План-конспект урока теоретического обучения на тему: Индукционный нагреватель
план-конспект урока

ФЕДЕРАЛЬНОЕ КАЗЕННОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ № 46

ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

ПРИНЯТО

методической комиссией

филиала №6 ФКП образовательного учреждения №46.

Протокол от «___» _______ 2019 г.

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий филиала №6

ФКП образовательного

учреждения №46

__________ О.Е. Кошелев

«___» ___________2019 г.

Методическая разработка

внедрения объемно-наглядного пособия для изучения темы «Индукционные токи в массивных проводниках»; «Магнитная проницаемость»                                     по дисциплине ОП.02 Электротехника, а также для изучения темы «Магнитомягкие и магнитотвердые материалы по дисциплине                            ОП.04 Материаловедение.

Составитель: Кошелев Илья Олегович,

мастер производственного обучения,

высшей квалификационной категории

2019 г.

Индукционный нагрев – это нагревание материалов электрическими токами, которые индуцируются переменным магнитным полем.

Индукционный нагрев проводиться следующим образом. Электропроводящая заготовка помещается в так называемы индуктор, представляющий собой один или несколько витков провода (чаще всего медного). В индукторе с помощью специального генератора наводятся мощные токи различной частоты (от десятка Гц до нескольких МГц),                        в результате чего вокруг индуктора возникает электромагнитное поле. Электромагнитное поле наводит в заготовке вихревые токи. Вихревые токи разогревают заготовку.

Данная система нашла широкое применение в промышленности в виде индукционных плавильных печей, а также в быту в виде варочных поверхностей.

Объемно – наглядное пособие можно использовать на дисциплине ОП.02 Электротехника для объяснения и демонстрации темы индукционные токи в массивных проводниках. Изменяющийся магнитный поток способен индуктировать ЭДС не только в витках катушки, но и в массивных металлических проводниках. Пронизывая толщу массивного проводника, магнитный поток индуктирует в нем ЭДС, создающую индукционные токи. Эти так называемые вихревые токи распространяются по массивному проводнику и накоротко замыкаются в нем. В результате этого вихревые токи достигают больших значений и металл разогревается. (Приложение 1)

Преимущества индукционного нагрева:

- Высокоскоростной разогрев или плавление любого электропроводящего материала.

- Возможен нагрев в атмосфере защитного газа, в окислительной                  (или восстановительной) среде, в жидкости, в вакууме.

- Нагрев через стенки защитной камеры, изготовленной из стекла, цемента, пластмасс, дерева – эти материалы очень слабо поглощают электромагнитное излучение и остаются холодными при работе установки. Нагревается только электропроводящий материал – металл (в том числе расплавленный), углерод, проводящая керамика, электролиты, и т.п. Например, внутренности радиолампы можно прогревать для обезгаживания прямо через стеклянную колбу.

- Поскольку разогрев ведется посредством электромагнитного излучения, отсутствует загрязнение заготовки продуктами горения факела                в случае газопламенного нагрева, или материалом электрода в случае дугового нагрева. Помещение образцов в атмосферу инертного газа                    и высокая скорость нагрева позволят ликвидировать окалинообразование.

- Нет загрязнения воздуха, т.к. отсутствуют продукты горения. Небольшие установки индукционного нагрева можно эксплуатировать                      в замкнутом и плохо проветриваемом помещении, не оборудованном специальными средствами вентиляции и вытяжками (гаражи, небольшие домашние мастерские, подвалы).

- Легко провести местный и избирательный нагрев.

Индукционная плита – кухонная электрическая плита, разогревающая металлическую посуду индуцированными вихревыми токами, создаваемыми высокочастотным магнитным полем, частотой 20 – 100 кГц. Такая плита обладает большим КПД по сравнению с ТЭН электроплитами, так как меньше тепла уходит на нагрев корпуса, а кроме того отсутствует период разгона и остывания (когда зря тратится выработанная, но не поглощенная посудой энергия).

Данное объемно-наглядное пособие можно также использовать                     для изучения и демонстрации темы магнитная проницаемость. Свойства тел пропускать через себя магнитное поле называется магнитной проницаемостью. Чтобы иметь возможность сравнивать различные вещества по их магнитной проницаемости, принято считать магнитную проницаемость воздуха равной единице. Вещества, у которых магнитная проницаемость меньше единице, называют диамагнитными. К ним относят медь, свинец, серебро и т.д. Алюминий, платина, олово, обладают магнитной проницаемостью немного больше единицы и носят название парамагнитных веществ. Вещества, магнитная проницаемость которых значительно больше единицы (измеряются тысячами), называют ферромагнитными (к ним относят никель, кобальт, сталь, железо, феррит и т.д.).

В приложении 2 и 3 наглядно можно увидеть магнитную проницаемость воздуха и феррита. Без ферритного сердечника лампочку приходиться подносить очень близко для того чтобы она немного загорелась, а при использовании ферритного сердечника яркость лампы выходит на номинальный режим. Этим мы доказали что магнитная проницаемость воздуха значительно меньше, чем магнитная проницаемость феррита.

Приложение 1.

Приложение 2.

  Приложение 3.

Приложение 4.

Приложение 5.

Принципиальная схема устройства.