第1章 感应加热物理基础

1.什么是电磁感应现象？

金属能够在感应器内加热，主要依靠电磁感应现象。电磁感应能够将电能经由真空、空气或其他介质所形成的空间传送到所需加热的金属上去。

电磁感应的实质是：交变的磁场能够引起交变的电场。反过来说，交变的电场能引起交变的磁场，如图1-1所示。

当一匝或数匝线圈内通过交变电流时，线圈周围便产生交变磁场，置于交变磁场中的导体（金属零件）便产生电动势E（V），即

E=4.44fnΦ×10^-8 （1-1）

式中 f——电流频率（Hz）；

Φ——磁通的振幅；

n——回路的匝数。

当加热金属零件时，回路即是零件本身，此时，n=1。

导体在电动势的作用下产生涡流，其值可用下式表示：

图1-1 螺管状感应器与圆柱形工件

式中 I——涡流（A）；

E——电动势（V）；

Z——金属导体的阻抗。

这个涡流就使金属本身发热，使金属自身进行加热。根据焦耳-楞次定律，涡流产生的热量Q（J）可由下式计算：

Q=I²Rt （1-3）

式中 I——涡流（A）；

R——金属零件电阻（Ω）；

t——加热时间（s）。

当加热的金属零件为铁磁材料时，交变磁场使铁磁材料反复磁化，磁畴不断转向，并产生摩擦，消耗能量，称为磁滞损耗。磁滞损耗也使金属零件发热，但这部分热量比涡流的热量小得多。