật lý người Pháp Léon Foucault (1819-1868) là người đầu tiên đã chứng minh sự tồn tại của các dòng điện cảm ứng trong vật dẫn nhờ tác dụng của một từ thông biến thiên. Nguyên nhânvật lý gâynên dòng điện Foucault chính là lực Lorentz haylực điện tươngđối tính tác động lên các hạt tích điện có thể chuyểnđộng tự do trong vật dẫn. Dòngđiện Foucaultluôn chốnglại nguyên nhân gây ranó, theo định luật Lenz. Nó tạo ra một cảm ứng từ có từ thông ngược nhằm chống lại sự biến thiêncủa từ thông đã tạo ra nó; hoặc tươngtác với từ trường tạo ranó gây ralựccơ học luôn chống lại chuyển động củavật dẫn. Dòngđiện Foucaultcũnglà mộthiệu ứngvật lý, trongnhiều hiệu ứng liên quan đến cảmứng điện từ,có nhiều ứng dụnghay ý nghĩa thực tiễn. Nó cũng cóchung bản chất với hiệu ứngbề mặt trongcác dây dẫnđiện xoaychiều. Foucaultđã làm thí nghiệm sauđể khám phá radòng điện mangtên ông: 1. Ông quaymột đĩa kim loại quanh mộttrụckhông ma sát. Đĩa quay mộtlúc lâu. 2. Ông lặp lại thí nghiệm trên,nhưng đặt đĩa kim loại trong mộttừ trường mạnh. Đĩa nhanhchóngdừng lại khi được đưavào từ trường,và đồng thời bị nóng lên. Thí nghiệmtrên có thể giải thích như sau: Các hạt tích điện có thể chuyểnđộng tự do trongđĩa kimloại (cụ thể là electron),chuyển động,cùng với đĩa, trongtừ trường sẽ chịulực Lorentz gâyra bởi từ trường, làm lệch quỹ đạo chuyển động. Điều nàycũngcó nghĩa làcác hạt tích điện này sẽ chuyển động tươngđối so với đĩa tạo ra dòng điện xoáy, dòng điện Foucault,trong đĩa. Dòngđiệnnày bị cản trở bởi điện trở của đĩa và sinhra nhiệt lượnglàm nóngđĩa. Theo định luật bảo toàn năng lượng, động năng của đĩa đang quayđược chuyển hóa thành nhiệt năngcủa nó, và đĩa buộc phảiquay chậm lại khi nóng lên. Trongcác máy biến thế và động cơ điện, lõi sắt củachúng nằm trong từ trường biến đổi. Trong lõi có các dòng điện Foucaultxuất hiện. Dohiệu ứng Joule-Lenz, năng lượngcủa cácdòng Foucaultbị chuyển hóa thành nhiệt làm máy nhanhbị nóng,một phần năng lượng bị hao phí và làm giảm hiệu suất máy. Để giảm tác hạinày, người ta phải giảm dòng Foucault xuống. Muốn vậy, ngườita tăng điện trở của cáclõi. Người ta khôngdùng cả khối sắt lớn làmlõi màdùng nhiều lásắt mỏngđượcsơn cách điệnvà ghép lại vớinhau sao cho cáclát cắtsong song với chiều của từ trường. Dòngđiện Foucaultdođó chỉ chạy trong từnglá mỏng.Vì từng lá đơn lẻ có kích thước nhỏ, do đó có điệntrở lớn, nên cường độ dòngđiện Foucaulttrongcác lá đó bị giảm đi nhiều so với cườngđộ dòng Foucault trong cả khối sắtlớn. Vì vậy, năng lượngđiệnbị haophí cũnggiảm đi. Đó là lý do tại saocác máybiếnthế truyền thống thườngdùng các lõi tôn silic(sắt silic)được cán mỏngbởi chúngcó điện trở suấtsẽ làm giảm thiểu tổn haodo dòng Foucault; hoặc cáclõi biếnthế hiện nay sử dụngcác vật liệu từ mềm đặc biệt là hợp kim tinh thể nanocó điện trở suất cao.Trong kỹ thuật cao tần vàsiêu cao tần, người ta bắt buộcphải sử dụng lõi dẫn từ là các vật liệu gốm ferit có điện trở suất cao làm tổn hao Foucaultđược giảmthiểu. Từ trễ làhiện tượngbất thuận nghịchgiữa quá trìnhtừ hóa và đảo từ ở các vật liệu sắt từ do khả năng giữ lại từ tính của các vật liệu sắt từ. Hiện tượng từ trễ là một đặc trưng quantrọng vàdễ thấy nhấtở các chất sắt từ. Hiện tượng từ trễ đượcbiểu hiện thôngqua đường congtừ trễ (Từ độ - từ trường, M(H) hayCảmứng từ - Từ trường, B(H)),đượcmô tả như sau: saukhitừ hóa một vật sắttừ đến một từ trường bất kỳ, nếu ta giảm dần từ trường và quaylạitheo chiềungược, thì nó không quaytrở về đường cong từ hóa ban đầu nữa, mà đi theo đườngkhác.Và nếu ta đảo từ theo một chu trìnhkín (từ chiềunày sangchiều kia), thì ta sẽ có một đườngcong kín gọi là đường cong từ trễ hay chu trình từ trễ. Tính chất từ trễ là một tínhchất nội tại đặc trưng củacác vật liệu sắt