Induktsioonkütte põhitõed
Induktsioonkuumutus toimub elektrit juhtivas objektis (mitte tingimata magnetilise terasega), kui objekt on paigutatud muutuvasse magnetvälja. Induktsioonkuumutus on tingitud hüstereesist ja pöörisvoolu kadudest.
Induktsioonkuumutus on elektrit juhtiva objekti (tavaliselt metalli) kuumutamine elektromagnetilise induktsiooni teel, mille objektist tekitavad pöörisvoolud. Induktsioonkütteseade koosneb elektromagnetilisest ja elektroonilisest ostsillaatorist, mis laseb läbi elektromagneti kõrge sagedusega vahelduvvoolu (AC). Kiirelt vahelduv magnetväli tungib läbi objekti, tekitades juhi sees elektrivoolu, mida nimetatakse pöörisvooludeks. Materjali takistuse kaudu voolavad pöörisvoolud soojendavad seda Joule'i kuumutamisel. Ferromagnetilistes (ja ferrimagneetilistes) materjalides, nagu raud, võib soojust tekitada ka magnetiline hüstereesikaotus. Kasutatava voolu sagedus sõltub objekti suurusest, materjali tüübist, ühendusest (tööpooli ja kuumutatava objekti vahel) ja läbitungimissügavusest.
Hüstereesi kadu tekib ainult magnetilistes materjalides, nagu teras, nikkel ja väga vähesed teised. Hüstereesi kadu näitab, et see on tingitud molekulide hõõrdumisest, kui materjal magnetiseeritakse kõigepealt ühes suunas ja seejärel teises. Molekule võib pidada väikesteks magnetiteks, mis pöörlevad magnetvälja iga suuna pöördumise korral. Nende ümberpööramiseks on vaja tööd (energiat). Energia muundub soojuseks. Energiakulu (võimsus) suureneb suurenenud pöörlemiskiirusega (sagedus).
Pöördvoolukaod tekivad igas juhtivas materjalis erinevas magnetväljas. See põhjustab suunda isegi siis, kui materjalidel ei ole ühtegi magnetilist omadust, mis tavaliselt on seotud raua ja terasega. Näited on vask, messing, alumiinium, tsirkoonium, mittemagnetiline roostevaba teras ja uraan. Eddyvoolud on elektrivoolud, mida indutseerib materjali transformaator. Nagu nende nimi viitab, näib, et nad voolavad ringi tahkete materjalide tahke massi sees. Pöördvoolukaod on palju olulisemad kui hüstereesi kadu induktsioonkuumutamisel. Pange tähele, et induktsioonkuumutust rakendatakse mittemagnetilistele materjalidele, kus ei esine hüstereesi kadu.
Terase kuumutamiseks, sepistamiseks, sulatamiseks või mis tahes muuks otstarbeks, mis nõuab temperatuuri üle Curie temperatuuri, ei saa me sõltuda hüstereesist. Teras kaotab selle temperatuuri ületavad magnetilised omadused. Kui terast kuumutatakse alla Curie punkti, on hüstereesi panus tavaliselt nii väike, et seda saab ignoreerida. Kõigil praktilistel eesmärkidel I2Rööpvoolude R on ainus viis, kuidas elektrienergiat saab induktsioonkuumutamiseks soojuseks muuta.
Indutseerimise soojendamiseks on kaks peamist asja:
- Muutuv magnetväli
- Elektriliselt juhtiv materjal, mis on paigutatud magnetvälja