Wie funktioniert die Induktionserwärmung?
Wechselstrom, der durch eine Induktionsspule fließt, erzeugt ein Magnetfeld. Die Stärke des Feldes variiert in Abhängigkeit von der Stärke des durch die Spule fließenden Stroms. Das Feld ist in dem von der Spule eingeschlossenen Bereich konzentriert, während seine Größe von der Stromstärke und der Anzahl der Windungen in der Spule abhängt. (Abb. 1) Wirbelströme werden in jedem elektrisch leitenden Gegenstand - z. B. einem Metallstab - induziert, der sich innerhalb der Induktionsspule befindet. Das Phänomen des Widerstands erzeugt Wärme in dem Bereich, in dem die Wirbelströme fließen. Je stärker das Magnetfeld ist, desto größer ist die Wärmewirkung. Die Gesamtwärmewirkung wird jedoch auch von den magnetischen Eigenschaften des Objekts und dem Abstand zwischen ihm und der Spule beeinflusst. (Abb. 2) Die Wirbelströme erzeugen ein eigenes Magnetfeld, das dem ursprünglichen, von der Spule erzeugten Feld entgegengesetzt ist. Dieser Widerstand verhindert, dass das ursprüngliche Feld unmittelbar in das Zentrum des von der Spule umschlossenen Objekts eindringt. Die Wirbelströme sind in der Nähe der Oberfläche des zu erwärmenden Objekts am aktivsten, schwächen sich aber zur Mitte hin erheblich ab. (Abb. 3) Der Abstand von der Oberfläche des erwärmten Objekts bis zu der Tiefe, in der die Stromdichte auf 37% abfällt, ist die Eindringtiefe. Diese Tiefe nimmt mit der Abnahme der Frequenz zu. Es ist daher wichtig, die richtige Frequenz zu wählen, um die gewünschte Eindringtiefe zu erreichen.