首頁 資訊 高頻加熱

高頻加熱

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2024年12月07日 12:01

電磁感應(yīng)(英語:Electromagneticinduction),是指放在變化磁通量中的導(dǎo)體,會產(chǎn)生電動勢。此電動勢稱為感應(yīng)電動勢或感生電動勢,若將此導(dǎo)體閉合成一回路,則該電動勢會驅(qū)使電子流動,形成感應(yīng)電流(感生電流)。

邁克爾·法拉第是一般被認定為于1831年發(fā)現(xiàn)了感應(yīng)現(xiàn)象的人,雖然FrancescoZantedeschi在1829年的工作可能對此有所預(yù)見。法拉第發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生在閉合回路上的電動勢和通過任何該路徑所包圍的曲面的磁通量的變化率成正比,這意味著,當通過導(dǎo)體所包圍的曲面的磁通量變化時,電流會在任何閉合導(dǎo)體內(nèi)流動。這適用于當磁場本身變化時或者導(dǎo)體運動于磁場時。電磁感應(yīng)是發(fā)電機、感應(yīng)馬達、變壓器和大部分其他電力設(shè)備的操作的基礎(chǔ)。

定律

其中是單位為伏特的電動勢,ΦB是單位為韋伯的磁通量。當趨近于零時,此式表示瞬時感應(yīng)電動勢,否則表示一段時間的平均感應(yīng)電動勢。

對于除了特殊情況外,一般來說,繞著同一區(qū)域有N匝回路的線圈,電磁感應(yīng)的法拉第電磁感應(yīng)定律表明

其中是單位為伏特的電動勢,N是線圈匝數(shù),ΦB是單位為韋伯的穿過一個回路的磁通量。

進一步的,楞次定律給出了感應(yīng)電動勢的方向如下:

電路上所誘導(dǎo)出的電動勢的方向,總是使得它所驅(qū)動的電流,會阻礙原先產(chǎn)生它(即電動勢)的磁通量之變化。

所以楞次定律決定了上面方程中的負號。

動生電動勢

導(dǎo)體以垂直于磁感線的方向在磁場中運動,在同時垂直于磁場和運動方向的兩端產(chǎn)生的電動勢,稱為動生電動勢。

動生電動勢是由于導(dǎo)體中載流子在磁場中運動受到垂直于磁場和運動方向的洛侖茲力的作用,在導(dǎo)體內(nèi)移動的結(jié)果。當洛侖茲力和導(dǎo)體內(nèi)電勢差產(chǎn)生的電場力平衡時,導(dǎo)體兩端電動勢穩(wěn)定。此時:

是導(dǎo)體兩端電動勢,是磁感應(yīng)強度,是產(chǎn)生電動勢的兩端的距離,是導(dǎo)體運動速度。

導(dǎo)體棒接入一個回路時,動生電動勢也可以認為是由于導(dǎo)體運動,使得回路面積改變而使磁通量變化,產(chǎn)生的電動勢。

感生電動勢

由于導(dǎo)體置于變化的電場而產(chǎn)生的電動勢,稱為感生電動勢。變化的磁場會產(chǎn)生渦旋電場,導(dǎo)體中載流子在其中運動一周降低的電動勢就是感生電動勢,滿足:

感應(yīng)加熱可以針對一些物件在特定的部分加熱,可以應(yīng)用在表面硬化、熔化、硬焊、軟釬焊,以及加熱物件來和其他物件配合。鐵和鋼因為其鐵磁性的特性,對感應(yīng)加熱有最佳的反應(yīng),不過任何金屬都會因為感應(yīng)加熱產(chǎn)生渦電流,而磁性材料則會產(chǎn)生磁滯現(xiàn)象。感應(yīng)加熱已被用來加熱液態(tài)的導(dǎo)體(例如熔融的金屬)及等離子的導(dǎo)體(例如感應(yīng)等離子技術(shù))。感應(yīng)加熱也可以用來加熱石墨坩堝(其中放置其他材料),廣泛的在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中加熱硅或是其他半導(dǎo)體材料。電網(wǎng)頻率(50/60Hz)感應(yīng)加熱因為不需要額外的逆變器產(chǎn)生其他頻率的交流電,常用在許多低成本的工業(yè)應(yīng)用中。

感應(yīng)電爐

感應(yīng)電爐用感應(yīng)的方式來熔化金屬。在熔化后,高頻的磁場也可以攪動金屬,若是制作合金時可以確保加入的金屬和原金屬充份混合。大部分的感應(yīng)電爐包括一個水冷的銅環(huán),外層包著一層耐熱材料。感應(yīng)電爐比反射爐及高爐要環(huán)保,在熔化金屬時,已經(jīng)取代這二種生產(chǎn)方式,成為現(xiàn)代工廠常用的清潔生產(chǎn)方式??杉訜峤饘俚牧繌囊还锏綌?shù)百公噸不等。在運行時,感應(yīng)電爐多半會有高頻率的嗡嗡聲,依其工作頻率而變。可以處理的金屬包括鐵及鋼、銅、鋁及貴金屬。因為感應(yīng)電爐是清潔的非接觸制程,可以用在真空或是在惰性氣體的環(huán)境中。有些特殊的鋼或是合金在空氣中加熱會氧化,這類合金或鋼就可以用真空電爐來生產(chǎn)。

