Lorentz-Kräfte in der Schleife heben sich gegenseitig auf, also wie funktionieren Wirbelstrombremsen?

Stellen Sie sich Ihre Metallplatte viel kleiner vor – so klein, dass sie sich in einem gleichmäßigen Magnetfeld befindet, wenn sie sich zwischen den Polen bewegt. Dann wird zwischen Ober- und Unterkante der Platte eine konstante Spannung erzeugt – wie bei einem Generator. Kein Strom, sobald sich die Elektronen im Metall nach oben oder unten gestapelt haben. Der Wirbelstrom ist das Ergebnis der Ungleichmäßigkeit des Magnetfelds – unterschiedliche induzierte Spannungen erzeugen einen Ausgleichsstrom, der horizontal ist und Raum für die vertikale Anhäufung neuer Elektronen schafft – das ist der Wirbel.

Aber dein Bild ist falsch. Der Ausgleichsstrom ist kein einzelner Kreis, sondern zwei, und ihre Zentren befinden sich an den Rändern des Magneten. Siehe das folgende Wikipedia-Bild aus "Eddy Current Brake"

Es gibt einen kontinuierlichen Strom im Metall, der eine Dissipation verursacht, aber anscheinend sollte es immer noch keinen Grund zum Bremsen geben, da die beiden Wirbel als Elektromagnete wirken, die die Platte in Richtung der Pole drücken und diese Bewegung mechanisch verhindert wird.

Die Existenz Ihrer Frage deutet darauf hin, dass Sie nichts über die Energie hören wollen - Sie wollen die Kräfte sehen, die Sie als die grundlegenden Hauptgründe für das Bremsen sehen, und auch für diese sogenannte Energie, die Sie nur als künstliche (= berechnete) sehen nur) Ergebnis.

Das ist Ihr Hauptfehler. Die Kraft wird durch die Änderung der Feldenergie verursacht, die Energie wird nicht durch die Kraft verursacht. Wenn irgendwo eine Bewegung die Dissipation der Energie verursacht, dann braucht diese Bewegung Energie und sie muss durch Arbeit erzeugt werden. Die Kraft erscheint in einer solchen Richtung, dass die Arbeit verrichtet wird. In diesem Fall sehen wir das Bremsen.

Nachtrag für die supraleitende Platte: Siehe Bild. Lassen Sie die Platte gerade von links angekommen sein. Ich habe das folgende Bild horizontal gedreht, um die Richtungen wie im Wikipedia-Bild beizubehalten:

Der Wirbelstrom hat also erzeugt. Der Curret ist auf der rechten Seite unseres Tellers genauso wie zB auf dem Bild. Der Rückwärtsstrom füllt die linke Seite. Also - was wird mit dem Magnetfeld verursacht? Es hat innerhalb der Platte gestempelt. Der nicht verlustbehaftete Strom ist gerade in die Maßnahmen hineingewachsen, die das Magnetfeld aufheben. Es ist kein Effekt mehr verfügbar. Da das Gesamtvolumen des Magnetfelds abgenommen hat, ist seine Gesamtenergie geringer geworden. Diese Art der Änderung der Gesamtfeldenergie ist anziehend, sodass die Platte in den Raum zwischen den Magnetpolen gesaugt wird. Das erhöht natürlich die Geschwindigkeit unseres Pendels und dieser Geschwindigkeitsschub hilft dem Pendel aus dem Loch, wenn der Magnet versucht, es zurückzusaugen.

Fazit: Ein supraleitendes Pendel erhält einen Geschwindigkeitsschub, wenn es in den Schlitz zwischen den Polen eintritt. Dieser Geschwindigkeitsschub geht verloren, wenn das Pendel die mittlere Position überschreitet. Es findet kein permanentes Beschleunigen oder Bremsen statt. Denken Sie an einen Ball, der über ein sanftes Grübchen rollt.

"Die Kräfte heben sich aufgrund der Symmetrie des Kreises auf" und ich denke, hier ist Ihr Verständnis falsch. Es ist nur wahr, wenn sich der Vollkreis im selben Magnetfeld befindet.

Denken Sie stattdessen daran, dass der Strom dort induziert wird, wo sich das Magnetfeld ändert.

Also (unter Bezugnahme auf Ihr Diagramm), wo der Leiter in das Feld eintritt, wird ein nach unten fließender Strom induziert. Und die ausgeübte Kraft ist rückwärts, dh verzögert das Pendel. (Wie es aus Energieerhaltungsgründen sein muss).

Und wo der Leiter das Feld verlässt, geht der induzierte Strom nach oben – weil sich die Richtung der Flussänderung umgekehrt hat. Die ausgeübte Kraft ist also immer noch rückwärts, dh das Pendel wird wieder verzögert. (wieder Energieerhaltung).

Die Kräfte addieren sich also, aber wegen der Umkehrung (Verlassen des Feldes statt Betreten) summieren sie sich nicht zu 0, sondern zum Doppelten der individuellen Kraft.

Der Wirbelstrom trifft auf einen Widerstand und erwärmt das Pendel, irgendwoher muss diese Energie ja kommen.

Der durch das Magnetfeld induzierte Strom selbst erzeugt ein Magnetfeld, das nicht dem Feld des Permanentmagneten entspricht (es ist aufgrund von Widerstandsverlusten schwächer und hat auch eine andere Form, da der Strom die Kante des Pendels nicht überqueren kann). , woher die Bremswirkung kommt.