金屬能夠在感應器內(nèi)加熱,主要依靠電磁感應現(xiàn)象。電磁感應能夠?qū)㈦娔芙?jīng)由真空、空氣或其他介質(zhì)所形成的空間傳送到所需加熱的金屬上去。
電磁感應的實質(zhì)是:交變的磁場能夠引起交變的電場。反過來說,交變的電場能引起交變的磁場,如圖所示。
當一匝或數(shù)匝線圈內(nèi)通過交變電流時,線圈周圖便產(chǎn)生交變磁場,置于交變磁場中的導體(金屬零件)便產(chǎn)生電動勢E (V),即
E = 4.44fnφ*10-8
式中f是電流頻率(Hz);
φ是磁通的振幅;
n是回路的匝數(shù)。
當加熱金屬零件時,回路即是零件本身,此時,n=1。
導體在電動勢的作用下產(chǎn)生渦,其值可用下式表示:
I=E/Z
式中I是渦流電流(A);
E是感應電動勢(V);
Z是金屬導體的阻抗。
這個渦流就使金屬本身發(fā)熱,使金屬自身進行加熱。根據(jù)焦耳楞次定律,渦流產(chǎn)生的熱量( (J)可由下式計算:
Q=I2Rt
式中I是渦流電流(A):
R是金屬零件電阻(Ω);
t是加熱時間(s)。
當加熱的金屬零件為鐵磁材料時,交變磁場使鐵磁材料反復磁化,磁疇不斷轉(zhuǎn)向,并產(chǎn)生摩擦,消耗能量,稱為磁滯損耗。磁滯損耗也使金屬零件發(fā)熱,但這部分熱量比渦流的熱量小得多。
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