電流のジュール効果を利用して、電気エネルギーを熱に変換し、物体を加熱します。 通常、直接抵抗加熱と間接抵抗加熱に分けられます。 前者は被加熱物に電源電圧を直接印加し、電流が流れると被加熱物（電熱アイロンなど）自体が発熱します。 抵抗により直接加熱できる物体は導体である必要がありますが、抵抗率が高くなります。 発熱は被加熱物そのものから発生するため内部加熱に属し、熱効率が高い。 間接抵抗加熱では、発熱体を作るために特殊な合金材料または非金属材料を使用する必要があります。発熱体は熱エネルギーを生成し、輻射、対流、伝導によって被加熱物に伝達します。 被加熱物と発熱体が2つに分かれているため、一般に被加熱物の種類が限定されず、操作が容易です。
間接抵抗加熱の発熱体に使用される材料は、一般に、抵抗率が大きく、抵抗温度係数が小さく、高温での変形が小さく、脆化しにくいことが求められます。 一般的には、鉄アルミニウム合金、ニッケルクロム合金などの金属材料や、炭化ケイ素、二ケイ化モリブデンなどの非金属材料が使用されます。 金属発熱体の最高使用温度は、材料の種類に応じて1000〜1500度に達することがあります。 非金属発熱体の最大使用温度は1500〜1700度に達することがあります。 後者は設置が容易で高温炉への置き換えも可能ですが、作業時に圧力調整装置が必要で、合金発熱体に比べて寿命が短いため、一般に高温炉や高温炉などで使用されます。温度は、金属材料の発熱体や一部の特別な場合に許容される最大動作温度を超えます。 導体自体の熱効果は、交流電磁界中で導体によって生成される誘導電流 (渦電流) によって加熱されます。 さまざまな加熱プロセスの要件に従って、誘導加熱で使用されるAC電源の周波数は、電力周波数（50〜60 kHz）、中周波（60〜10000 Hz）、および高周波（10000 Hz以上）です。 電源周波数電源は通常、産業用AC電源に使用され、世界のほとんどの国で電源周波数は50 Hzです。 誘導加熱用の高周波電源によって誘導装置に印加される電圧は調整可能でなければなりません。 加熱装置の電力と電力供給ネットワークの容量に応じて、電源（6〜10 kV）を使用して変圧器を介して電力を供給できます。 加熱装置は 380 ボルトの低電圧グリッドに直接接続することもできます。
中周波電源には、古くから中周波発電機セットが使用されてきました。 中周波発電機と駆動用非同期モーターで構成されます。 このユニットの出力電力は通常 50 ～ 1000 キロワットの範囲にあります。 パワーエレクトロニクス技術の発展に伴い、サイリスタインバータ方式の中周波電源が使用されるようになりました。 サイリスタを用いて電源周波数の交流を直流に変換し、さらに直流を必要な周波数の交流に変換する中周波電源です。 この周波数変換装置は、小型、軽量、騒音がなく、動作が確実であるなどの理由から、徐々に中周波発生装置に取って代わられてきました。
高周波電源は通常、変圧器を使用して三相380ボルトの電圧を約20000ボルトの高電圧に昇圧し、サイリスタまたは高電圧シリコン整流素子を使用して電源周波数を整流します。交流を直流に変換し、電子発振器を使用して直流を高周波、高電圧の交流に変換します。 高周波電源装置の出力は数十キロワットから数百キロワットにも及びます。
誘導加熱される物体は導体である必要があります。 高周波交流電流が導体に流れると、導体は表皮効果を生じます。つまり、導体の表面電流密度は大きく、導体の中心の電流密度は小さくなります。
誘導加熱は、対象物の表面を均一に加熱し、全体を加熱することができます。 金属を溶かすことができます。 高周波帯域では、加熱コイル (インダクタとも呼ばれる) の形状を変更して、任意の局所加熱を行うこともできます。 電気アークによって発生する高温を利用して物体を加熱します。 アーク放電は、2 つの電極間のガス放電です。 アークの電圧は高くないものの電流は大きく、その強い電流は電極上に蒸発した大量のイオンによって維持されるため、周囲の磁場の影響を受けやすい。 電極間にアークが形成されると、アーク柱の温度は3000～6000Kに達することがあり、金属の高温溶解に適しています。
アーク加熱には、直接アーク加熱と間接アーク加熱の 2 種類があります。 直接アークによって加熱されたアーク電流は、電極またはアークの媒体である加熱対象物を直接通過します。 間接アークによって加熱されるアーク電流は被加熱物を通過せず、主にアークからの輻射熱によって加熱されます。 アーク加熱の特徴は、高いアーク温度、エネルギー集中、および製鋼アーク炉プールの表面出力が 560 ～ 1200 kW/平方メートルに達する可能性があることです。 ただし、アークのノイズが大きく、そのボルト・アンペア特性は負性抵抗特性（立ち下がり特性）となります。 アークが加熱されたときにアークの安定性を維持するために、回路電圧の瞬時値はアーク電流がゼロと交差するときの開始電圧値より大きく、短絡電流を制限するために、電源回路には一定値以上を直列に接続する必要があります。 電場の作用下で高速に移動する電子は、物体の表面に衝突して加熱するために使用されます。 電子ビーム加熱の主なコンポーネントは、電子銃としても知られる電子ビーム発生器です。 電子銃は主に陰極、ビーム多電極、陽極、電磁レンズ、偏向コイルで構成されています。 アノードは接地され、カソードは負の高い位置に接続され、集束ビームは通常カソードと同じ電位であり、カソードとアノードの間に加速電場が形成されます。 陰極から放出された電子は、加速電場の作用により非常に高速に加速され、電磁レンズによって集束され、偏向コイルによって制御されるため、電子ビームは加熱された物体に向かって特定の方向に発射されます。 。
