Dans les fours et appareils à induction, la chaleur d'un appareil chauffé est libérée par des courants résultant d'un champ électromagnétique alternatif à l'intérieur de l'appareil. Ils sont appelés induction. Sous l'effet de leur action, la température augmente. Le chauffage par induction des métaux est basé sur deux lois physiques principales:
- Faraday-Maxwell;
- Joule-Lenz.
Dans les corps métalliques, lorsqu'ils sont placés dans un champ alternatif, des champs électriques vortex commencent à apparaître.
Appareil de chauffage par induction
Tout se passe comme suit. Sous l'influence d'un flux magnétique variable, la force électromotrice (FEM) d'induction change.
EMF agit de telle manière que des courants de Foucault circulent à l'intérieur des corps, qui libèrent de la chaleur conformément à la loi de Joule-Lenz. De plus, l'EMF génère un courant alternatif dans le métal. Dans ce cas, de l'énergie thermique est libérée, ce qui entraîne une augmentation de la température du métal.
Ce type de chauffage est le plus simple, car il est sans contact. Il permet d'atteindre des températures très élevées, auxquellesles métaux les plus réfractaires peuvent être usinés.
Pour fournir un chauffage par induction, il est nécessaire de créer une certaine tension et fréquence dans les champs électromagnétiques. Cela peut être fait dans un appareil spécial - une inductance. Il est alimenté à partir d'un réseau industriel à 50 Hz. Vous pouvez utiliser des sources d'alimentation individuelles pour cela - des convertisseurs et des générateurs.
Le dispositif d'inductance basse fréquence le plus simple est une spirale (conducteur isolé), qui peut être placée à l'intérieur d'un tuyau métallique ou enroulée autour de celui-ci. Les courants qui passent chauffent le tuyau, qui, à son tour, transfère de la chaleur à l'environnement.
L'utilisation du chauffage par induction à basse fréquence est assez rare. Traitement des métaux plus courant à moyenne et haute fréquence.
Ces dispositifs diffèrent en ce que l'onde magnétique frappe la surface, où elle est atténuée. Le corps convertit l'énergie de cette onde en chaleur. Pour un effet maximal, les deux composants doivent être de forme proche.
Où utilisé
L'utilisation du chauffage par induction dans le monde moderne est très répandue. Domaine d'utilisation:
- fusion de métaux, leur brasage sans contact;
- obtention de nouveaux alliages métalliques;
- génie mécanique;
- bijoux;
- faire de petites pièces qui peuvent être endommagées par d'autres méthodes;
- durcissement superficiel (de plus, les pièces peuvent avoir la configuration la plus complexe);
- traitement thermique (pièces de machines d'usinage, surfaces trempées);
- médecine (désinfection des appareils et instruments).
Chauffage par induction: les avantages
Cette méthode présente de nombreux avantages:
- Il peut rapidement chauffer et faire fondre n'importe quel matériau conducteur.
- Permet de chauffer dans tout milieu: vide, atmosphère, liquide non conducteur.
- Du fait que seul le matériau conducteur est chauffé, les murs qui absorbent faiblement les ondes restent froids.
- Dans les domaines spécialisés de la métallurgie, obtention d'alliages ultra-purs. C'est un processus amusant, car les métaux sont mélangés à l'état suspendu, dans une enveloppe de gaz protecteur.
- Comparée à d'autres types, l'induction ne pollue pas l'environnement. Si, dans le cas des brûleurs à gaz, la pollution est présente, ainsi que dans le chauffage à l'arc, l'induction l'élimine, grâce au rayonnement électromagnétique "propre".
- Petites dimensions de l'inductance de l'appareil.
- La possibilité de fabriquer un inducteur de n'importe quelle forme, cela ne conduira pas à un échauffement local, mais contribuera à une répartition uniforme de la chaleur.
- Irremplaçable si seulement une certaine zone de la surface doit être chauffée.
- Il n'est pas difficile de configurer un tel équipement pour le mode souhaité et de le régler.
Défauts
Le système présente les inconvénients suivants:
- Auto-installation etrégler le type de chauffage (induction) et son équipement est assez difficile. Il vaut mieux se tourner vers des spécialistes.
- La nécessité de faire correspondre avec précision l'inducteur et la pièce, sinon le chauffage par induction sera insuffisant, sa puissance peut atteindre de petites valeurs.
Équipements de chauffage par induction
Pour l'agencement du chauffage individuel, vous pouvez envisager une option telle que le chauffage par induction.
L'unité sera un transformateur composé de deux types d'enroulements: primaire et secondaire (qui, à leur tour, sont court-circuités).
Comment ça marche
Le principe de fonctionnement d'un inducteur conventionnel: des flux vortex passent à l'intérieur et dirigent le champ électrique vers le second corps.
