Nahoru
Výuková videa
Nahraj video

Indukční Ohřev

  • Autor videa: Jan Král
    Délka pokusu: 600 minut
    Pomůcky: Přístroje: Digitální multimetry, panelový zdroj stejnosměrného napětí, regulovaný zdroj vnějšího stejnosměrného napětí, dvoukanálový osciloskop HM-1505 a běžné elektrotechnické pomůcky

    Popis videa:

    Ukázka indukčního ohřevu! Princip: Vzduchová cívka vytváří vysoko frekvenční magnetické pole a v kovovém předmětu uvnitř cívky se indukují vířivé proudy, které ho ohřívají. Na výhřevu se podílí i hysterezní ztráty. S cívkou je paralelně zapojen kondenzátor. Tento LC obvod se musí budit na rezonanční frekvenci. Budící proud při dané rezonanční frekvenci je menší, než proud oscilující v LC obvodu. Poměr budícího proudu k proudu oscilujícímu je tím menší, čím je větší jakost Q LC obvodu. Naše sestava indukčního ohřevu se skládá z: 1. ze vzduchové cívky s 12 závity na průměru 28mm a sady 40kusových foliových kondenzátorů 220nF zapojených paralelně mezi sebou. Důvod paralelního zapojení kondenzátorů: proud, který koluje LC obvodem se rovnoměrně rozloží na jednotlivé kondenzátory. 2. budícího generátoru koncovými spínacími tranzistory MOSFET. Budící generátor je tvořen integrovaným obvodem IR2153 se dvěma výstupy. Na těchto výstupech IO se generují obdélníkové signály, které jsou ve vzájemné proti fázi. Kmitočet je dán časovou konstantou prvků RC zapojených na vstup IO (piny 2, 3,4 IO). Rezistor R je tvořen potenciometrem 50kΩ v sérii s 10kΩ. Kapacita C je 470pF. Předpokládaný kmitočet 30kHz. Výstupní obdélníkové signály ovládají výkonové MOSFETY. Ty střídavě spínají konce sériově zapojených kondenzátorů o kapacitě 2µF proti virtuální zemi (pin 6 IO). Spojený střed těchto sériově zapojených kondenzátorů jde na vstup LC obvodu. 3. vysoko frekvenční vzduchové tlumivky 9závitů vysoko frekvenčním lankem na průměru 28cm. Ta omezuje budící proud do LC obvodu při nastavování. Vysoko frekvenční lanko zmenšuje ztráty skinefektem. 3. vnějším výkonovým regulovaným zdrojem zajišťujícím celkový ohřev kovového materiálu v cívce. Sestava výkonového zdroje – oddělovací trafo ~ 230/ ~ 230 /500W, regulační autotrafo, můstkový usměrňovač s filtračním kondenzátorem 330µF/400V Postup nastavení: 1. zapojíme stejnosměrné napájení 14V na generátor s IR2153. Osciloskopem ověříme přítomnost obdélníkových pulzů na vývodech 7 a 5 IO. Musí být v proti fázi. 2. Připojíme vnější regulovaný zdroj přes ampérmetr na ~ síť 230V. Na zdroji nastavíme cca vstupních ~ 50V. Potenciometrem 50kΩ doregulujeme minimální vstupní proud, tím nastává shoda kmitočtu generátoru s rezonančním kmitočtem LC obvodu. 3. Napětí zvýšíme na konečných ~ 100V z důvodu bezpečnosti a značnému rušení. Doladíme opět vstupní proud na minimum. Nyní do cívky vkládáme různé materiály magnetické i nemagnetické a pozorujeme výsledky ohřátí.

    Vyjádření odborné poroty:

    Ahoj Jane, Jakube a  Ondřeji, 

    vaše video je skutečně překrásným popisem LC obvodu, škoda jen , že  do cívky jste vložili jen hřebík. Bylo by zajímavé pozorovat i jiné magnetické i nemagnetické předměty a jejich ohřátí. Diváky by jistě zajímalo co to jsou také ty hysterézní ztráty a určitě mnoho dalších otázek by měli.Tuto připomínku berte jako námět na další video :-).

     Děkujeme za zaslání videa a těšíme se na další video v příštím roce soutěže.

    Odborná porota "Vím proč!"

Také už jsi vyzkoušel tenhle pokus?

Komentáře k videu

Pro přidání komentáře se musíš přihlásit