電子ビーム加熱の利点は次のとおりです。 (1) 電子ビームの電流値 Ie を制御することで、加熱出力を簡単かつ迅速に変更できます。 （２）電磁レンズにより加熱部分を自由に変更したり、電子線照射部分の面積を自由に調整したりできる。 （３）出力密度を高めることができ、衝撃点の物質を瞬時に蒸発させることができる。 赤外線放射物体を使用すると、物体が赤外線を吸収し、放射エネルギーを熱エネルギーに変換して加熱します。
赤外線は電磁波です。 太陽のスペクトルでは、可視光の赤い端を超えて、目に見えない形の放射エネルギーがあります。 電磁スペクトルでは、赤外線の波長範囲は {{0}}.75~1{{10}}00 ミクロンと周波数です。範囲は 3×1{{20}} ～ 4×10 kHz です。 産業用途では、赤外スペクトルはいくつかの帯域に分割されることがよくあります。近赤外領域は 0.75 ～ 3.0 ミクロン、近赤外領域は 0.75 ～ 3.0 ミクロンです。 中赤外域では3.0～6.0ミクロン。 遠赤外線領域では6.0〜15.0ミクロン。 15.0〜1000ミクロンの極遠赤外領域。 同じ物体であっても、異なる波長の赤外線を吸収する能力が異なる場合でも、物体が異なれば赤外線を吸収する能力も異なります。 したがって、赤外線加熱の適用では、加熱対象物の種類に応じて適切な赤外線放射源を選択し、放射エネルギーが加熱対象物の吸収波長範囲に集中して良好な加熱効果が得られるようにします。
電気赤外線加熱は実際には抵抗加熱の特殊な形式であり、タングステン、鉄ニッケル、ニッケルクロム合金などの材料が放射線源を作るためのラジエーターとして使用されます。 通電すると抵抗による発熱により熱放射が発生します。 一般的に使用される電気赤外線加熱放射源には、ランプ型（反射型）、チューブ型（石英管型）、プレート型（平面型）があります。 ランプの種類は、タングステンフィラメントを放熱体とした赤外線電球で、通常の電球と同様にタングステンフィラメントが不活性ガスを充填したガラスの殻に封入されています。 ラジエーターに通電すると発熱（通常の電球より温度が低い）し、波長約1.2ミクロンの赤外線を大量に放射します。 ガラスシェルの内壁に反射層をメッキすると赤外線を一方向に集中させることができるため、ランプ型赤外線放射源は反射型赤外線放射源とも呼ばれます。 管状赤外線放射源の管は石英ガラスでできており、真ん中にタングステン線が入っているため、石英管状赤外線放射体とも呼ばれます。 ランプ型とチューブ型が放出する赤外線の波長は0.7〜3ミクロンの範囲にあり、使用温度は低く、一般に光の中での加熱、ベーキング、乾燥、赤外線理学療法に使用されます。そして繊維産業。 プレート型赤外線光源の放射面は平面であり、平坦な抵抗板で構成され、抵抗板の表面には反射率の大きな材料がコーティングされ、裏面には反射率の大きな材料がコーティングされています。反射係数が小さいため、熱エネルギーのほとんどが前面から放射されます。 プレートタイプの使用温度は1000度以上に達し、鋼材の溶接部や大口径のパイプや容器などの焼鈍に使用できます。
赤外線は透過力が強いため物体に吸収されやすく、物体に吸収されるとすぐに熱エネルギーに変換され、 赤外線加熱前後のエネルギー損失が小さく、温度制御が容易で、加熱品質が高いため、赤外線加熱の応用は急速に発展しています。 高周波電場は断熱材を加熱するために使用されます。 主な加熱対象は誘電体です。 誘電体が交流電界に置かれると、分極が繰り返され（電界の作用により、誘電体の表面または内部に反対極性の同量の電荷が生じる現象）、それによって電気エネルギーが変換されます。電場を熱エネルギーに変換します。
媒体加熱に使用される電界周波数は高いです。 中波、短波、超短波帯のうち、周波数が数百キロヘルツから300MHzまでを高周波媒体加熱といい、300MHzを超えてマイクロ波帯に達するものをマイクロ波といいます。中程度の加熱。 通常、高周波媒体加熱は 2 つのプレート間の電場で実行されます。 マイクロ波媒体の加熱は、導波管、共振器、またはマイクロ波アンテナの放射場の下で実行されます。
誘電体を高周波電場で加熱すると、単位体積あたりに消費される電力は P=0.566fEεrtgδ×10 (W/cm) となります。
熱で表すと次のようになります。
H=1.33fEεrtgδ×10 (cal/s・cm)
ここで、f は高周波電界の周波数、εr は誘電体の比誘電率、δ は誘電損失角、E は電界強度です。 この式から、誘電体が高周波電界から引き抜く電力は、電界強度Eの二乗、電界の周波数f、誘電体の損失角δに比例することがわかります。 。 E と f は印加される電場によって決まりますが、εr は誘電体自体の特性に依存します。 したがって、媒体加熱の対象となるのは主に誘電損失の大きな物質となります。
誘電体（被加熱物）の内部で発熱するため、他の外部加熱に比べて加熱速度が速く、熱効率が高く、均一な加熱が可能です。
媒体加熱は、サーモゲルを加熱して穀物、紙、木材、その他の繊維状材料を乾燥させるために工業的に使用できます。 成形前にプラスチックを予熱したり、ゴムの加硫や木材、プラスチックなどの接着を行うことも可能です。適切な電界周波数と装置を選択することで、合板を加熱する際に接着剤のみを加熱することができ、合板自体には影響を与えません。 均質な材料の場合は一体加熱が可能です。
