Principals conceptes bàsics de calefacció
Calefacció d'inducció té lloc en un objecte conductor elèctricament (no necessàriament acer magnètic) quan l'objecte es col·loca en un camp magnètic variable. L’escalfament per inducció es deu a la histèresi i a les pèrdues de corrent de pluja.
Calefacció d'inducció és el procés d’escalfar un objecte conductor elèctricament (normalment un metall) per inducció electromagnètica, mitjançant la calor generada en l’objecte per corrents de corrent. Un escalfador d’inducció està format per un electroimant i un oscil·lador electrònic que passa un corrent altern d’alta freqüència (AC) a través de l’electroimant. El camp magnètic alternant ràpidament penetra a l’objecte, generant corrents elèctrics a l’interior del conductor, anomenats corrents de remolí. Els corrents tòrrids que flueixen a través de la resistència de la calor del material mitjançant l'escalfament Joule. En materials ferromagnètics (i ferrimagnètics) com el ferro, també es pot generar calor per pèrdues d’histeresi magnètica. La freqüència de corrent emprada depèn de la mida de l'objecte, el tipus de material, l'acoblament (entre la bobina de treball i l'objecte que s'ha d'escalfar) i la profunditat de penetració.
Les pèrdues d'histèresi només es produeixen en materials magnètics com l'acer, el níquel i molt pocs. La pèrdua d'histèresi indica que això és causat per la fricció entre molècules quan el material es magnetitza primer en una direcció, i després en l'altre. Les molècules poden considerar-se com petits imants que giren amb cada inversió d'adreça del camp magnètic. Es necessita treball (energia) per activar-los. L'energia es converteix en calor. La taxa de despeses d'energia (potència) augmenta amb una major taxa de reversió (freqüència).
Les pèrdues d'Eddy-Current es produeixen en qualsevol material conductor en un camp magnètic variable. Això provoca un encapçalament, fins i tot si els materials no tenen cap de les propietats magnètiques solen associar-se al ferro i l'acer. Exemples són coure, llautó, alumini, zirconi, acer inoxidable no magnètic i urani. Els corrents de Foucault són corrents elèctrics induïts per l'acció del transformador en el material. Com el seu nom indica, semblen fluir en remolins en remolins dins d'una massa sòlida de material. Les pèrdues d'Eddy-actual són molt més importants que les pèrdues d'histèresi en la calefacció d'inducció. Tingueu en compte que la calefacció per inducció s'aplica a materials no magnètiques, on no es produeixen pèrdues d'histèresi.
Per a la calefacció de l'acer per a l'enduriment, la forja, la fosa o qualsevol altre propòsit que requereixi una temperatura per sobre de la temperatura de Curie, no podem dependre de la histèresi. L'acer perd les seves propietats magnètiques per sobre d'aquesta temperatura. Quan l'acer s'escalfa per sota del punt Curie, la contribució de la histèresi sol ser tan petita que es pot ignorar. Per a tots els efectes pràctics, l'I2R dels corrents de Foucault és l'única manera en què l'energia elèctrica es pot convertir en calor per a la calefacció d'inducció.
Dues coses bàsiques per a la calefacció d'inducció que es produeixi:
- Un camp magnètic canviant
- Un material conductor elèctric situat al camp magnètic