《機械》〈電熱〉[H29:問13]誘導加熱の用途や特徴に関する論説問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★★☆☆（普通）

誘導加熱に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

(1)　産業用では金属の溶解や金属部分の熱処理などに用いられ，民生用では調理加熱に用いられている。

(2)　金属製の被加熱物を交番磁界内に置くことで発生するジュール熱によって被加熱物自体が発熱する。

(3)　被加熱物の透磁率が高いものほど加熱されやすい。

(4)　被加熱物に印加する交番磁界の周波数が高いほど，被加熱物の内部が加熱されやすい。

(5)　被加熱物として，銅，アルミよりも，鉄，ステンレスの方が加熱されやすい。

【ワンポイント解説】

電熱からの出題は毎年1題程度出題されます。その中で，誘導加熱の問題は数年に1回程度出題されます。

1.誘導加熱
交番磁界中に導電体を置くことによって，ファラデーの電磁誘導の法則により渦電流が生じ，その抵抗損（ジュール損）によって発熱します。オール電化のコンロ等はこの原理を利用しています。
交番磁束は表皮効果によって被加熱物の表面近くに集まり，渦電流も被加熱物の表面付近に集中します。その指標として誘導加熱による物体への電流浸透の深さ\( \ \delta \ \mathrm {[cm]} \ \)があり，比透磁率\( \ \mu _{\mathrm {s}} \ \)，抵抗率\( \ \rho \ \mathrm {[\mu \Omega \cdot cm]} \ \)，周波数\( \ f \ \mathrm {[Hz]} \ \)とすると，
\[
\begin{eqnarray}
\delta &=&5.03\sqrt {\frac {\rho }{\mu _{\mathrm {s}} f}} \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\] となり，周波数が低いほど物体への電流浸透の深さは深くなります。