Diskussion:Induktive Erwärmung

message: aus Diskussion:Induktionsheizung wg Zusammenführung
Hallo,
laut meines Wissens erwärmen sich Materialien aus Kupfer, Aluminium u.a. nicht wie angegeben wegen des geringeren elektrischen Widerstandes kaum (wäre irrsinnig, denn P(Wärmeleistung) = Uind² / R  => Wärmeleistung je größer desto kleiner der Widerstand), sondern weil die induzierte Spannung wegen der viel geringeren spezifischen Permeabilitätskonstante ebenso viel geringer ist. ( Faktor ~ 1000) 
Physikalische Belegung:
Uind = - dΦ/dt
Uind= Induzierte Spannung im Topf
Φ= magnetischer Fluss
n= Windungszahl der Spule
L= Länge der Spule
dΦ/dt = n/L*μ0*μr*(dI/dt)
Bei dem Austausch von Materialien ändert sich nur die spezifische Permeabilitätskonstante μr(Material). Der Rest ergibt sich aus dem Aufbau des Herdes / Netzleistung.
Da die spezifische Permeabilitätskonstante μr(Eisen) >> μr(Aluminium,Kupfer), ist dΦ(Eisen)/dt >> dΦ(Al,Cu)/dt und folglich Uind(Eisen) >> Uind(Al,Cu),
die Stromstärke ist proportional zu Uind und damit die Erwärmung. 
MfG
David Kernert
(März 07)
:Ich bin auch über diese Aussage gestolpert und halte sie für falsch. Allerdings ist deine Argumentation im Detail verbesserungswürdig... Einerseits hast du wegen
::\Phi=B \cdot A
:vergessen, den Querschnitt A des magnetischen Feldes zu berücksichtigen - er fehlt einfach in den Gleichungen. Andererseits ist es nicht sinnvoll, als magnetische Erregung das Innere einer Zylinderspule anzunehmen, denn nur dort gilt (näherungsweise) die von dir verwendete Beziehung
::H=\frac{I \cdot n}{L},
:wobei I der Erregerstrom in der Spule ist. Stattdessen kann man sich darauf beschränken, eine gewisse magnetische Feldstärke H anzunehmen, die an einem bestimmten Punkt im umgebenden Raum der Erregungsspule (sprich: am Kochtopf) vorherrscht:
::U_{ind}=\frac{d \Phi}{dt}=\frac{dB}{dt} A=\mu_0 \mu_r \frac{dH}{dt} A
:Auf jeden Fall hast du Recht, dass hier die relative Permeabilität \mu_r entscheidend dafür ist, wie hoch die induzierte Spannung ist. Allerdings ist tatsächlich auch der Ohmsche Widerstand des Materials gemäss der von dir angegebenen Gleichung
::P=\frac{{U_{ind}}^2}{R}
:dafür entscheidend, wie hoch die Verlustleitung bzw. Wärmeleistung letztlich ausfällt. Auf jeden Fall gilt: je geringer der Widerstand, desto höher die Wärmeleistung - und nicht umgekehrt, wie im Artikel angegeben. Schliesslich gibt es eben im Nichtleiter keine Wirbelströme... Übrigens versucht man bei Transformatorenkernen gerade durch Auswahl von Materialien mit hohem Widerstand (z.B. Ferrite) die Verlustleistung zu reduzieren.
:--Tekki 17:09, 29. Sep. 2007 (CEST)
replies: text: In Anordnungen mit vernachlässigbarem Skin-Effekt wachsen tatsächlich die induzierten Ströme mit der Leitfähigkeit an und deshalb auch die Verlustleistung. Um mäßig gut leitende Materialien mit hohem Wirkungsgrad induktiv erwärmen zu können, stimmt man die Eindringtiefe des Magnetfeldes und der es abschirmenden Ströme über die Frequenz auf die Materialstärke ab. Wenn dann ein viel zu guter Leiter auf diesen Herd kommt, dann fließen auch nur die zur Abschirmung nötigen Wirbelströme und die Heizleistung sinkt (falls nicht der Spulenstrom entsprechend erhöht wird). Die Heizleistung sinkt allerdings nur "halb so schnell" wie die Leitfähigkeit steigt, siehe die Wurzel in Skin-Effekt. – Rainald62 12:53, 14. Jun. 2009 (CEST)
thread_title:  "Elektrisch gut leitende Materialien (Aluminium, Kupfer) lassen sich, wegen des geringen elektrischen Widerstandes kaum erwärmen" 

message: Aus dem Artikel:
* Der Wirkungsgrad ist hoch, sofern sehr gut leitende Materialien wie Aluminium oder Kupfer erwärmt werden sollen.
* Der Wirkungsgrad ist bei schlecht leitenden Werkstoffen wie Eisen sehr hoch.
Passt das zusammen? Es verwundert etwas, dass hier zwei grundlegend verschiedene Stoffe (gut und schlecht leitend) genannt werden, aber beide Male von hohem/sehr hohem Wirkungsgrad die Rede ist, insbesondere weil beim ersten das Wort „sofern“ erwarten lässt, dass nur mit derartigen Materialien ein hoher Wirkungsgrad erreichbar ist (und somit mit anderen nur ein niedrigerer). Wenn das tatsächlich so stimmt, dann sollte dennoch eine Beziehung aufgebaut werden, etwa „Der Wirkungsgrad dieser Methode ist generell hoch. Schlecht leitende Materialien erzielen einen noch etwas höheren Wirkungsgrad als gut leitende.“
– 62.227.169.197 16:13, 2. Sep. 2017 (CEST)
thread_title:  Wirkungsgrad