O princípio de funcionamento de um forno de indução baseia-se na indução electromagnética e no efeito Joule. O forno é constituído por uma fonte de alimentação, uma bobina de indução e um cadinho feito de materiais refractários. O cadinho contém a carga metálica, que actua como o enrolamento secundário de um transformador. Quando a bobina de indução é ligada a uma fonte de alimentação de corrente alternada, gera um campo magnético alternado. Este campo magnético induz uma força eletromotriz na carga metálica, levando à geração de correntes de Foucault no interior da carga. Estas correntes, devido à resistência eléctrica do metal, resultam no aquecimento por efeito de Joule, que aquece e funde o metal. Nos materiais ferromagnéticos, pode ocorrer um aquecimento adicional devido à histerese magnética.
Indução electromagnética:
Quando a bobina de indução é energizada com uma corrente eléctrica de alta frequência, cria um campo magnético flutuante à volta do cadinho. Este campo magnético penetra na carga metálica do cadinho, induzindo uma corrente eléctrica no metal. Este processo de indução é semelhante ao funcionamento de um transformador, em que a carga metálica actua como o enrolamento secundário do transformador e a bobina de indução como o enrolamento primário.Efeito Joule:
As correntes eléctricas induzidas, conhecidas como correntes de Foucault, fluem através da resistência eléctrica da carga metálica. Este fluxo de corrente através da resistência gera calor, um fenómeno conhecido como aquecimento de Joule. O calor gerado é suficiente para fundir a carga metálica.
Histerese magnética (em materiais ferromagnéticos):
Em materiais como o ferro, o campo magnético não só induz correntes de Foucault como também provoca a inversão dos dipolos magnéticos moleculares. Este processo de inversão gera calor adicional, contribuindo para o aquecimento global do material.Material do cadinho:
O cadinho pode ser feito de materiais não condutores, como a cerâmica, ou de materiais condutores, como a grafite. Quando feito de materiais não condutores, apenas a carga metálica é aquecida. No entanto, se o cadinho for condutor, tanto o cadinho como a carga são aquecidos, o que exige que o material do cadinho resista a temperaturas elevadas e evite a contaminação do material aquecido.
