電気加熱に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。…
機械 第12問
電気加熱に関する記述として,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- (1)抵抗加熱は,電流によるジュール熱を利用して加熱するものである。
- (2)アーク加熱は,アーク放電によって生じる熱を利用するもので,直接加熱方式と間接加熱方式がある。
- (3)赤外加熱において,遠赤外ヒータの最大放射束の波長は,赤外電球の最大放射束の波長より長い。
- (4)誘電加熱は,交番電界中におかれた誘電体中に生じる誘電損により加熱するものである。
- (5)誘導加熱は,印加磁界中におかれた強磁性体中の渦電流によって生じるジュール熱(渦電流損)により加熱するものである。
正答 (5)
正答は (5)。
【誤りの選択肢 (5)】
誘導加熱の対象を「強磁性体」に限っている点が誤りです。誘導加熱は、コイルに高周波電流を流して交番磁界を作り、その中に置いた被加熱物に渦電流を誘導し、渦電流損(ジュール熱)で加熱する方式です。渦電流が流れさえすればよいので、対象は電気をよく通す導体であればよく、アルミニウムや銅のように磁石に付かない金属も加熱できます。強磁性体である必要はありません。なお、鉄のような強磁性体では、渦電流損に加えてヒステリシス損も生じるため、より効率よく加熱できるという事情はありますが、それは条件ではなく、あくまで付随する利点です。誘導加熱調理器で使える鍋が限られるのは、磁性体であることが必須だからというより、比抵抗や透磁率の関係で効率よく加熱できる材質が選ばれるためです。
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【正しい選択肢の確認】
(1) 抵抗加熱は、電流を流したときに導体で生じるジュール熱
Q = I の2乗 × R × t
を利用する方式です。電熱線を使う電気こんろなどが例です。正しい記述です。
(2) アーク加熱は、電極間のアーク放電で生じる高温を利用します。
被加熱物そのものを電極の一方にして直接アークを飛ばす直接加熱方式と、別に設けた電極の間でアークを起こしてその放射熱で加熱する間接加熱方式があります。アーク炉による製鋼が代表例です。正しい記述です。
(3) 赤外加熱では、放射の波長が物体の温度で決まります。
赤外電球は内部のフィラメントが2000度を超える高温になるので最大放射束の波長は1マイクロメートル前後と短く、遠赤外ヒータは数百度程度と低いので波長は数マイクロメートルと長くなります。温度が低いほど波長が長くなるという関係(ウィーンの変位則)どおりで、遠赤外ヒータのほうが波長は長くなります。正しい記述です。
(4) 誘電加熱は、交番電界の中に誘電体を置き、
分子の向きが電界に追随しようとするときに生じる誘電損で加熱する方式です。電子レンジがこの原理で、水分を含む食品が内部から温まります。正しい記述です。
出典:令和4年度下期第三種電気主任技術者 機械科目 問12(一般財団法人 電気技術者試験センター 公表)出典元ページ
最終更新日
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