전기가열 특성

전기가열이란

전기가열은 전기에너지를 열에너지로 직접 변환하여 피가열체를 가열하는 방식이다.

연료를 태우지 않아 무연 가열이 가능하다는 점이 특징이다.

이 영상에서는 원리, 방식, 비교, 정리 순서로 살펴본다.

줄열의 원리

전기가열의 기본 원리는 줄의 법칙이다.

저항 R에 전류 I가 시간 t 동안 흐르면 발열량 Q가 생긴다.

발열량은 전류의 제곱에 비례하므로 전류를 높이면 열이 급격히 늘어난다.

가열 방식별 비교

가열 방식은 열이 생기는 원리와 재료에 따라 나뉜다.

유도가열은 와전류 손실로 도전성 재료를 가열한다.

유전가열은 유전체 분극 손실로 목재나 식품 같은 절연성 재료를 가열한다.

가열 장치의 구성

가열 장치는 발열체, 전원, 단열재, 센서, 제어기로 구성된다.

발열체에서 생긴 줄열이 피가열체로 전달되어 온도가 올라간다.

제어기는 측정 온도와 설정 온도를 비교해 전력을 조절한다.

유도가열과 표피깊이

유도가열에서 전류는 도체 표면에 집중된다.

표피깊이는 δ 식으로 구하며 주파수가 높을수록 얕아진다.

표면만 가열하려면 고주파 전원을, 깊이 가열하려면 저주파 전원을 쓴다.

정리와 시험 포인트

지금까지 배운 내용을 한 번에 정리한다.

시험에서는 특징 나열이나 다른 열원과의 비교 형태로 반복 출제된다.

연소식 가열과 비교하면 배출 가스가 없고 온도 제어가 쉽다고 쓴다.

발전 단계 손실을 함께 고려한다고 덧붙인다.