Wirbelströme

Dieser Stoff wurde am 27. 1. 2005 behandelt

Versuch zur Vorlesung: Fallrohre (Versuchskarte EM057)

Wirbelströme in Metallen

Wenn sich ein Metallstück in einem inhomogenen Magnetfeld befindet, dann muss für jede Bahnkurve $S$ das Faradaysche Induktionsgesetz gelten. Da der Leiter einen spezifischen Widerstand $\rho_{el}$ hat, fliesst bei einer Änderung des Flusses durch $S$, zum Beispiel, indem man den Leiter bewegt, ein durch die induzierte Spannung getriebener Strom. Die Richtung des Stromes ist so, dass er sich einer Änderung des magnetischen Flusses widersetzt. Bei einem perfekten Leiter, müssten enorm grosse Kräfte aufgebracht werden, um das Metallstück mit einer minimalen Geschwindigkeit bewegen zu können. Durch die Dissipation im Ohmschen Leiter wird der induzierte Strom geschwächt, so dass die der Bewegung entgegengesetzte Kraft umso kleiner ist, je schlechter die Leitfähigkeit des Metalls ist.

Wirbelströme können vermindert werden, indem das Metall geschlitzt wird oder in Lagen mit Isolatoren dazwischen gebündelt wird.

Anwendungen

• Wirbelstrombremse beim ICE
• Retarder in LKWs
• Dämpfung von Schwingungen in Rastertunnelmikroskopen
• In Transformatoren und Motoren verwendet man geschlitzte Bleche