| Elektrický ohřev
odporový, dielektrický, obloukový, elektronový a laserový (5) prof. Václav Černý Mezi proudem obvodu I a napětím U platí vztah: I = gU = (g + jw e0 er)U (28) Z fázorového diagramu lze odvodit ztrátový činitel: 
Hodnoty er a tg d nejsou konstantní, ale mění se s frekvencí a závisejí na teplotě, vlhkosti apod. Příkon, který se mění v teplo, je dán vztahem: P = U I cos j (W; V, A, –) (30) Pro malé úhly tg d přibližně platí: cos j = sin d = tg d (–) Efektivní hodnota svorkového napětí U kondenzátoru při průchodu sinusového proudu o efektivní hodnotě I je: 
Efektivní hodnota proudu I, který prochází kondenzátorem o kapacitě C po připojení na svorkové sinusové napětí U, je: I = w C U (A; s–1, F, V) (32) Příkon kondenzátoru lze pak vyjádřit vztahem: P = w CU2 tg d (W; s–1, F, V, –) (33) Dosazením do tohoto výrazu se získá praktický vztah: P = 2pfe0er S d–1 U2 tg d (W; Hz, F·m–1, –, m2, m, V, –) (34) | E (kV·m–1) | | tg d | 1 MHz | 10 MHz | 100 MHz | | 0,001 | 7 000 | 2 200 | 700 | | 0,01 | 2 200 | 700 | 220 | | 0,1 | 700 | 220 | 70 | | 1 | 220 | 70 | 20 | | | Tab. 3. Potřebné intenzity elektrického pole pro různé hodnoty ztrátového činitele a různé frekvence Z uvedeného vztahu je zřejmé, že čím je větší frekvence f (Hz), tím menší je potřebná intenzita elektrického pole E (V·m–1), tj. napěťový gradient Ud–1. V tab. 3 jsou pro různé hodnoty ztrátového činitele tg d a různé frekvence f uvedeny potřebné intenzity elektrického pole E a v tab. 4 jsou uvedeny relativní permitivity er a činitele ztrát tg d pro různé materiály. Tab. 4. Relativní permitivity a činitele ztrát některých materiálů
| Materiál | er (–) | tg d (–) | | acetylcelulóza | 3,5 až 7,0 | 0,03 až 0,1 | | dřevo suché | 2,5 až 3,6 | 0,025 až 0,13 | | dřevo vlhké | 3,5 až 26,0 | 0,01 až 1,0 | | hedvábí suché | 4,0 až 7,0 | 0,033 až 0,06 | | hedvábí vlhké | 6,0 až 10,0 | 0,1 až 0,4 | | kaučuk přírodní | 2,1 až 2,3 | 0,004 až 0,005 | 
Obr. 10. Ocelářská oblouková pec s přímým působením oblouku [1] 3.3 Aplikace dielektrického ohřevu Dielektrický ohřev se často používá v dřevozpracujícím průmyslu. Při výrobě překližek z vrstev natřených umělou pryskyřicí se obvykle využívá frekvence asi 1 MHz. Sušičky dřevěných dílů mají hliníkové dopravní pásy, na kterých se materiál pomalu posunuje pod stojící elektrodou, která je připojena na zdroj vysokofrekvenčního napětí s frekvencí okolo 10 MHz. Ve sklářském průmyslu se dielektricky slepují vrstvená skla. Suší se i jemná keramika a různé formy. Aplikací dielektrického ohřevu se zkrátí polymerizace plastů z několika hodin na několik minut. Podobně se doba sušení látek z umělého hedvábí zkrátí z deseti dnů na několik desítek minut. V potravinářském průmyslu se dielektricky suší a konzervuje mouka i jiné potraviny. V posledních několika letech se i u nás velmi rozšířily mikrovlnné trouby, které podstatně zrychlují přípravu pokrmů. Používají se k rozmrazování potravin, pro přípravu zeleniny, ryb, drůbeže, hotových jídel i dietní stravy.  Obr. 11. Oblouková pec s nepřímým působením oblouku [1] Samostatnou kapitolou je využití dielektrického ohřevu v lékařství. Diatermie umožňuje cílené hloubkové prohřívání tkání a přináší pacientům často významnou úlevu. 4. Obloukový ohřev Elektrický oblouk vzniká ionizací elementárních částic plynu, přičemž se vyvíjejí elektrony a kladné a záporné ionty. Elektrické pece, které využívají k ohřevu elektrický oblouk, lze rozdělit na pece s přímým ohřevem (obr. 10) a pece s nepřímým ohřevem (obr. 11). U pecí s přímým ohřevem se elektrický oblouk tvoří mezi elektrodami a taveninou. U pecí s nepřímým ohřevem se tavenina ohřívá sálavým teplem oblouku, který vzniká mezi dvěma elektrodami umístěnými nad taveninou. (pokračování) |