Pour que l'eau passe à travers une telle chaudière, deux tuyaux y sont amenés: pour l'eau froide, qui entre, et à la sortie de l'eau chaude - le deuxième tuyau. En raison de la pression, l'eau circule constamment, ce qui élimine la possibilité de chauffer l'élément inducteur. La présence de tartre est exclue ici, car des vibrations constantes se produisent dans l'inducteur.
Un tel article serait peu coûteux à entretenir. Le principal avantage est que l'appareil fonctionne en silence. Vous pouvez l'installer dans n'importe quelle pièce.
Fabriquer son propre équipement
L'installation du chauffage par induction ne sera pas très difficile. Même ceux qui n'ont pas d'expérience, après une étude approfondie, feront face à la tâche. Avant de commencer le travail, vous devez vous approvisionner en articles nécessaires suivants:
- Onduleur. Ça peut être utiliséde la machine à souder, il est peu coûteux et nécessitera une fréquence élevée. Tu peux le faire toi-même. Mais c'est une activité qui prend du temps.
- Boîtier de chauffage (un morceau de tuyau en plastique convient pour cela, le chauffage par induction du tuyau dans ce cas sera le plus efficace).
- Matériel (un fil d'un diamètre ne dépassant pas sept millimètres fera l'affaire).
- Dispositifs de raccordement de l'inducteur au réseau de chauffage.
- Grille pour maintenir le fil à l'intérieur de l'inductance.
- Une bobine d'induction peut être créée à partir de fil de cuivre (il doit être émaillé).
- Pompe (pour alimenter l'inducteur en eau).
Règles pour fabriquer soi-même son équipement
Pour que l'unité de chauffage par induction fonctionne correctement, le courant d'un tel produit doit correspondre à la puissance (il doit être d'au moins 15 ampères, si nécessaire, puis plus).
- Le fil doit être coupé en morceaux ne dépassant pas cinq centimètres. Ceci est nécessaire pour un chauffage efficace dans un champ à haute fréquence.
- Le corps ne doit pas avoir un diamètre inférieur à celui du fil préparé et avoir des parois épaisses.
- Pour se connecter au réseau de chauffage, un adaptateur spécial est fixé sur un côté de la structure.
- Un treillis doit être placé au bas du tuyau pour empêcher le fil de tomber.
- Ce dernier est nécessaire en quantité telle qu'il remplit tout l'espace intérieur.
- Le design est fermé, un adaptateur est placé.
- Ensuite, une bobine est construite à partir de ce tuyau. Pour ce faire, enveloppez-le déjàfil préparé. Le nombre de tours doit être respecté: minimum 80, maximum 90.
- Après le raccordement au système de chauffage, de l'eau est versée dans l'appareil. La bobine est connectée à l'onduleur préparé.
- Une pompe à eau est en cours d'installation.
- Le régulateur de température est monté.
Ainsi, le calcul du chauffage par induction dépendra des paramètres suivants: longueur, diamètre, température et temps de traitement. Faites attention à l'inductance des pneus menant à l'inducteur, qui peut être beaucoup plus élevée que l'inducteur lui-même.
À propos des tables de cuisson
Une autre application à usage domestique, en plus du système de chauffage, ce type de chauffage que l'on retrouve dans les plaques de cuisson.
Cette surface ressemble à un transformateur conventionnel. Sa bobine est cachée sous la surface du panneau, qui peut être en verre ou en céramique. Le courant le traverse. C'est la première partie de la bobine. Mais le second concerne les plats dans lesquels la cuisson aura lieu. Des courants de Foucault se créent au fond des plats. Ils chauffent d'abord les plats, puis les aliments qu'ils contiennent.
La chaleur n'est libérée que lorsque la vaisselle est placée sur la surface de la table de cuisson.
S'il manque, aucune action ne se produit. La zone de cuisson à induction correspondra au diamètre de l'ustensile placé dessus.
Pour de tels poêles, des plats spéciaux sont nécessaires. Le plus ferromagnétiqueles métaux peuvent interagir avec le champ d'induction: aluminium, acier inoxydable et émaillé, fonte. Ne convient pas uniquement à ces surfaces: cuivre, céramique, verre et vaisselle en métaux non ferromagnétiques.
Naturellement, la cuisinière à induction ne s'allumera que si des ustensiles de cuisine appropriés sont placés dessus.
Les poêles modernes sont équipés d'une unité de contrôle électronique, qui vous permet de reconnaître les plats vides et inutilisables. Les principaux avantages des plaques à induction sont: la sécurité, la facilité de nettoyage, la rapidité, l'efficacité, l'économie. La surface du panneau ne doit jamais être brûlée.
Donc, nous avons découvert où ce type de chauffage (induction) est utilisé.