từ,và hiệntượng trễ biểu hiện khả năng từ tính của của các chất sắt từ. Âm thanh và ngưỡng nghe TC- Sound Transmission Class (dB) Độ truyền âm thanh (dB) • Ví dụ: Vách ngăn có trị số cách âm STC=57, có nghĩa là âm thanh đến có mức cường độ ví dụ là 80dB, khi qua vách ngăn, âm thanh bị cản lại 57dB và truyến qua vách ngăn (80dB-57dB)= 23dB • 2 lớp khung so le, 2 lớp thạch cao 12,5 mm, sử dụng bông thủy tinh: 57 - 70 STC • 1 lớp khung, 2 lớp thạch cao 12,5 mm, sử dụng bông thủy tinh: 47 - 51 STC • 1 lớp khung, 1 lớp thạch cao 12,5 mm, sử dụng bông thủy tinh: 39 - 45 STC Bản chất âm thanh là gì? - Âm thanh đượctruyền đi dưới dạngsóng cơ học (sóngâm) - Sóng âm truyền đượctrong môi trường: • Không khí • Chấtlỏng • Chấtrắn • Hoàntoàn không truyền đượctrongmôi trường chân không - Sóng âm truyền tới tai, nén vào màngnhỉ, làm màng nhỉ daođộng cùng tần số nguồn => tạo ra cảm giác âmthanh trong tai khitần số sóng đạtđến một độ lớn nhất định. Ngưỡng nghe âm thanh là gì? - Tai người có thể ngheđược âmthanhcó tần số từ 16 -20.000Hz - Ngưỡngnghe của âm thanh phụ thuộc vào tần số, cường độ của âm: - Vd: 2 âm cócùng cường độ 10-7 w/m2 Tần số 1000 Hz =>là một âm khá “to” nghe rõ Tần số 50 Hz => là mộtâm rất “nhỏ” chỉ hơi nghe thấy - Tai người ngherõ nhất cho các âm nằm trongmiền 1000 - 5000Hz - Vận tốc truyềnâm phụ thuộc vào vật liệu vàmật độ của môi trường (Vchấtrắn > Vchất lỏng > Vchất khí) Làm sao để xác định ngưỡng nghe của âm thanh? - Ngưỡngnghe của âm thanh phụ thuộc vào tần số, cường độ của âm, khó xác định - Nhà vật lý Mỹ A.G BEN (1847-1922) đã nghiêncứu sự thụ cảm âm thanh. - Tênông đượcđặtcho mức cường độ âm (BEN) - Công thức xác định mứccườngđộ âm: - L(dB)= 10lg (I/I0), trongđó: I: là gía trị tuyệt đối của cường độ âm I0: là gíatrị của cường độ âm chuẩn (tần số 1000Hz) - Từ công thứctrên tacó được miền nghecủa tai người: có mứccường độ âm từ 0 - 120 dB Thiết bị tiêu âm Trongkỹ thuật điều hoà không khí người ta thường sử dụng cácthiết bị tiêu âm nhằm giảm âm thanhphátra từ các thiết bị và dòng khôngkhí chuyển động truyền đến khu vực xungquanhvà đặcbiệt là truyền vào phòng. Đối với cácthiết bị nhỏ như các quạt, FCu và AHU người ta bọc kínthiết bị bằngcác hộp tiêu âm để hút hếtcác âmthanhphát xạ từ thiết bị không để chúng lan truyền ra chungquanh. Đối với các AHUlớn, phòng máy Chillerngười ta đặt trong các phòng máykín có bọc cách âm. Đối với dòng khôngkhí người ta sử dụng các hộptiêu âmđặt trên đường đi. Các hộp tiêu âm này có nhiệm vụ hút hết âmlantruyền theodòngkhôngkhí chuyển động. Dưới đâytrình bày cấu tạo của hộp tiêu âm đặttrên đườngống. Trênhình là cấu tạo của hộp tiêu âm thườngđược sử dụng trong kỹ thuật điềuhoà khôngkhí. Cấu tạo của hộp tiêu âm gồmcác lớpsau đây (kể từ trong rangoài) : - Lớptôn có đựclỗ đườngkính 6, a=20mm - Lớpvải mỏng - Lớpbông hútâm - Lớptôn vỏ ngoài Hộp tiêu âmđược địnhhình nhờ khung gỗ baoquanh .Độ dày Dcủa lớp bông thuỷ tinh nằmtrongkhoảng 100- 300mm.Độ dày càng lớn khả năng hút âmcàng tốt. Lớptrong cùnglà lớp tôn đục lỗ ,các lỗ có tácdụng hút âm thanh,trong một số trường hợp ngườitasử dụnglứới sắt hoặc lưới nhựađể thay thế. . Dòng điện xoáy và từ trễ trong lõi thép Dòng điện Foucalt, hay dòng điện Phucô hoặc dòng điện xoáy, là hiện tượng dòng điện sinh ra khi ta đặt một vật dẫn điện vào trong một từ trường biến. liệu sắt từ. Hiện tượng từ trễ là một đặc trưng quantrọng vàdễ thấy nhấtở các chất sắt từ. Hiện tượng từ trễ đượcbiểu hiện thôngqua đường congtừ trễ (Từ độ - từ trường, M(H) hayCảmứng từ - Từ trường,. thành nhiệt năngcủa nó, và đĩa buộc phảiquay chậm lại khi nóng lên. Trongcác máy biến thế và động cơ điện, lõi sắt củachúng nằm trong từ trường biến đổi. Trong lõi có các dòng điện Foucaultxuất hiện.