Kesan Joule arus elektrik digunakan untuk menukar tenaga elektrik kepada haba untuk memanaskan objek. Ia biasanya dibahagikan kepada pemanasan rintangan langsung dan pemanasan rintangan tidak langsung. Voltan bekalan kuasa bekas terus digunakan pada objek yang dipanaskan, dan apabila arus mengalir, objek yang dipanaskan itu sendiri (seperti seterika yang dipanaskan secara elektrik) menjadi panas. Objek yang boleh dipanaskan secara terus secara rintangan mestilah konduktor, tetapi dengan kerintangan yang tinggi. Oleh kerana haba dihasilkan daripada objek yang dipanaskan itu sendiri, ia tergolong dalam pemanasan dalaman, dan kecekapan haba adalah tinggi. Pemanasan rintangan tidak langsung perlu dibuat daripada bahan aloi khas atau bahan bukan logam untuk membuat elemen pemanasan, yang menjana tenaga haba dan menghantar ke objek yang dipanaskan melalui sinaran, perolakan dan pengaliran. Oleh kerana objek yang dipanaskan dan elemen pemanasan dibahagikan kepada dua bahagian, jenis objek yang dipanaskan secara amnya tidak terhad dan mudah dikendalikan.
Bahan-bahan yang digunakan dalam elemen pemanasan pemanasan rintangan tidak langsung secara amnya memerlukan kerintangan yang besar, pekali suhu rintangan kecil, ubah bentuk kecil pada suhu tinggi dan tidak mudah luntur. Yang biasa digunakan ialah aloi besi-aluminium, aloi nikel-kromium dan bahan logam lain dan silikon karbida, molibdenum disilicide dan bahan bukan logam lain. Suhu kerja maksimum unsur pemanasan logam boleh mencapai 1000 ~ 1500 darjah mengikut jenis bahan; Suhu kerja maksimum unsur pemanasan bukan logam boleh mencapai 1500 ~ 1700 darjah. Yang terakhir ini mudah dipasang dan boleh digantikan dengan relau panas, tetapi ia memerlukan peranti pengawal selia tekanan apabila bekerja, dan hayatnya lebih pendek daripada unsur pemanasan aloi, dan biasanya digunakan dalam relau suhu tinggi, tempat di mana suhu melebihi suhu operasi maksimum yang dibenarkan oleh elemen pemanas bahan logam dan beberapa majlis khas. Kesan haba konduktor itu sendiri dipanaskan oleh arus teraruh (arus pusar) yang dihasilkan oleh konduktor dalam medan elektromagnet berselang-seli. Mengikut keperluan proses pemanasan yang berbeza, kekerapan bekalan kuasa AC yang digunakan dalam pemanasan aruhan ialah frekuensi kuasa (50~60 kHz), frekuensi sederhana (60~10000 Hz) dan frekuensi tinggi (lebih tinggi daripada 10000 Hz). Bekalan kuasa frekuensi kuasa biasanya digunakan dalam bekalan kuasa AC industri, kebanyakan negara dalam frekuensi kuasa dunia ialah 50 Hz. Voltan yang digunakan pada peranti aruhan oleh bekalan kuasa frekuensi kuasa untuk pemanasan aruhan mestilah boleh laras. Mengikut kuasa peralatan pemanasan dan kapasiti rangkaian bekalan kuasa, bekalan kuasa (6~10 kV) boleh digunakan untuk membekalkan kuasa melalui pengubah; Peranti pemanasan juga boleh disambungkan terus ke grid voltan rendah 380 volt.
Bekalan kuasa frekuensi sederhana telah lama menggunakan set penjana frekuensi sederhana. Ia terdiri daripada penjana frekuensi sederhana dan motor tak segerak pemacu. Kuasa keluaran unit ini secara amnya dalam julat 50~1000 kilowatt. Dengan perkembangan teknologi elektronik kuasa, penyongsang thyristor bekalan kuasa frekuensi sederhana telah digunakan. Bekalan kuasa frekuensi sederhana ini menggunakan thyristor untuk menukar frekuensi kuasa arus ulang alik kepada arus terus, dan kemudian menukar arus terus kepada arus ulang alik frekuensi yang diperlukan. Oleh kerana saiz kecil, ringan, tiada bunyi bising, operasi yang boleh dipercayai, dan lain-lain peralatan penukaran frekuensi ini, ia telah menggantikan set penjana frekuensi sederhana secara beransur-ansur.
