Bazele de încălzire prin inducție
Încălzire prin inducție are loc într-un obiect electric conducător (nu neapărat din oțel magnetic) atunci când obiectul este plasat într-un câmp magnetic diferit. Încălzirea prin inducție se datorează histerezei și pierderilor de curent curent.
Încălzire prin inducție este procesul de încălzire a unui obiect conducător electric (de obicei un metal) prin inducție electromagnetică, prin căldura generată în obiect de curenții de vârstă. Un încălzitor de inducție este format dintr-un electromagnet și un oscilator electronic care trece un curent alternativ de înaltă frecvență (AC) prin electromagnet. Câmpul magnetic alternativ rapid pătrunde în obiect, generând curenți electrici în interiorul conductorului, numiți curenți rotunziți. Curenții turbionari care curg prin rezistența materialului se încălzesc prin încălzirea Joule. În materialele ferromagnetice (și ferrimagnetice) precum fierul, căldura poate fi generată și de pierderi de histereză magnetică. Frecvența curentului utilizat depinde de dimensiunea obiectului, tipul materialului, cuplajul (între bobina de lucru și obiectul care trebuie încălzit) și de adâncimea de penetrare.
Pierderile prin histerezis apar numai în materiale magnetice, cum ar fi oțelul, nichelul și foarte puține altele. Pierderea histerezisului afirmă că acest lucru este cauzat de frecarea dintre molecule atunci când materialul este magnetizat mai întâi într-o direcție și apoi în celălalt. Moleculele pot fi considerate magneți mici care se întorc cu fiecare inversare a direcției câmpului magnetic. Munca (energia) este necesară pentru a le întoarce. Energia se transformă în căldură. Rata de cheltuieli de energie (putere) crește cu o rată crescută de inversare (frecvență).
Pierderile curenților accidentați apar în orice material conductiv într-un câmp magnetic variabil. Acest lucru provoacă poziția, chiar dacă materialele nu au nici una dintre proprietățile magnetice asociate în mod obișnuit cu fierul și oțelul. Exemple sunt cuprul, alamă, aluminiu, zirconiu, oțel inoxidabil nemagnetic și uraniu. Curenții curenți sunt curenți electrici induși de acțiunea transformatorului în material. După cum sugerează și numele lor, se pare că curg în jurul valorii de vârtejuri, pe o mulțime de materiale. Pierderile curenților cu curenți oculari sunt mult mai importante decât pierderile de histerezis în încălzirea prin inducție. Rețineți că încălzirea prin inducție este aplicată materialelor nonmagnetice, unde nu apar pierderi de histerezis.
Pentru încălzirea oțelului pentru întărire, forjare, topire sau orice alte scopuri care necesită o temperatură peste temperatura Curie, nu putem depinde de histerezis. Oțel își pierde proprietățile magnetice peste această temperatură. Atunci când oțelul este încălzit sub punctul Curie, contribuția histerezisului este de obicei atât de mică încât poate fi ignorată. În toate scopurile practice, I2R ale curenților turbionari este singura modalitate prin care energia electrică poate fi transformată în căldură în scopuri de încălzire prin inducție.
Două lucruri de bază pentru încălzirea prin inducție:
- Un câmp magnetic în schimbare
- Un material electric conductiv introdus în câmpul magnetic