感應(yīng)電焊

感應(yīng)電焊是和感應(yīng)電爐類似,但規(guī)模較小的加工方法。若塑膠中加入了鐵磁性的顆粒(材料中磁滯的特性在感應(yīng)時生熱)或金屬顆粒,也可以用感應(yīng)電焊來焊接。

管件的縫隙也可以用此方式焊接。在縫隙附近引入的電流加熱材料,最后產(chǎn)生可以焊接的高溫。此時縫隙兩側(cè)的材料會受力互相接近,焊接縫隙。電流也可以用電刷傳導(dǎo)到管件中,但結(jié)果是一樣的,縫隙附件的材料加熱而焊接。

電磁爐

在電磁爐中,感應(yīng)線圈加熱鍋具中鐵制底部,銅、鋁或其他非鐵材料的鍋具則不能配合電磁爐使用。電磁爐加熱時,鍋具底部的熱會由熱傳導(dǎo)方式傳導(dǎo)到食物中。電磁爐的好處有效率、安全性及速度。電磁爐有固定式的,也有移動式的。

感應(yīng)硬焊

感應(yīng)硬焊一般會用在高產(chǎn)量的生產(chǎn)制程中,可以產(chǎn)生一致性的結(jié)果,而且有高度可重復(fù)性。

感應(yīng)密封

感應(yīng)密封用在食品及制藥業(yè)中,在瓶子或罐子的開口處放了一片鋁箔,用感應(yīng)的方式加熱,使其和容器密合。這就形成一個防止更改內(nèi)容物的密封,因為更改內(nèi)容物需要破壞鋁箔。

加熱配合

感應(yīng)加熱也可以用在組裝時,將某一零件加熱,以便和其他零件組合。軸承一般是用此方式,以電網(wǎng)頻率(50/60Hz)加熱,感應(yīng)時有一個材料為疊層鋼的變壓器型芯穿過軸承中心。

熱處理

感應(yīng)加熱常用在金屬件的熱處理,最見的應(yīng)用是鋼件的感應(yīng)硬化,為了結(jié)合金屬件所做的硬焊及軟釬焊,以及鋼件中要軟化部位的退火。

感應(yīng)加熱可以產(chǎn)生高的功率密度,可以在短的接觸時間內(nèi)達到要求的溫度,可以調(diào)整磁場來精準調(diào)整要加熱的部分,減少熱變形及損壞。

上述的熱處理可以用來作局部硬化,產(chǎn)生有不同性質(zhì)的零件。常見的硬化應(yīng)用是產(chǎn)生一塊局部硬化耐蝕的區(qū)域,但又可以保持其他部分的韌性??梢哉{(diào)整感應(yīng)頻率、功率密度及接觸時間來調(diào)整感應(yīng)硬化的深度。

此制程在靈活性上有受限,因此在一些應(yīng)用中需要制作特別的電感器,一般都很貴,而且需要在小的銅線電感中產(chǎn)生大的電流密度,需要特殊的工程技術(shù)及copper-fitting。

塑膠加工

感應(yīng)加熱用在塑膠的射出機中,感應(yīng)加熱提高射出及擠出制程的能源效率。熱直接在機器內(nèi)部產(chǎn)生,減少暖機時間以及能量消耗。感應(yīng)線圈可以放在隔熱層的外部,因此可以在較低溫下工作,延長壽命。工作頻率一般由30kHz到5kHz之間,若機器越薄,工作頻率越低。感應(yīng)加熱也可以用在模具中,提供更平均的模具溫度,產(chǎn)品的品質(zhì)也可以提高。 [1]

感應(yīng)加熱用的電源一般是低電壓大電流的交流電。要加熱的工件放在由交流電驅(qū)動的電磁線圈中,一般會配合電容器,設(shè)置為LC電路以產(chǎn)生虛功率,交流磁場產(chǎn)生了工件中的渦電流。

磁性材料因為其磁滯現(xiàn)象,會加強其加熱的效果。高相對磁導(dǎo)率(100–500)的材料也比較容易加熱,磁滯發(fā)生在居里溫度以下,此時材料仍維持原有的磁性質(zhì)。工件在低于居里溫度時的高磁導(dǎo)率相當?shù)挠杏?。溫度差、比熱及質(zhì)量都會影響工件的加熱。

感應(yīng)加熱的能量轉(zhuǎn)換會受到線圈及工件之間距離的影響。能量的損耗包括有工作到夾具之間的熱傳導(dǎo)、熱對流及熱輻射。

感應(yīng)線圈一般是用銅管制成,而且是用水冷冷卻,直徑、形式及繞線圈數(shù)影響效率及磁場造型。 [2]

相關(guān)知識

頻繁練習(xí)高溫瑜伽易脫發(fā)
肉類熱量排行榜 哪些肉類熱量高?
20151217健康之路視頻和筆記:高珊,肥胖,糖尿病,高血壓,高血脂
黃存瑞:極端天氣事件頻發(fā),加劇人群健康風險
高頻震動后肉癢,究竟為何?
初級高溫瑜伽視頻教程
高溫瑜伽精準口令,高溫瑜伽教程視頻
孕育指南頻道直播【高清】
登革熱進入高發(fā)季,登革熱有疫苗可以預(yù)防嗎?
綠色智能家電的概念被頻頻提及,環(huán)保節(jié)能型產(chǎn)品受到了消費者的熱烈追捧

網(wǎng)址: 高頻加熱 http://www.u1s5d6.cn/newsview337006.html

推薦資訊