Basiese beginsels van induksie
Induksie verwarming vind plaas in 'n elektries geleidende voorwerp (nie noodwendig magnetiese staal nie) wanneer die voorwerp in 'n wisselende magnetiese veld geplaas word. Induksieverhitting is te wyte aan die histerese en die verlies aan rysstowwe.
Induksie verwarming is die proses om 'n elektries geleidende voorwerp (meestal 'n metaal) te verhit deur elektromagnetiese induksie, deur hitte wat deur die regte strome in die voorwerp opgewek word. 'N Induksieverwarmer bestaan uit 'n elektromagneet en 'n elektroniese ossillator wat 'n hoëfrekwensie-wisselstroom (AC) deur die elektromagneet laat beweeg. Die vinnig-afwisselende magnetiese veld dring deur die voorwerp op, wat elektriese strome in die geleier genereer, genaamd rommelstrome. Die rommelstrome wat deur die weerstand van die materiaal vloei, verhit dit deur Joule-verhitting. In ferromagnetiese (en ferrimagnetiese) materiale soos yster, kan hitte ook gegenereer word deur magnetiese histerese verliese. Die frekwensie van die gebruikte stroom hang af van die grootte van die voorwerp, die materiaaltipe, die koppeling (tussen die werkspoel en die voorwerp wat verhit moet word) en die indringingsdiepte.
Hysterese verliese kom slegs voor in magnetiese materiale soos staal, nikkel en baie min ander. Hysterese verlies verklaar dat dit veroorsaak word deur wrywing tussen molekules wanneer die materiaal eers in een rigting gemagnetiseer word, en dan in die ander. Die molekules kan beskou word as klein magnete wat omdraai met elke omkering van rigting van die magnetiese veld. Werk (energie) word vereis om hulle om te draai. Die energie omskep in hitte. Die uitgawekoers van energie (krag) neem toe met 'n toename in omkeer (frekwensie).
Wortelstroomverlies vind plaas in enige geleidende materiaal in 'n wisselende magnetiese veld. Dit veroorsaak opskrif, selfs al het die materiaal nie een van die magnetiese eienskappe wat gewoonlik met yster en staal verband hou nie. Voorbeelde hiervan is koper, koper, aluminium, sirkonium, nie-magnetiese vlekvrye staal en uraan. Eddy strome is elektriese strome wat deur transformatoraksie in die materiaal ingevoer word. Soos hulle naam impliseer, lyk dit of hulle rondbeweeg in wervels op eddies binne 'n stewige massa materiaal. Eddy-huidige verliese is baie belangriker as histerese verliese in induksie verwarming. Let daarop dat induksieverwarming toegepas word op niemagnetiese materiale, waar geen histerese verliese voorkom nie.
Vir die verhitting van staal vir verharding, smelting, smelting of enige ander doeleindes wat 'n temperatuur bo Curie temperatuur benodig, kan ons nie afhanklik wees van histerese nie. Staal verloor sy magnetiese eienskappe bo hierdie temperatuur. Wanneer staal onder die Curie-punt verhit word, is die bydrae van histerese gewoonlik so klein dat dit geïgnoreer kan word. Vir alle praktiese doeleindes, die I2R van die wervelstrome is die enigste manier waarop elektriese energie hitte kan word vir induksieverwarmingsdoeleindes.
Twee basiese dinge waar induksie verwarming plaasvind:
- 'N Veranderende magnetiese veld
- 'N Elektries geleidende materiaal wat in die magnetiese veld geplaas word