Bekalan kuasa frekuensi tinggi biasanya menggunakan pengubah untuk menaikkan voltan 380 volt tiga fasa kepada voltan tinggi kira-kira 20,000 volt, dan kemudian menggunakan thyristor atau elemen penerus silikon voltan tinggi untuk membetulkan frekuensi kuasa arus ulang alik kepada arus terus, dan kemudian menggunakan pengayun elektronik untuk menukar arus terus kepada arus ulang alik frekuensi tinggi dan voltan tinggi. Kuasa keluaran peralatan bekalan kuasa frekuensi tinggi berjulat dari puluhan kilowatt hingga ratusan kilowatt.
Objek yang dipanaskan secara induktif mestilah konduktor. Apabila arus AC frekuensi tinggi melalui konduktor, konduktor menghasilkan kesan kulit, iaitu, ketumpatan arus permukaan konduktor adalah besar, dan ketumpatan arus pusat konduktor adalah kecil.
Pemanasan aruhan boleh memanaskan objek secara seragam dan permukaan secara keseluruhan; Boleh mencairkan logam; Dalam jalur frekuensi tinggi, menukar bentuk gegelung pemanasan (juga dikenali sebagai induktor) juga boleh digunakan untuk pemanasan tempatan sewenang-wenangnya. Memanaskan objek menggunakan suhu tinggi yang dihasilkan oleh arka elektrik. Arka ialah pelepasan gas antara dua elektrod. Voltan arka tidak tinggi tetapi arusnya besar, dan arusnya yang kuat dikekalkan oleh sejumlah besar ion yang tersejat pada elektrod, jadi arka mudah dipengaruhi oleh medan magnet di sekelilingnya. Apabila arka terbentuk di antara elektrod, suhu lajur arka boleh mencapai 3000~6000K, yang sesuai untuk lebur logam pada suhu tinggi.
Terdapat dua jenis pemanasan arka: pemanasan arka langsung dan tidak langsung. Arus arka yang dipanaskan oleh arka langsung melalui terus melalui objek yang dipanaskan, yang mestilah elektrod atau medium arka. Arus arka yang dipanaskan oleh arka tidak langsung tidak melalui objek yang dipanaskan, tetapi terutamanya dipanaskan oleh haba yang dipancarkan oleh arka. Ciri-ciri pemanasan arka adalah: suhu arka tinggi, kepekatan tenaga, dan kuasa permukaan kolam relau arka pembuatan keluli boleh mencapai 560~1200 kW/meter persegi. Walau bagaimanapun, bunyi arka adalah besar, dan ciri volt-amperenya adalah ciri rintangan negatif (ciri jatuh). Untuk mengekalkan kestabilan arka apabila arka dipanaskan, nilai serta-merta voltan litar adalah lebih besar daripada nilai voltan permulaan apabila arus arka melintasi sifar, dan untuk mengehadkan arus litar pintas, perintang nilai tertentu mesti disambung secara bersiri dalam litar bekalan kuasa. Elektron yang bergerak pada kelajuan tinggi di bawah tindakan medan elektrik digunakan untuk mengebom permukaan objek dan memanaskannya. Komponen utama untuk pemanasan rasuk elektron ialah penjana rasuk elektron, juga dikenali sebagai pistol elektron. Pistol elektron terutamanya terdiri daripada katod, polielektrod rasuk, anod, kanta elektromagnet dan gegelung pesongan. Anod dibumikan, katod disambungkan ke kedudukan tinggi negatif, rasuk pemfokusan biasanya mempunyai potensi yang sama dengan katod, dan medan elektrik yang dipercepatkan terbentuk di antara katod dan anod. Elektron yang dipancarkan oleh katod dipercepatkan ke kelajuan yang sangat tinggi di bawah tindakan medan elektrik yang memecut, difokuskan oleh kanta elektromagnet, dan kemudian dikawal oleh gegelung pesongan, supaya rasuk elektron menembak ke arah objek yang dipanaskan dalam arah tertentu .
