Corriente de Foucault
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Corriente de Foucault. Son las corrientes inducidas en el cuerpo conductor por la variación en el flujo magnético. El resultado es la aparición de una f.e.m. que hace circular una corriente en el material conductor.
En los núcleos de transformadores y bobinas se generan estas tensiones que son inducidas debido a las variaciones de flujo magnético a que se someten aquellos núcleos. Estas tensiones inducidas son causa de que se produzcan corrientes parásitas en el núcleo (llamadas corrientes de Foucault), que no son óptimas para la buena eficiencia eléctrica de estos dispositivos.
Sumario
Historia
El fenómeno de las corrientes de Foucault fue descubierto por el físico francés Léon Foucault en 1851, y por esta razón las corrientes de Foucault a veces se llaman corrientes de Foucault. Foucault construyó un dispositivo que utiliza un disco de cobre se mueven en un campo magnético fuerte para demostrar que las corrientes de Foucault (campos magnéticos) se generan cuando un material se mueve dentro de un campo magnético aplicado.
Prueba de corriente de Foucault empezó en gran parte como resultado del descubrimiento del Inglés científico Michael Faraday de la inducción electromagnética en 1831. Faraday descubrió que cuando un campo magnético pasa a través de un conductor (un material en el que los electrones se mueven con facilidad), o cuando un conductor pasa a través de un campo magnético, una corriente eléctrica fluye a través del conductor si existe un camino cerrado a través del cual la corriente puede circular. En 1879, otro gran avance se produjo cuando otro científico Inglés, David Hughes, demostró cómo las propiedades de un cambio de la bobina cuando se pone en contacto con los metales de diferente conductividad y permeabilidad. Sin embargo, no fue sino hasta la Segunda Guerra Mundial que estos avances en la transmisión y recepción de ondas electromagnéticas, fueron puestos en práctica para probar los materiales.
A partir de 1933, en Alemania, mientras trabajaba para el Kaiser-Wilhelm-Instituto, el profesor Friedrich Förster adaptado la tecnología de corriente de Foucault para uso industrial, el desarrollo de instrumentos para medir la conductividad y para la clasificación mixta de componentes ferrosos. En 1948, Förster fundó su propia compañía en Reutlingen, un negocio basado en las pruebas de corriente de Foucault, que continúa hasta nuestros días. Otras compañías siguieron pronto. Muchos de los avances que se realizaron durante los años 1950 y 1960, especialmente en la industria aeronáutica y nuclear. Ha habido muchos desarrollos recientes en las pruebas de corriente de Foucault, lo que lleva a un mejor desempeño y el desarrollo de nuevas aplicaciones. Prueba de corriente de Foucault es actualmente una técnica de inspección utilizado y bien entendido para la detección de defectos, así como el grosor y las medidas de conductividad.
Ley de las corrientes de Foucault
Ley de las corrientes de Foucault plantea que esta tiende a oponerse a la causa que la produce. Es decir, si una corriente atraviesa a un conductor se van a originar una serie de corrientes a las que llamaremos corrientes de Foucault que van a oponerse a la variación del flujo magnético.
Cual es la importancia de estas corrientes, pues van a producir una serie de pérdidas debidas al efecto Joule que ya estudiaste en su momento. Pero no obstante tienen una aplicación útil desde el punto de vista industrial, es en los denominados hornos de inducción en donde podemos conseguir que debido a estas corrientes de Foucault podamos calentar tanto un metal que incluso lleguemos a fundirlo. Sin embargo en las máquinas eléctricas tenemos que evitar o al menos minimizar el efecto de estas corrientes, las cuales serán pérdidas en el rendimiento de la máquina. Para ello tenemos las siguientes soluciones.
Utilizaciones de:
- Núcleos de chapas: Consiste en una serie de chapas de escaso espesor barnizadas, estas chapas van a permitir el paso del flujo magnético pero evitan las corrientes de Foucault.
- Núcleos de ferrita: Estos núcleos de ferrita por su composición interna evitan las corrientes de Foucault.
- Nucleos de aire: Se utiliza en frecuencias muy altas y como el aire es un aislante las corrientes de Foucault apenas son significativas.
Tipos de aplicaciones con corriente de Foucault
- Detectores portátiles de defectos por corrientes de Foucault
Los detectores de defectos por corrientes de Foucault (EC) portátiles de avanzada permiten inspeccionar piezas metálicas y realizar detecciones altamente confiables de los defectos superficiales y cerca de la superficie. Se dispone de una gama completa de detectores de defectos portátiles para responder a innumerables aplicaciones. Las sondas de corrientes de Foucault generan campos magnéticos que inducen una corriente que fluye a través de una pieza bajo ensayo. Esto modifica el campo magnético de la bobina, así como la magnitud y la fase de su tensión. Entre las aplicaciones, se tiene la detección de defectos superficiales o cerca de la superficie, la clasificación de aleaciones y la inspección de agujeros de pernos.
- Separador de Metales No Férricos por Corrientes de Foucault
El Separador de Metales No Férricos por Corrientes de Foucault (R-SPM) consigue separar los metales no férricos del resto de materiales gracias a su estudiado conjunto magnético denominado tambor inductor, que gira a alta velocidad. Cuando un metal no férrico cruza el campo magnético inducido sufre un efecto de repulsión y salta a una cierta distancia por delante del tambor de Foucault y lejos del resto de materiales.
Disminución de Foucault
Para disminuir el desarrollo de las corrientes de Foucault se emplea el sistema de construir los núcleos de hierro en lugar de macizos, mediante chapas o láminas superpuestas con un espesor de 0.2 a 0.6 mm, aisladas unas de las otras con barniz o papel. Las chapas se hacen con un acero al silicio de alta resistividad, de modo que la intensidad de la corriente inducida disminuye y las pérdidas alcanzan así un valor admisible. Esta construcción no produce la disminución del flujo magnético, pues se dispone siempre según el plano que recorren las líneas de fuerza.
La calidad de estas láminas en cuanto a las pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault se caracteriza por la potencia en vatios (W), disipada por kilo de plancha sometido a una inducción alternativa de una tesla, a razón de 50 ciclos de imantación por segundo.
Ventajas y Limitaciones
Ventajas
- Se aplica a todos los metales, electroconductores y aleaciones.
- Alta velocidad de prueba.
- Medición exacta de la conductividad.
- Indicación inmediata.
- Detección de áreas de discontinuidades muy pequeñas. ( 0.0387 mm2 –0.00006in2 )
- La mayoría de los equipos trabajan con baterías y son portátiles.
- La única unión entre el equipo y el artículo bajo inspección es un campo magnético, no existe posibilidad de dañar la pieza.
Limitaciones
- La capacidad de penetración esta restringida a menos de 6 mm.
- En algunos casos es difícil verificar los metales ferromagnéticos.
- Se aplica a todas las superficies formas uniformes y regulares.
- Los procedimientos son aplicables únicamente a materiales conductores.
- No se puede identificar claramente la naturaleza específica de las discontinuidades.
- Se requiere de personal calificado para realizar la prueba.
