Els corrents de Foucault són corrents induïts en les masses d'metàl·lics conductors que estan immersos en un camp magnètic variable o que, en moviment, a través d'un camp magnètic constant o variable. En qualsevol cas, és la variació de l'flux magnètic la que genera aquests corrents. El fenomen va ser descobert pel físic francès Jean Bernard Léon Foucault en 1851.
En alta freqüència: utilitzant nuclis amb materials magnètics que tinguin baixa conductivitat elèctrica (com ara ferrita).
Els corrents de Foucault creen pèrdues d'energia a través de l'efecte Joule. Més concretament, aquests corrents transformen formes útils d'energia, com la cinètica, en calor no desitjat, de manera que generalment és un efecte inútil, quan no perjudicial. Al seu torn disminueixen l'eficiència de molts dispositius que fan servir camps magnètics variables, com els transformadors de nucli de ferro i els motors elèctrics. Aquestes pèrdues es poden minimitzar considerablement.
Com funcionen els corrents de Foucault?
Els corrents de Foucault són causades pel moviment (o variació) d'el camp magnètic que passa a través d'un conductor. El moviment relatiu genera la circulació d'electrons, és a dir, el corrent, al conductor, d'acord amb la llei de Faraday. Aquests electrons, movent-se en vòrtex, generen al seu torn un camp magnètic en la direcció oposada a la variació de camp magnètic aplicat (veure la llei de Lenz). El fenomen s'accentua:
- amb l'augment de el camp magnètic aplicat (si és sinusoïdal amb el quadrat de l'amplitud)
- Amb l'augment de la conductivitat de l'conductor travessat pel camp magnètic.
- Amb una velocitat relativa creixent entre el camp magnètic i el conductor.
- si el camp magnètic és variable periòdicament amb l'augment de la seva freqüència (si és sinusoïdal amb llei proporcional a el quadrat de la freqüència)
En aquest cas, com més gran és la intensitat dels corrents d'vòrtex que es desenvolupen i més fort és el camp magnètic que generen (i s'oposen a el camp magnètic original).
El corrent que es desenvolupa en el conductor té una forma giratòria perquè els electrons estan subjectes a la Força de Lorentz, que és perpendicular a la direcció dels electrons en moviment. Per tant, giren cap a la dreta o cap a l'esquerra, depenent de la direcció de el camp aplicat i de la variació de camp augmentant o disminuint. La resistivitat de l'conductor amorteix aquests corrents.
Els corrents de Foucault generen pèrdues d'energia a l'escalfar el conductor (efecte Joule). Aquest fenomen en moltes aplicacions és negatiu perquè aquesta generació de calor no té cap efecte útil. Per exemple, en transformadors i motors elèctrics es determina una disminució en l'eficiència.
Aquestes pèrdues poden atenuar-se triant un nucli magnètic que tingui una baixa conductivitat (per exemple: ferrita, acer a l'silici) o subdividint el nucli magnètic en capes primes, aïllades elèctricament (laminació). D'aquesta manera, els electrons no poden creuar la capa aïllant entre les laminacions i l'àrea tancada per la seva trajectòria es redueix.
De manera que com més gran sigui el nombre de laminacions per unitat d'àrea, paral·leles a el camp magnètic aplicat, més gran serà la reducció dels corrents disperses. Les pèrdues actuals de paràsits no sempre són un fenomen no desitjat.
Exemples on s'utilitzen els corrents de Foucault
- El fre magnètic utilitzat en trens i atraccions per a parcs d'atraccions. En el primer cas, durant la frenada, s'aplica un camp magnètic a la roda de metall mitjançant un electroimant que genera els corrents de fugida en la roda. Aquests corrents troben resistència a l'fluir a través del metall generant calor i això augmenta la fricció, permetent una frenada més intens amb menys possibilitats de lliscament de la roda a les vies. En el segon cas, s'utilitzen imants permanents, a través dels quals passa una fulla d'un bon metall conductor (coure o alumini).
- Trens de levitació electromagnètica que utilitzen motors lineals.
- Reciclatge de residus: s'utilitza per separar les llaunes d'alumini, induint un camp magnètic en elles.
- Superconductors. Els superconductors generen corrents sense pèrdues. Els corrents de dispersió que es produeixen són iguals i oposades a el camp magnètic extern, per la qual cosa resulten nul·les, el que permet la levitació magnètica.
- Assaigs estructurals no destructius (NDT). Els corrents de dispersió es fan servir comunament per a proves no destructives i per examinar defectes en una gran quantitat d'estructures metàl·liques, per exemple: intercanviadors de calor, bucs i altres parts estructurals d'aeronaus.
- Generar calor en forns d'inducció.
- Cuines d'inducció.
- Sistemes electrònics de reconeixement de monedes (màquines expenedores).
- Micròfons dinàmics.
- Sensors de proximitat.