Kelebihan pemanasan rasuk elektron ialah: (1) mengawal nilai semasa Ie rasuk elektron, yang boleh dengan mudah dan cepat menukar kuasa pemanasan; (2) Kanta elektromagnet boleh digunakan untuk menukar bahagian yang dipanaskan secara bebas atau kawasan bahagian pengeboman rasuk elektron boleh dilaraskan secara bebas; (3) Ketumpatan kuasa boleh ditingkatkan supaya bahan di titik pengeboman menguap dalam sekelip mata. Menggunakan objek sinaran inframerah, objek menyerap sinar inframerah, menukar tenaga sinaran kepada tenaga haba dan memanaskannya.
Inframerah ialah gelombang elektromagnet. Dalam spektrum suria, di luar hujung merah cahaya yang boleh dilihat, adalah bentuk tenaga sinaran yang tidak kelihatan. Dalam spektrum elektromagnet, julat panjang gelombang inframerah adalah antara {{0}}.75~1{{10}}00 mikron, dan frekuensi julat adalah antara 3×1{{20}}~4×10 kHz. Dalam aplikasi industri, spektrum inframerah sering dibahagikan kepada beberapa jalur: 0.75~3.0 mikron untuk kawasan inframerah dekat; 3.0~6.0 mikron untuk kawasan inframerah pertengahan; 6.0~15.0 mikron untuk kawasan inframerah jauh; 15.0~1000 mikron untuk kawasan inframerah yang sangat jauh. Objek yang berbeza mempunyai keupayaan yang berbeza untuk menyerap sinar inframerah, walaupun objek yang sama mempunyai keupayaan yang berbeza untuk menyerap sinar inframerah dengan panjang gelombang yang berbeza. Oleh itu, penggunaan pemanasan inframerah, mengikut jenis objek yang dipanaskan, pilih sumber sinaran inframerah yang sesuai, supaya tenaga sinaran tertumpu dalam julat panjang gelombang penyerapan objek yang dipanaskan untuk mendapatkan kesan pemanasan yang baik.
Pemanasan inframerah elektrik sebenarnya adalah satu bentuk khas pemanasan rintangan, iaitu, bahan seperti aloi tungsten, besi-nikel atau nikel-kromium digunakan sebagai radiator untuk membuat sumber sinaran. Apabila ditenagakan, sinaran haba terhasil disebabkan oleh haba yang dihasilkan oleh rintangannya. Sumber sinaran pemanasan inframerah elektrik yang biasa digunakan ialah jenis lampu (reflektif), jenis tiub (jenis tiub kuarza) dan jenis plat (jenis rata). Jenis lampu ialah mentol inframerah, dengan filamen tungsten sebagai radiator, dan filamen tungsten dimeterai dalam cangkerang kaca yang diisi dengan gas lengai, sama seperti mentol lampu biasa. Apabila radiator ditenagakan, ia menjadi panas (suhu lebih rendah daripada mentol lampu biasa), dengan itu memancarkan sejumlah besar sinar inframerah dengan panjang gelombang kira-kira 1.2 mikron. Jika dinding dalaman cangkang kaca disalut dengan lapisan pemantul, sinar inframerah boleh tertumpu dalam satu arah, jadi sumber sinaran inframerah jenis lampu juga dipanggil pemancar inframerah reflektif. Tiub sumber sinaran inframerah tiub diperbuat daripada kaca kuarza, dan wayar tungsten berada di tengah, jadi ia juga dipanggil pemancar inframerah tiub kuarza. Panjang gelombang inframerah yang dipancarkan oleh jenis lampu dan jenis tiub adalah dalam julat 0.7~3 mikron, dan suhu kerja adalah rendah, yang biasanya digunakan untuk pemanasan, penaik, pengeringan dan fisioterapi inframerah dalam cahaya. dan industri tekstil. Permukaan sinaran sumber sinaran inframerah jenis plat adalah satah, terdiri daripada plat rintangan rata, bahagian hadapan plat rintangan disalut dengan bahan dengan pekali pantulan yang besar, dan bahagian belakang disalut dengan bahan dengan pekali pantulan kecil, jadi kebanyakan tenaga haba dipancarkan keluar oleh bahagian hadapan. Suhu kerja jenis plat boleh mencapai lebih daripada 1000 darjah, yang boleh digunakan untuk penyepuhlindapan kimpalan bahan keluli dan paip diameter besar dan bekas.
