En los hornos y dispositivos de inducción, el calor en un dispositivo calentado se libera mediante corrientes que surgen en un campo electromagnético alterno dentro de la unidad. Se llaman inducción. Como resultado de su acción, la temperatura aumenta. El calentamiento por inducción de metales se basa en dos leyes físicas principales:
- Faraday-Maxwell;
- Joule Lenz.
En los cuerpos metálicos, cuando se colocan en un campo alterno, comienzan a aparecer campos eléctricos en vórtice.
Dispositivo de calentamiento por inducción
Todo sucede de la siguiente manera. Bajo la influencia de un flujo magnético variable, la fuerza electromotriz (EMF) de la inducción cambia.
EMF actúa de tal manera que las corrientes de Foucault fluyen dentro de los cuerpos, que liberan calor de acuerdo con la ley de Joule-Lenz. Además, el EMF genera una corriente alterna en el metal. En este caso, se libera energía térmica, lo que provoca un aumento de la temperatura del metal.
Este tipo de calentamiento es el más sencillo, ya que es sin contacto. Permite alcanzar temperaturas muy altas, a las quese pueden mecanizar la mayoría de los metales refractarios.
Para proporcionar calentamiento por inducción, se requiere crear un cierto voltaje y frecuencia en los campos electromagnéticos. Esto se puede hacer en un dispositivo especial: un inductor. Se alimenta de una red industrial a 50 Hz. Puede usar fuentes de energía individuales para esto: convertidores y generadores.
El dispositivo inductor de baja frecuencia más simple es una espiral (conductor aislado), que puede colocarse dentro de un tubo de metal o enrollarse alrededor de él. Las corrientes que pasan calientan la tubería, que, a su vez, transfiere calor al medio ambiente.
El uso de calentamiento por inducción a bajas frecuencias es bastante raro. Procesamiento de metales más comunes a media y alta frecuencia.
Tales dispositivos difieren en que la onda magnética golpea la superficie, donde se atenúa. El cuerpo convierte la energía de esta onda en calor. Para obtener el máximo efecto, ambos componentes deben tener una forma parecida.
Dónde se usa
El uso del calentamiento por inducción en el mundo moderno está muy extendido. Área de uso:
- fusión de metales, su soldadura sin contacto;
- obtención de nuevas aleaciones metálicas;
- ingeniería mecánica;
- joyería;
- hacer piezas pequeñas que pueden dañarse con otros métodos;
- endurecimiento superficial (además, las piezas pueden tener la configuración más compleja);
- tratamiento térmico (mecanizado de piezas de máquinas, superficies templadas);
- medicina (desinfección de aparatos e instrumentos).
Calentamiento por inducción: características positivas
Este método tiene muchas ventajas:
- Puede calentar y derretir rápidamente cualquier material conductor.
- Permite calentar en cualquier medio: vacío, atmósfera, líquido no conductor.
- Debido a que solo se calienta el material conductor, las paredes que absorben débilmente las ondas permanecen frías.
- En áreas especializadas de la metalurgia obteniendo aleaciones ultra puras. Este es un proceso entretenido, porque los metales se mezclan en estado de suspensión, en una capa de gas protector.
- En comparación con otros tipos, la inducción no contamina el medio ambiente. Si en el caso de los quemadores de gas hay contaminación, así como en el calentamiento por arco, entonces la inducción elimina esto, debido a la radiación electromagnética "limpia".
- Pequeñas dimensiones del inductor del dispositivo.
- La capacidad de fabricar un inductor de cualquier forma, esto no conducirá a un calentamiento local, pero contribuirá a una distribución uniforme del calor.
- Irreemplazable si solo se necesita calentar una determinada zona de la superficie.
- No es difícil configurar dicho equipo para el modo deseado y regularlo.
Defectos
El sistema tiene las siguientes desventajas:
- Autoinstalación yajustar el tipo de calentamiento (inducción) y su equipo es bastante difícil. Es mejor acudir a especialistas.
- La necesidad de hacer coincidir con precisión el inductor y la pieza de trabajo; de lo contrario, el calentamiento por inducción será insuficiente y su potencia puede alcanzar valores pequeños.
Equipo de calentamiento por inducción
Para la disposición del calentamiento individual, puede considerar una opción como el calentamiento por inducción.
El equipo será un transformador formado por dos tipos de devanados: primario y secundario (que a su vez se encuentra cortocircuitado).
Cómo funciona
El principio de funcionamiento de un inductor convencional: los flujos de vórtice pasan al interior y dirigen el campo eléctrico al segundo cuerpo.
