感应加热原理中的三种效应
感应加热原理中的三种效应
感应加热是根据电磁感应原理，利用感应涡流的热效应对导体进行加热，其作为一种非接触式加热方式广泛应用于工业领域。如图1．1所示，给线圈通入交变的电流，在线圈内部就会产生一个交变的磁场，从而就会在置于该交变磁场内的导体上产生感应电动势，形成涡流。由于导体电阻一般很小，导体内部的涡流很大，导体发热就比较显著。十九世纪末以前人们均将此现象看作是有害的热效应，在电路设计时进行积极的避免，但自从1890年瑞典人Kjelin发明了有芯感应炉用于金属熔炼，人们就已开始认识到电磁感应涡流热效应的应用价值.
在感应加热过程中，同时伴随着三种效应：集肤效应、邻近效应和圆环效
应，下面分别介绍这三种效应。
集肤效应：当交流电通过导体时，沿导体截面上的电流分布不是均匀的，导体的表面层的电流密度最大，我们称这种电流集聚的现象为集肤效应。
邻近效应：两根通有交流电的导体距离很近时，导体中的电流分布会相互影响；若两导体中电流方向相反，则最大的电流密度出现在两导体的内侧；若导体中电流方向相同，则最大电流密度的地方出现在导体外侧，这种现象就称作邻近效应。
圆环效应：将交流电通过圆环形线圈时，受到线圈自身的磁场影响，最大的电流密度出现在线圈导体的内侧，这种现象称作圆环效应。
感应加热设备(电源)就是综合利用此三种效应的设备。交变磁场在导体中感应出的交变涡流由于集肤效应的影响，其沿横截面由导体表面至中心按指数规律衰减。由于由涡流产生的热量与涡流的平方成正比，因此热量由工件表面至芯部的下降速度比涡流的下降速度快的多，我们可以近似认为感应加热的热量集中在厚度为电流透入深度的薄层中。
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