Kerana inframerah mempunyai keupayaan penembusan yang kuat, ia mudah diserap oleh objek, dan apabila diserap oleh objek, ia segera ditukar menjadi tenaga haba; Kehilangan tenaga sebelum dan selepas pemanasan inframerah adalah kecil, suhu mudah dikawal, dan kualiti pemanasan adalah tinggi, oleh itu, penggunaan pemanasan inframerah berkembang pesat. Medan elektrik frekuensi tinggi digunakan untuk memanaskan bahan penebat. Objek pemanasan utama ialah dielektrik. Apabila dielektrik diletakkan dalam medan elektrik berselang-seli, ia akan berulang kali terkutub (fenomena dielektrik mempunyai jumlah cas yang sama bertentangan kekutuban pada permukaannya atau dalam di bawah tindakan medan elektrik), dengan itu menukar tenaga elektrik dalam medan elektrik menjadi tenaga haba.
Kekerapan medan elektrik yang digunakan untuk pemanasan sederhana adalah tinggi. Dalam jalur gelombang sederhana, pendek dan ultra-pendek, frekuensinya adalah beberapa ratus kilohertz hingga 300 MHz, yang dipanggil pemanasan sederhana frekuensi tinggi, dan jika ia lebih tinggi daripada 300 MHz dan mencapai jalur gelombang mikro, ia dipanggil gelombang mikro. pemanasan sederhana. Biasanya pemanasan sederhana frekuensi tinggi dijalankan dalam medan elektrik antara dua plat; Pemanasan sederhana gelombang mikro dijalankan di bawah medan sinaran pandu gelombang, resonator atau antena gelombang mikro.
Apabila dielektrik dipanaskan dalam medan elektrik frekuensi tinggi, kuasa elektrik yang dikeluarkan dalam isipadu unit ialah P=0.566fEεrtgδ×10 (W/cm)
Jika dinyatakan dalam haba, ia adalah:
H=1.33fEεrtgδ×10 (kal/s·cm)
di mana f ialah kekerapan medan elektrik frekuensi tinggi, εr ialah ketelusan relatif bagi dielektrik, δ ialah sudut kehilangan dielektrik, dan E ialah kekuatan medan elektrik. Ia boleh dilihat daripada formula bahawa kuasa elektrik yang diambil oleh dielektrik daripada medan elektrik frekuensi tinggi adalah berkadar dengan kuasa dua kuasa medan elektrik E, frekuensi f medan elektrik, dan sudut kehilangan δ dielektrik. . E dan f ditentukan oleh medan elektrik yang digunakan, manakala εr bergantung pada sifat dielektrik itu sendiri. Oleh itu, objek pemanasan sederhana adalah terutamanya bahan dengan kehilangan dielektrik yang besar.
Oleh kerana haba dijana di dalam dielektrik (objek yang dipanaskan), kelajuan pemanasan adalah pantas, kecekapan haba adalah tinggi, dan pemanasan adalah seragam berbanding dengan pemanasan luaran yang lain.
Pemanasan media boleh digunakan secara industri untuk memanaskan termogel untuk mengeringkan bijirin, kertas, kayu, dan bahan gentian lain; Ia juga mungkin untuk memanaskan plastik sebelum membentuk, serta pemvulkanan getah dan ikatan kayu, plastik, dll. Memilih frekuensi medan elektrik yang sesuai dan peranti hanya boleh memanaskan pelekat apabila memanaskan papan lapis, tanpa menjejaskan papan lapis itu sendiri. Untuk bahan homogen, pemanasan integral adalah mungkin.