Para que el agua pase a través de una caldera de este tipo, se le llevan dos tuberías: para agua fría, que ingresa, y en la salida de agua tibia, la segunda tubería. Debido a la presión, el agua circula constantemente, lo que elimina la posibilidad de calentar el elemento inductor. Aquí se excluye la presencia de incrustaciones, ya que en el inductor se producen vibraciones constantes.
Tal artículo sería económico de mantener. La principal ventaja es que el dispositivo funciona en silencio. Puedes instalarlo en cualquier habitación.
Fabricación de equipos usted mismo
La instalación del calentamiento por inducción no será muy difícil. Incluso aquellos que no tienen experiencia, después de un estudio cuidadoso, podrán hacer frente a la tarea. Antes de comenzar a trabajar, debe abastecerse de los siguientes artículos necesarios:
- Inversor. Puede ser usadode la máquina de soldar, es económico y necesitará alta frecuencia. Puedes hacerlo tú mismo. Pero esta es una actividad que requiere mucho tiempo.
- Carcasa del calentador (un trozo de tubo de plástico es adecuado para esto, el calentamiento por inducción del tubo en este caso será el más eficaz).
- Material (un alambre con un diámetro de no más de siete milímetros servirá).
- Dispositivos para conectar el inductor a la red de calefacción.
- Rejilla para sujetar el cable dentro del inductor.
- Se puede crear una bobina de inducción a partir de alambre de cobre (debe estar esm altado).
- Bomba (para suministrar agua al inductor).
Reglas para fabricar equipos tú mismo
Para que la unidad de calentamiento por inducción funcione correctamente, la corriente para dicho producto debe corresponder a la potencia (debe ser de al menos 15 amperios, si es necesario, luego más).
- El cable debe cortarse en trozos de no más de cinco centímetros. Esto es necesario para un calentamiento eficiente en un campo de alta frecuencia.
- El cuerpo no debe tener un diámetro más pequeño que el alambre preparado y tener paredes gruesas.
- Para conectar a la red de calefacción, se adjunta un adaptador especial a un lado de la estructura.
- Se debe colocar una malla en el fondo de la tubería para evitar que se caiga el alambre.
- Este último se necesita en tal cantidad que llene todo el espacio interno.
- Se cierra el diseño, se coloca un adaptador.
- Luego se construye una bobina a partir de este tubo. Para hacer esto, envuélvelo yaalambre preparado. Se debe observar el número de vueltas: mínimo 80, máximo 90.
- Después de conectarse al sistema de calefacción, se vierte agua en el aparato. La bobina está conectada al inversor preparado.
- Se está instalando una bomba de agua.
- El controlador de temperatura está montado.
Así, el cálculo del calentamiento por inducción dependerá de los siguientes parámetros: longitud, diámetro, temperatura y tiempo de procesamiento. Preste atención a la inductancia de los neumáticos que conducen al inductor, que puede ser mucho mayor que el propio inductor.
Acerca de las placas de cocción
Otra aplicación en el uso doméstico, además del sistema de calefacción, este tipo de calefacción se encuentra en las placas de cocina.
Esta superficie parece un transformador convencional. Su bobina queda oculta bajo la superficie del panel, que puede ser de vidrio o cerámica. La corriente fluye a través de él. Esta es la primera parte de la bobina. Pero el segundo son los platos en los que se llevará a cabo la cocción. Las corrientes de Foucault se crean en el fondo de los platos. Primero calientan los platos y luego la comida.
Solo se libera calor cuando los platos se colocan sobre la superficie de la placa.
Si f alta, no ocurre ninguna acción. La zona de cocción por inducción coincidirá con el diámetro del recipiente colocado sobre ella.
Para tales estufas, se necesitan platos especiales. Más ferromagnéticoLos metales pueden interactuar con el campo de inducción: aluminio, acero inoxidable y esm altado, hierro fundido. No apto solo para tales superficies: cobre, cerámica, vidrio y platos hechos de metales no ferromagnéticos.
Naturalmente, la cocina de inducción solo se encenderá cuando se coloquen utensilios de cocina adecuados sobre ella.
Las estufas modernas están equipadas con una unidad de control electrónico que le permite reconocer los platos vacíos e inservibles. Las principales ventajas de las placas de inducción son: seguridad, facilidad de limpieza, rapidez, eficacia, economía. Nunca se debe quemar la superficie del panel.
Entonces, descubrimos dónde se usa este tipo de calentamiento (inducción).
