加熱原理

発熱の原理

　見方を変えていきましょう、乾電池に電球を繋げると光るという簡単な図を連想してください。

金属などの導体に電流を流すと発熱し発光します、高周波加熱の基本原理もこれと同じです。

電球が発熱（光る）のは配線より抵抗が大きいので消費する電力に差ができるという見方です。

配線は抵抗が小さいので発熱（光る）には至らないがある程度発熱しています。

電池の代わりに電源装置を繋げ大電流を流せば配線も加熱して発光します。

電球を発光させるための電流値を計算しその電流では加熱しない配線を選定するのがここでの技術です。

電球と配線のように大きな抵抗差があると計算は簡単ですが電球と配線の抵抗値に大差がない場合

技術的に難しくなってきます。

ちなみに電気による発熱量は導体の抵抗値✕電流値の２乗で表されます。

　さてIHが乾電池+電球の仕組みと異なるのは一方は通電に電線を使うのに対し

コイルに磁界を発生させその二次誘導で導体に電流を流すという仕組み（通電の手段）です。

ちょうどトランスの一次コイルとトランスコアの関係と同じです。

ちなみにIHのような誘導加熱に対し通電加熱という方法もあります。

物理効果を利用する

　コイル（IHでは一般に加熱コイルと呼びます）で磁界を発生して二次電流を作る方法は非接触で加熱できて便利です。コンベアでワークを連続移動しIHで部分加熱などのアプリケーションが考えられます。

さてここで”表皮効果”という面白い物理現象が有ります。　

これは交流電流を導体に流すと周波数が高いほど電流は表面に近い所を通ろうとする現象です。

つまり直流は導体の断面積全体を使うのに対し交流は表面に集中するという現象で周波数が高くなるほど流れる所が小さく（狭く）表面に集中してしまう現象です。

高周波焼入れは表面から一定の深さまで加熱する応用例です。

　磁界により発生した電流はある方向に流れ始め、交流なので磁界の方向が切り替わると電流の向きが反転するわけですがヒステリシスにより電流の流れを妨げる抵抗が発生しますこれをヒステリシス損と言い交流特有な現象でトランスやモーターではこれを鉄損と呼び忌み嫌いますがIHでは大歓迎です。ちなみに交流電流の周波数と抵抗値の関係は周波数比のルート倍に比例します。

導体を加熱する場合は交流が有利な理由です。

基本原理