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-, I . . ~- .. TEORiA DEL CALENTAMIENTO FOR iNüUCCION cenidet geometrías simples; para analizar formas más complejas, se usan programas de elementos finitos para la estimación de las variaciones. TernPC=- PC) Fig. 2.13. Vanaci6n de las características de la carga de un material magnético en función de la iemperatura. 2.4.1 Caracterización de Ir inductancia de la carga Varios factores fisicos afectan el valor de la inductancia de la carga, entre los que destacan: el tamaño y forma de la bobina, el tamaño y el material de la pieza de trabajo, la temperatura de calentamiento y la intensidad del campo magnético; por lo tanto, no existe una ecuación generalizada para caracterizar la inductancia de la carga. En esta sección se dará a entender de manera conceptual el comportamiento de esta inductancia. Se ha comprobado que el campo magnético dentro de la pieza calentada decrece exponencialmente en magnitud conforme éste penetra en la pieza; entonces, puede deducirse que las corrientes inducidas decrecerán de manera similar (ver secc. 2.2.5). Este comportamiento exponencial del campo es explicado de la Ley de Leu, la cual establece que las comentes Raiacl Ordoñcz Florcs 28
! I TEORIA DEL CALENTAMIENTO POR IND"&ON I cenidet inducidas producen su propio campo magnético en una dirección que se opone al campo de la I fuente; por lo tanto, dado que las comentes son más fuertes en la superficie, el campo generado es más intenso ahí, aunque de menor intenstdad que el de la fuente. La Ley de Lem explica la I . . pflncipal diferencia entre una carga del CI y un t.ransformador: ya que las comentes generadas son^ mas altas en el primero, el campo mignetico efectivo dentro de la bobina decrece, y I consecuentemente, la inductancia de la carga también, contrariamente al caso del transformador. . I Por otra parte, mediciones experimentales han mostrado que a temperatura ambiente la inductancia de la carga decrece cuando I una pieza metálica se coloca dentro de la bobina, I pudiéndose distinguir que la inductancia es más pequeña cuando la pieza es de un metal no ferroso que cuando ésta si lo es. 2.4.2 Caracterización de In resistencia de carga I 'En aplicaciones típicas del CI, la resistencia de carga es función de la resistencia de la I ,bobina y de la resistencia, de la pieza de trabajo. En muchos casos la resistencia de la BI se considera constante, ya que comúnmente utiliza un sistema de enfriamiento, en cambio, la resistencia de la pieza de trabajo cambia sobre la resistencia de carga. la temperatura y su efecto se refleja directamente i En esta sección se analiza la resistencia de una pieza de forma cilíndrica (Zinn and Semiatin I dan un análisis de la resistencia equivalente ae otras geometnas basadas en curvas empíricas). Para este análisis, la resistencia equivalente de /una pieza cilíndrica se calcula asumiendo que las corrientes inducidas de Foucault están localizadas en la región de la profundidad del efecto piel. I Entonces, usando la definición de resistencia para una barra sólida (la resistencia es directamente proporcional a su longitud y resistividad transversal) se tiene: inversamente proporcional a su área de sección (2.26) donde e es la longitud y w es el ancho de la porción calentada de la pieza. Cabe notar que el producto 's w" conforma el área de la seccióA transversal. Wac1 Ordoíícz Flores I 29
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