Le principe de fonctionnement d'un four à induction repose sur l'induction électromagnétique et l'effet Joule. Le four se compose d'une alimentation électrique, d'une bobine d'induction et d'un creuset en matériaux réfractaires. Le creuset contient la charge métallique, qui agit comme l'enroulement secondaire d'un transformateur. Lorsque la bobine d'induction est connectée à une alimentation en courant alternatif, elle génère un champ magnétique alternatif. Ce champ magnétique induit une force électromotrice dans la charge métallique, ce qui entraîne la création de courants de Foucault à l'intérieur de la charge. Ces courants, dus à la résistance électrique du métal, entraînent un échauffement par effet Joule, qui chauffe et fait fondre le métal. Dans les matériaux ferromagnétiques, un chauffage supplémentaire peut se produire en raison de l'hystérésis magnétique.
Induction électromagnétique :
Lorsque la bobine d'induction est alimentée par un courant électrique à haute fréquence, elle crée un champ magnétique fluctuant autour du creuset. Ce champ magnétique pénètre la charge métallique dans le creuset, induisant un courant électrique dans le métal. Ce processus d'induction est similaire au fonctionnement d'un transformateur, où la charge métallique agit comme l'enroulement secondaire du transformateur et la bobine d'induction comme l'enroulement primaire.Effet Joule :
Les courants électriques induits, appelés courants de Foucault, traversent la résistance électrique de la charge métallique. Ce flux de courant à travers la résistance génère de la chaleur, un phénomène connu sous le nom de chauffage Joule. La chaleur générée est suffisante pour faire fondre la charge métallique.
Hystérésis magnétique (dans les matériaux ferromagnétiques) :
Dans les matériaux comme le fer, le champ magnétique induit non seulement des courants de Foucault, mais provoque également l'inversion des dipôles magnétiques moléculaires. Ce processus d'inversion génère de la chaleur supplémentaire, contribuant à l'échauffement global du matériau.Matériau du creuset :
Le creuset peut être fabriqué à partir de matériaux non conducteurs comme la céramique ou de matériaux conducteurs comme le graphite. Lorsqu'il est constitué de matériaux non conducteurs, seule la charge métallique est chauffée. Toutefois, si le creuset est conducteur, le creuset et la charge sont tous deux chauffés, ce qui exige que le matériau du creuset résiste à des températures élevées et empêche la contamination du matériau chauffé.
