電加熱方式

基本方法和將電能轉化為熱能的方法分類如下。區分直接電加熱和間接電加熱。

在直接電加熱中，電流直接通過被加熱物體或介質（金屬、水、牛奶、土壤等），導致電能轉化為熱能。在間接電加熱中，電流通過特殊的加熱裝置（加熱元件），熱量從該裝置通過傳導、對流或輻射傳遞給被加熱的物體或介質。

有幾種類型的電能轉化為熱能，它們定義了電加熱的方法。

電阻加熱

電流通過導電固體或液體介質的流動伴隨著熱量的釋放。根據焦耳-楞次定律，發熱量Q=I2Rt，其中Q為發熱量，J；我——silatok，A； R是物體或介質的電阻，歐姆； t——流動時間，s。

電阻加熱可採用接觸法和電極法。

接觸法 它用於通過直接電加熱原理（例如在電接觸焊接設備中）和間接電加熱原理（在加熱元件中）來加熱金屬。

電極法用於加熱非金屬導電材料和介質：水、牛奶、多汁飼料、土壤等。加熱的材料或介質放置在電極之間，施加交流電壓。

通過電極之間材料的電流將其加熱。普通（非蒸餾）水會傳導電流，因為它總是含有一定量的鹽類、鹼類或酸類，這些鹽類、鹼類或酸類會離解成帶電荷的離子，即電流。牛奶和其他液體、土壤、多肉飼料等的導電特性。很相似。

直接電極加熱僅在交流電下進行，因為直流電會導致加熱材料的電解及其劣化。

電阻加熱以其簡單、可靠、靈活和加熱裝置成本低等優點在生產中得到廣泛應用。

電弧加熱

在氣體介質中兩個電極之間發生的電弧中，電能轉化為熱能。

為了點燃電弧，連接到電源的電極被短暫接觸然後慢慢分開。電極分離時觸點的電阻被通過它的電流強烈加熱。自由電子在金屬中不斷運動，隨著電極接觸點溫度的升高，它們的運動會加速。

隨著溫度的升高，自由電子的速度增加得如此之快，以至於它們脫離了電極的金屬並飛向了空氣。當它們移動時，它們會與空氣分子碰撞並將它們分離成帶正電和帶負電的離子。電極之間的空氣空間被電離並變得導電。

在電源電壓的作用下，正離子沖向負極（陰極），負離子沖向正極（陽極），從而形成長時間放電——伴隨著熱量釋放的電弧。電弧的不同部分的溫度不相同，在金屬電極處：陰極 - 約 2400 °C，陽極 - 約 2600 °C，電弧中心 - 約 6000 - 7000 °C .

區分直接電弧加熱和間接電弧加熱。主要的實際應用是電弧焊設備中的直接電弧加熱。在間接加熱裝置中，電弧被用作強大的紅外線源。

感應加熱

如果將一塊金屬置於交變磁場中，則會在其中感應出交變 e。 d. s，在其影響下，金屬中會產生渦流。這些電流進入金屬會導致金屬升溫。這種加熱金屬的方法稱為感應。一些感應加熱器的設計是基於利用表面效應現象和鄰近效應。

工業 (50 Hz) 和高頻（8-10 kHz、70-500 kHz）電流用於感應加熱。金屬體（零件、細節）的感應加熱在機器製造和設備維修以及金屬零件硬化中最為普遍。感應法也可用於加熱水、土壤、混凝土和對牛奶進行巴氏殺菌。

電介質加熱

介電加熱的物理本質如下。在電導率較差的固體和液體介質（電介質）中，置於快速變化的電場中，電能轉化為熱能。

每個電介質都包含通過分子間力結合在一起的電荷。這些電荷稱為束縛電荷，與導電材料中的自由電荷相反。在電場作用下，相關電荷沿電場方向定向或位移。伴生電荷在外電場作用下的位移稱為極化。

在交變電場中，電荷不斷運動，因此與電荷相關的分子之間存在分子間作用力。源極化非導電材料分子所消耗的能量以熱的形式釋放。一些非導電材料具有少量自由電荷，在電場的影響下，會產生小的傳導電流，有助於釋放材料中的額外熱量。

當用電介質加熱時，將要加熱的材料放置在金屬電極 - 電容器板之間，從特殊的高頻發生器向其施加高頻電壓（0.5 - 20 MHz 或更高）。電介質加熱體由高頻燈發生器、電源變壓器和帶電極的干燥裝置組成。

高頻介電加熱是一種很有前途的加熱方式，主要用於木材、紙張、食品和飼料的干燥和熱處理（烘乾穀物、蔬菜和水果），牛奶的巴氏殺菌和滅菌等。

電子束加熱（電子）

當在電場中加速的電子流（電子束）遇到加熱物體時，電能轉化為熱能。電子加熱的一個特點是5×108 kW / cm2的高能量集中密度，比電弧加熱高幾千倍。電子加熱在工業上用於焊接非常小的零件和熔化超純金屬。

除了考慮的電加熱方式外，在生產和日常生活中還使用紅外線加熱（輻照）。