پدیده الکترومغناطیس به عنوان اصلی ساده در کتاب های فیزیک دبیرستان مطرح است.به این صورت که ولتاژ متناوب اعمال شده  به کویل  یک میدان متناوب را در کویل به وجود خواهد آورد.این میدان باعث ایجاد جریانی متناوب در اجسام رسانا داخل کویل می شود.البته این جریان در جهتی خواهد چرخید تا با میدان جریان اصلی مخالفت کند.این جریان به وجود آمده در فلز بر اساس قانون     تلفاتی در فلز به وجود می آورد.

اعمال فرکانس خاص به فلزی با سطح مقطع گرد باعث ایجاد ناحیه ای با چگالی جریان بالاتر در سطح فلز می شود.در کاربردهای گرمایش القایی عمقی از فلز که درصد عمده توان را جذب می کند را عمق نفوذ گویند.در کل توزیع جریان های القا شده در فلز وابسته به فرکانس،توان،جنس،دما و شکل قطعه و کویل می باشد.برای توضیح این توزیع جریان از اثرات پوستی،مجاورتی،حلقوی،انتهایی،گوشه ای استفاده می شود.

1. اثر پوستی

فرض کنیم که قطعه ای گرد درون کویل قرار گرفته باشد.و کویل با جریانی با فرکانس مشخص تغذیه شود.قطعه گرد را به صورت حلقه های با ضخامت کم تصور می کنیم.نمودار زمانی جریان کویل،میدان القا شده در حلقه سطح و جریان القایی در شکل1 آمده است.

 

 

 

شکل 1- نمودار جریان و ولتاژ القاشده در حلقه رویین

مقدار مشخصی از شار از سطح پوسته رویین می گذرد و باعث القای جریان می شود.جریان القا شده در جهت تضعیف میدان کویل است.میدان این جریان در جهت تضعیف میدان جریان کویل است.لذا با کاهش میدان ،جریان القا شده در حلقه زیرین مقدار کمتری خواهد داشت.و به همین صورت با حرکت از سطح به عمق قطعه جریان القایی سیر نزولی خواهد داشت.این کاهش جریان به صورت نمایی است.این پدیده که ربطی به مغناطیسی یا غیر مغناطیسی بودن قطعه ندارد اثر پوستی نامیده می شود.در تعریف عمق نفوذ به عمقی گفته می شود که میدان وجریان نسبت به سطح با ضریب    کاهش یابد.توان در این ناحیه به میزان  یا 14% سطح رسیده است.شکل2 قطعه گرد و جریان های القا شده در آن را نشان می دهد.

مقدار

 با رابطه روبرو بدست می آید:    

‏                                                                                                                            

که در آن،  عمق نفوذ،  مقاومت الکتریکی،  گذردهی مغناطیسی نسبی و  فرکانس است.                                                                                                                                        

این رابطه با فرض یکسان بودن   در تمامی حجم قطعه بدست آمده است.با توجه به فرمول عمق نفوذ وابسته به مقاومت  ،گذردهی مغناطیسی  و فرکانس است.لذا نیاز است که خواص رسانایی و مغناطیسی فلزات در دماهای مختلف بررسی شود.

 

شکل ‏2-2- جریان  القا شده در حلقه

1. 2. خواص الکترومغناطیسی مواد

به مقاومت  ماده در مقابل انتقال جریان الکتریکی مقاومت الکتریکی یا ρ با واحد Ωm گویند.بیشتر مراجع از ρ استفاده می کنند.فلزات رساناهای خوبی هستند.جدول 2-1مقادیر ρ را در فلزات معمول در دمای محیط نشان می دهد.مقاومت فلزات با دما تغییر می کند.برای بیشتر فلزات ρ با افزایش دما بزرگ می شود.ضریب α برای بدست آوردن مقدار ρ با افزایش دما به صورت روبرو استفاده می شود.

‏2-2                                                         ρT=ρT0[1+αT-T0]         

 

جدول ‏2-1- مقاومت مواد مختلف در دمای محیط

 

جدول 2-2 مقدار α را برای مواد مختلف نمایش می‌دهد.

جدول ‏2-2- مقادیر α

 

البته در بعضی فلزات نیز با افزایش دما ،مقدار مقاومت کاهش می یابد که به معنی α منفی است.در بعضی مواد نیز مانند فولادهای کربنی و آلیاژی و گرافیت مقدار αو ρ نسبت به دما غیر خطی هستند.شکل 2-3 مقاومت متغیر گرافیت را در دماهای مختلف نشان می‌دهد.شکل2-4 مقاومت فلزات مختلف بر حسب دما را ‌نشان می‌دهد.

                                          

شکل ‏2-3- مقاومت غیرخطی گرافیت برحسب دما

 

 

هیچ نظری وجود ندارد .

نـــــــــــام شمـــــــا :