Os fornos de indução funcionam com base no princípio do aquecimento por indução, um método sem contacto para aquecer materiais condutores.
Este princípio baseia-se em dois fenómenos físicos fundamentais: a indução electromagnética e o efeito Joule.
5 pontos-chave explicados
1. Indução electromagnética
Num forno de indução, a transferência de energia para o material a ser aquecido ocorre através da indução electromagnética.
Quando um material condutor de eletricidade é colocado num campo magnético variável, experimenta correntes eléctricas induzidas chamadas correntes de Foucault.
Estas correntes fluem no interior do material e conduzem ao aquecimento por efeito de Joule, que é o processo de aquecimento de um material devido à resistência encontrada quando a corrente eléctrica o atravessa.
2. Efeito de Joule
O efeito Joule descreve o aquecimento de um material quando uma corrente eléctrica o atravessa devido à sua resistência eléctrica.
No contexto de um forno de indução, as correntes de Foucault induzidas no material condutor (geralmente metal) pelo campo eletromagnético geram calor através desta resistência, aquecendo efetivamente o material.
3. Funcionamento de um forno de indução
Um forno de indução é constituído por um cadinho que contém o material a fundir, normalmente feito de um material refratário ou de um material condutor como a grafite, se a conceção do forno permitir aquecer tanto o cadinho como o material.
À volta do cadinho encontra-se uma bobina de indução ligada a uma fonte de alimentação de corrente alterna.
Quando a bobina é energizada com corrente eléctrica de alta frequência, gera um campo magnético flutuante à volta do cadinho.
Este campo magnético induz correntes de Foucault no material condutor dentro do cadinho, aquecendo-o por resistência (aquecimento Joule).
Nos materiais ferromagnéticos, pode ocorrer um aquecimento adicional devido à histerese magnética.
O aquecimento continua até o material derreter e as correntes de Foucault também provocam a agitação do material fundido, garantindo uma boa mistura.
4. Tipos de fornos de indução
Existem dois tipos principais de fornos de indução: sem núcleo e de canal.
Os fornos sem núcleo não têm um núcleo magnético e são normalmente utilizados para fundir metais.
Os fornos de canal têm um núcleo magnético e são utilizados para manter e aquecer continuamente o metal fundido.
5. Aplicações e limitações
Os fornos de indução são ideais para fundir e ligar uma grande variedade de metais com perdas mínimas de fusão.
No entanto, eles são limitados em sua capacidade de refinar metais, pois funcionam principalmente para fundir e misturar materiais, em vez de purificá-los.
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