Was ist Induktionserwärmung?
Induktionserwärmung beruht auf Elektromagnetismus, um Wärme in einem Zielobjekt zu erzeugen. Dieses Verfahren ist am effektivsten, wenn es zum Erhitzen von Eisenmetallen eingesetzt wird, kann jedoch zum Erhitzen jedes Materials verwendet werden, das Elektrizität leitet. Mit einem sehr hochfrequenten Wechselstrom wird ein Magnetfeld erzeugt, das sowohl elektrische Wirbelströme als auch Erwärmung durch Reibung auf mikroskopischer Ebene im zu erwärmenden Objekt erzeugt. Induktionserwärmung hat eine Vielzahl von Anwendungen, die von Hausmannskost bis hin zu speziellen industriellen Anwendungen reichen.
Das Herzstück jeder Induktionsheizung ist eine Arbeitsspule, die den Wechselstrom führt und als Elektromagnet wirkt. Ein durch Induktion zu erhitzender Gegenstand, der manchmal als Werkstück bezeichnet wird, wird dann innerhalb oder nahe der Spule angeordnet. Durch Induktion werden im Werkstück wechselnde elektrische Ströme erzeugt, die Wärme erzeugen, wenn sie den Eigenwiderstand des Leiters überwinden.
Ein zweiter Prozess beschleunigt das Erhitzen von Eisenmetallen. Elektrische Ströme manifestieren sich, wenn Eisenmetalle wie Eisen durch Induktion erhitzt werden. Die Magnetkräfte wirken auch auf die Metallkristalle, aus denen diese Materialien bestehen. Durch schnell wechselnde Magnetfelder entsteht eine Schwingung in Eisenmetallen, die durch Reibung zusätzliche Wärme erzeugt.
Induktive Erwärmung wird in vielen Industrieanwendungen eingesetzt, weil sie sehr genau geregelt werden kann und keine Wärmeübertragung oder offene Flammen erforderlich sind. Kleine Induktionsmengen reichen aus, um Kunststoffe zu schmelzen und zu verschmelzen, und zu diesem Zweck wird häufig eine Induktionsheizmaschine verwendet. Das Erhitzen dieser Substanzen kann sorgfältig gesteuert werden, indem nur geringe Mengen leitfähiger Materialien zu den spezifischen Bereichen hinzugefügt werden, die erhitzt werden müssen.
Metalle können durch Induktion schnell und präzise erhitzt werden. Dies ist besonders nützlich, wenn relativ kleine Metallmengen erwärmt werden müssen, da für die induktive Erwärmung nur eine bescheidene Menge an physikalischer Ausrüstung erforderlich ist. Die Geschwindigkeit, mit der Metalle erhitzt werden, kann auch sehr genau gesteuert werden, indem die Konfiguration der der Arbeitsspule zugeordneten Schaltung geändert wird.
Eine besonders häufige Anwendung der Induktionserwärmung sind Kochgeräte. Herdgeräte, die auf Induktion beruhen, sind im Allgemeinen nur für den Betrieb mit Eisenmetallkochgeschirr ausgelegt. Induktionserwärmung ist in Küchenanwendungen sehr nützlich, da die eigentliche Kochfläche nicht direkt erwärmt wird, was die Küchensicherheit verbessert. Die durch Induktion erzeugte Wärme ist im Gegensatz zu der Wärme, die von Kochelementen erzeugt wird, die durch Widerstand Wärme erzeugen und diese Wärme dann auf Kochgefäße übertragen, auch nahezu sofort verfügbar.