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发表于 2010-7-3 00:24:51
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Metcal 智能型电烙铁原理
智能电烙铁烙铁采用的是感应加热。感应加热一般由交变电源,感应线圈和被加热件组成。当交流电加于线圈时,会产生一个交变的磁场,如将次级线圈置于该磁场中,该线圈将产生涡流。在一定的涡流I下,电阻R上产生的功率P可转换成热: P= I 2 R将一个非磁性棒插入线圈中,磁场不会受影响;如果将一个磁性材料棒插入线圈中,则磁场密度将会增高,所以磁性材料的导磁率N远大于非磁性材料的导磁率。把磁性材料置于外磁场H中,其磁感应密度为: N=B/H非磁性材料的导磁率N=1。如果将一根导电材料棒置于直流线圈中,涡流不会产生;如果将导电材料棒置于交流线圈中,则会产生涡流,从而产生热,且涡流的大小从导电材料的外表沿径向向中心呈指数下降,即”趋肤”效应,其趋肤深度d为:d=k (p/Nf) ½
k-常数; p -- 被加热体的电阻率, N-被加热体的相对导磁率, f- 交流频率。
由此可见,趋肤深度d随频率和导磁率的增加而减小,但随电阻率的提高而增大。根据此原理,智能烙铁头的外层采用铁磁合金,而中心是导热导电性材料。当通过较高频率的交流时,大部分电流都通过发热体的表面。由于趋肤效应的作用,电阻R随横截面的减小而增大,功率也增加(发热迅速增大)。如果再使N增加,则趋肤效应更加明显,发热的温度增加得更快,METCAL烙铁正是基于固定电阻率p和频率f,用N的变化来控制趋肤深度,改变电阻R,进而控制发热体,使温度进行升高或降低。当温度变化时,原子的磁极性也发生变化。一个铁磁体,当温度升高到一定数值时,由于原子的磁矩急剧减小为零,该材料变为非磁性材料,如图所示,其转换的温度Tc称为居里温度。
在一定的磁场强度H下,导磁率是随着磁感强度的增大而增大,而磁感强度B是由材料的磁矩M决定的。
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