Die Erwärmung bei der Induktionserwärmung erfolgt durch zwei Hauptmechanismen: elektromagnetische Induktion und Joule-Erwärmung.
Die elektromagnetische Induktion erzeugt Wirbelströme in dem leitfähigen Material.
Bei der Joule-Erwärmung wird die elektrische Energie dieser Ströme in Wärmeenergie umgewandelt, was zu einer Erwärmung des Materials führt.
Elektromagnetische Induktion:
Wenn ein Wechselstrom (AC) durch eine Induktionsheizspule geleitet wird, erzeugt er ein magnetisches Wechselfeld.
Dieses Magnetfeld ist variabel und induziert in jedem leitfähigen Material, das sich darin befindet, einen elektrischen Strom.
Diese induzierten Ströme werden als Wirbelströme bezeichnet.
Die Erzeugung von Wirbelströmen ist eine direkte Folge des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion.
Das Faradaysche Gesetz besagt, dass ein sich änderndes Magnetfeld in einem Leiter eine elektromotorische Kraft (EMK) induziert, die zu einem Stromfluss führt.
Joule-Erwärmung:
Die in einem leitfähigen Material induzierten Wirbelströme stoßen auf einen Widerstand, wenn sie durch das Material fließen.
Dieser Widerstand führt zur Umwandlung von elektrischer Energie in Wärmeenergie, ein Prozess, der als Joule'sche Erwärmung bekannt ist.
Nach dem ersten Joule'schen Gesetz ist die erzeugte Wärme (Q) proportional zum Quadrat des Stroms (I) multipliziert mit dem Widerstand (R) und der Zeit (t), die der Strom anliegt: ( Q = I^2 × R × t ).
Diese thermische Energie äußert sich in einem Temperaturanstieg des Materials, wodurch dieses effektiv erwärmt wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Induktionserwärmung die Prinzipien der elektromagnetischen Induktion zunutze macht, um Ströme in einem leitfähigen Material zu erzeugen.
Anschließend wird die Joule'sche Erwärmung genutzt, um die elektrische Energie dieser Ströme in Wärme umzuwandeln und so das Material zu erwärmen.
Dieser Prozess ist effizient und kontrollierbar und eignet sich daher für verschiedene industrielle Anwendungen, bei denen eine präzise und schnelle Erwärmung erforderlich ist.
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