Este es el video de nuestro calentador por inducción desarrollado en el laboratorio de la universidad nacional.



CALENTADOR POR INDUCCIÓN


La explicación teórica del calentamiento por inducción se hace por la aplicación de las leyes de la inducción (ley de Faraday y ley de Ampere) y como ya mencionábamos en el párrafo anterior del efecto Joule.
En primer lugar tenemos que si aplicamos una corriente a un conductor, este genera un campo magnético que cuya distribución viene dada por la ley de Ampere.

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Donde i es la corriente que circula por el conductor, N es el numero de espiras,
l la longitud del circuito y H el campo magnético.



Si la corriente que aplicamos al conductor es variable en el tiempo, el campo que se genera, también lo es y por tanto generara un flujo magnético cambiante. Aplicando la ley de Faraday en un conductor sometido a un flujo magnético variable se generará una fuerza electromotriz cuyo valor es:

Captura3.PNG
Donde Captura2.PNG es la fem inducida, N el número de espiras y Ø el flujo del campo magnético.




Esta fuerza electromotriz inducida en el interior de conductor, generan una corriente (corriente de inducción ó corriente de Foulcault) que es la responsable del calentamiento, por efecto Joule:

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Donde P es la potencia disipada en la resistencia equivalente por la que circula la corriente i.


Todo este entramado es equivalente al funcionamiento de un transformador, en el cual el primario es nuestra bobina de inducción, y el secundario es el elemento a calentar, que es equivalente a una sola espira, cerrada con una resistencia, que es la resistencia equivalente.

Captura5.PNG


PROCEDIMIENTO


El inductor fue tomado de un motor de nevera, este inductor fue conectado a una fuente de corriente alterna bifásica variable; debidamente protegido se procedió a alimentar el inductor y de acuerdo a esto tomamos las siguientes medidas:

  1. La corrinete sin nucleo fue de 8 amperios.
  2. Fue conectada a una FEM de 80 Voltios linea-linea en corriente alterna.
  3. El inductor tiene una inductancia de 24mH y una resistencia de 0.4 Ohmios.

DEFINICIÓN DE CORRIENTE


Si resolvemos las ecuaciones del campo en el interior del conductor, veremos que la corriente en el conductor solo circula por la superficie, esto es debido a que la corriente principal en el interior del conductor, genera un campo magnético variable en su seno, el campo magnético sigue la trayectoria marcada como 1,2,3 y en una mitad del conductor es entrante y en la otra saliente, este campo magnético, produce unas corrientes de inducción que tienen el mismo sentido en la parte exterior y contrario en la interior, como consecuencia de esto, la corriente en el centro del conductor se anula y se refuerza en los bordes. El flujo neto de corriente solo se produzce en la superficie del conductor.

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OBSERVACIONES


  1. Una fuente de alimentación que genera las corrientes de alta frecuencia.
  2. Un sistema de adaptación de la carga, encargado de acoplar la impedancia de la bobina a la fuente de alimentación.
  3. Bobina de inducción, situada alrededor del objeto a calentar y se encarga de generar el campo magnético necesario.

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CONCLUSIONES


  1. Las bobinas con mayor número de espiras transfieren mas energía.
  2. La energía disipada, aumenta con la resistividad del material, así la energía disipada aumenta con la temperatura, porque tambíen aumenta la resistividad.

A continuación mostramos un calentador por inducción de mas alto calibre y utilidad en la industria.



Desarrollado por:

JOSE LUIS ORTEGON COD. 207540
MANUEL ALEJANDRO TORRES COD. 207553