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 aller Materialien verwendet werden, die Elektrizität leiten. Mit einem sehr hochfrequenten Wechselstrom wird ein Magnetfeld erzeugt, das wiederum auf mikroskopischer Ebene im zu erwärmenden Objekt sowohl elektrische Wirbelströme als auch Erwärmung durch Reibung erzeugt. Induktionserwärmung hat eine Vielzahl von Anwendungen, die von der Hausmannskost bis hin zu speziellen industriellen Anwendungen reichen.

Das Herzstück eines jeden Induktionsheizsystems ist eine Arbeitsspule, die den Wechselstrom führt und als Elektromagnet wirkt. Ein durch Induktion zu erwärmendes Objekt, manchmal auch als Werkstück bezeichnet, wird dann innerhalb oder in der Nähe der Spule platziert. Induktion erzeugt im Werkstück sich verschiebende elektrische Ströme, und diese Ströme erzeugen Wärme, wenn sie den Eigenwiderstand des Leiters überwinden.

Ein zweiter Prozess beschleunigt das Erhitzen von Eisenmetallen. Elektrische Ströme manifestieren sich, wenn eisenhaltiges Metall wie Eisen durch Induktion erhitzt wird. Die magnetischen Kräfte wirken auch auf die metallischen Kristalle, aus denen diese Materialien bestehen. Schnell wechselnde Magnetfelder versetzen Eisenmetalle in Schwingungen, die durch Reibung zusätzliche Wärme erzeugen.

Induktive Erwärmung wird in vielen industriellen Anwendungen eingesetzt, weil sie sehr genau geregelt werden kann und keine Wärmeübertragung oder offene Flammen erforderlich sind. Kleine Mengen Induktion reichen aus, um Kunststoffe zu schmelzen und zu verschmelzen, und zu diesem Zweck wird oft eine Induktionserwärmungsmaschine verwendet. Die Erhitzung dieser Stoffe kann sorgfältig kontrolliert werden, indem nur geringe Mengen leitfähiger Materialien in die spezifischen Bereiche gegeben werden, die erhitzt werden müssen.

Durch Induktion können Metalle schnell und präzise erhitzt werden. Dies ist besonders nützlich, wenn relativ kleine Metallmengen erhitzt werden müssen, da die induktive Erwärmung nur eine bescheidene Menge an physikalischer Ausrüstung erfordert. Die Geschwindigkeit, mit der Metalle erhitzt werden, kann auch mit großer Präzision gesteuert werden, indem die Konfiguration der der Arbeitsspule zugeordneten Schaltung modifiziert wird.

Eine besonders verbreitete Anwendung der Induktionserwärmung ist in Kochgeräten. Herdaufsätze, die auf Induktion basieren, sind im Allgemeinen nur für den Betrieb mit Kochgeschirr aus Eisenmetallen ausgelegt. Induktionserwärmung ist in Küchenanwendungen sehr nützlich, da die eigentliche Kochfläche nicht direkt erhitzt wird, was die Küchensicherheit verbessert. Die durch Induktion erzeugte Wärme ist auch fast sofort verfügbar, im Gegensatz zu der Wärme, die von Kochelementen erzeugt wird, die Wärme durch Widerstand erzeugen und diese Wärme dann auf Kochgefäße übertragen.