유도 가열은 주로 전기 전도성 재료를 가열하는 데 사용되는 방법입니다.
이러한 재료는 주로 금속과 일부 반도체입니다.
이 공정은 유도 코일에서 생성된 전자기장을 사용하여 재료를 가열합니다.
가열할 수 있는 재료에는 강철, 구리, 황동, 흑연, 금, 은, 알루미늄 또는 카바이드가 포함됩니다.
열은 와전류를 통해 재료 내부에서 발생하며 자성 재료의 경우 히스테리시스 손실을 통해 발생합니다.
인덕션 가열에 대해 알아야 할 4가지 핵심 사항
1. 금속 및 반도체
유도로 가열하는 주요 재료는 전기 전도성 때문에 금속입니다.
여기에는 강철, 구리, 황동, 금, 은, 알루미늄 등 다양한 금속이 포함됩니다.
일반적으로 사용되지는 않지만 반도체도 이 방법을 통해 가열할 수 있습니다.
2. 자성 재료
철과 같은 자성 물질은 전기 전도성 외에도 자기 히스테리시스 손실로 인해 추가적인 가열이 발생합니다.
즉, 와전류의 흐름에 대한 저항뿐만 아니라 자화 및 자화 과정에서 손실되는 에너지로 인해 재료가 가열됩니다.
3. 가열 메커니즘
와전류: 전도성 물질을 빠르게 교대하는 자기장에 놓으면 물질 내부에 와전류가 유도됩니다.
이 전류는 재료의 저항을 통해 흐르면서 줄 가열을 통해 열을 발생시킵니다.
히스테리시스 손실: 자성 물질에서는 교류 자기장으로 인해 자화와 자화가 반복되면서 열이 발생합니다.
이를 히스테리시스 손실이라고 하며 재료의 전반적인 가열에 기여합니다.
4. 가열에 영향을 미치는 요인
재료 두께 및 크기: 작고 얇은 소재는 크고 두꺼운 소재보다 더 빨리 가열됩니다.
이는 와전류에 의해 생성된 열이 더 쉽게 침투하여 작은 재료의 전체 부피를 가열할 수 있기 때문입니다.
전류의 주파수: 유도 가열에 사용되는 교류 전류의 주파수는 열 침투 깊이에 영향을 미칩니다.
주파수가 높을수록 침투 깊이가 낮아져 더 얇은 재료나 표면층을 가열하는 데 적합합니다.
재료 저항률: 저항률이 높은 재료는 와전류의 흐름에 대한 저항이 더 크기 때문에 더 빨리 가열되어 더 많은 열을 발생시킵니다.
유도 가열 시스템의 설계 고려 사항
유도 가열 시스템의 설계는 전도도, 자기 특성 및 크기와 같은 재료의 특성을 고려해야 합니다.
인덕터는 가열할 재료를 쉽게 삽입하고 제거할 수 있도록 설계하여 효율적이고 안전하게 작동할 수 있도록 해야 합니다.
전원 공급 장치의 용량은 재료의 비열, 질량 및 필요한 온도 상승을 기준으로 계산해야 합니다.
요약하면, 유도 가열은 전도성 물질, 특히 금속과 일부 반도체를 가열하는 다재다능하고 효율적인 방법입니다.
이 프로세스는 와전류를 통해 내부적으로 열을 발생시키고 자성 재료의 경우 히스테리시스 손실을 통해 열을 발생시켜 직접 접촉하지 않고도 빠르고 제어된 가열을 가능하게 합니다.
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