Son varios los motivos que explican la cuestión que
quiero abordar. Seguido las voy enumerando y explicando.
1º) Las Leyes de Faradary y Joule (Foucault)
El flujo que produce el inductor del inversor inducirá por Faraday una tensión interna V
al material que dependerá de la velocidad del flujo  , eso ya es
conocido: V = d / dt
Al usar un núcleo de hierro y debibo a su alta permeabilidad el flujo es alto y por
consiguiente también lo será la tensión inducida. Esto acarreará una alta corriente
por Foucault de calentamiento cuya potencia es P = V2/R = I2R,
siendo R la resistencia circular que ofrece el núcleo. Pero al utilizar aluminio o cobre,
este flujo es muchísimo menor y lo que se llega a calentar es mínimo, despreciable.
2º) El efecto pelicular (skin)
Todo material conductor que estará constituído por átomos, tendrán fijos sus núcleo y
algunos electrones en órbita, pero otros viajeros responsables del flujo eléctrico.
Así, estos últimos, generan a su derredor por la Ley de Amper debido a sus espines
asociados, un flujo magnético entre ellos que los separa. El efecto es que se
equidistancian unos de otros y la corriente tiende a ir acumulándose hacia la periferia
de material. Este efecto es concido como pelicular (skin) y dependerá,
obviamente y en forma inversa de la frecuencia, permeabilidad magnética y conductividad
del material. Dicho alejamiento de las paredes es exponencialmente natural y su
constante al  37% (1/e) se
la suele llamar "profundidad" (o "penetración")  de la densidad de flujo eléctrico
( 2 /    )1/2
donde (m), = 2 f (r/s), = permeabilidad magnética (Tm/A), = conductividad
(S/m). Para los materiales que estamos analizando que son el hierro, el aluminio y el
cobre a una frecuencia típica de 100 kHz por ejemplo, resultan las penetraciónes
a temperatura ambiente respectivamente 0,02 mm, 0,28 mm y 0,20 mm. En otros términos el
primero se separa de los otros por una década de veces.
| (mm) |
| |
Fe |
Al |
Cu |
| 1 kHz |
0,2 |
2,67 |
2,08 |
| 10 kHz |
0,08 |
0,84 |
0,66 |
| 100
kHz |
0,02 |
0,28 |
0,20 |
| 1 MHz |
0,008 |
0,08 |
0,08 |
| 10 MHz |
0,002 |
0,03 |
0,02 |
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De esta manera, la
corriente de Foucault que llamamos I circulará no por todo el material céntrico del
cilindro-núcleo, sino con la profundidad desde el borde de las paredes. El resto del material en el medio
enfriará lo poco que calienta esta circulación.
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3º) La necesidad de laminar
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Centrándonos por
ejemplo en el aluminio, si lo laminamos en N chapas, obtendremos para cada una de éstas
la misma corriente I pero una total como suma de todas ellas que resultará NI, lo que nos
aumentará la potencia de calentamiento obtenida:
P = P1 + P2 + P3 +... = I2R
+ I2R + I2R = N. I2R
Si esta cantidad de láminas es lo suficientemente grande, podrá vencer el
enfriamiento del centro y conseguir que la pieza se caliente tomando una temperatura
requerida.
A su vez, el espesor de estas láminas yo la eligiría de por lo menos el ancho de
la penetrración para
que no haya interacción.
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4º) La Correlación cruzada
Este es un principio por mí bastante estudiado en sus aportes de la Física que puede ver
en este link.
Conclusión
Si se utiliza aluminio o cobre debidamente laminados y conectados en muchísimas capas,
entonces el calentamiento a inducción será perfectamente posible. Y estimo que más aún
que con el hierro. Esto revolucionaría la fabricación de los artefactos y ahorraría el
consumo las cocinas haciéndolas inclusive más pequeñas.
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N = 2
