고주파 전류에 의한 유도가열의 원리는 위의 그림과 같이 고주파 전류가 흐르는 코일의 중간에 위치한 유도체가 전자유도작용으로 일어나는 과 전류 및 일부의 Hystersis의 열 손실에 의해서 급속히 가열되는 현상을 말한다. 또 주파수가 높은 고주파전류를 사용하기 때문에 전류의 표피작용(물체의 표면에만 전류가 흐르는 현상) 및 근접효과(코일에 흐르는 1차전류가 피 가열물에 유도되어 Coil에 가까운 표면층에 흐르는 현상)에 의해서 피 가열물의 표면층에 자속 및 과전류가 집중하며 이때 발생하는 열손실(과전류손,Hypersys손)이 피 가열물의 표면층을 가열하게 된다.

 

 

그림 1과 같이 교규(고주파) 전류가 흐르는 코일 속에는 교류 전류에 따른 교번자속이 발생하고, 이자계속에 놓인 도전체에는 유도전류가 발생하게 되는데 이 전류를 와전류라하고 피가열체의 고유저항과 와전류에 의한 Joule열이 발생하며 이를 와전류 손실이라 하고 유도 가열시의 주발열원이 된다.

 

 

동일한 피가열 물질을 주파수를 바꾸어 가열하면 발열량은 주파수가 낮을 때는 주파수의 2제곱에 비례하여 증가하나 일정 주파수 이상이 되면 주파수의 평방근에 비례하여 증가하게 된다. 이 양 특성의 경계가 되는 주파수를 유도 가열의 임계주파수라고 하며 피가열 물질의 반경이 침투 깊이의 2.25배가되는 주파수이다. 통상 효율을 높이기 위하여 임계 주파수 이상의 주파수를 사용한다.

코일의 전류il과 유도전류i2의 방향은 서로 반대가 되고 coil과 피가열물체의 인접한 부위의 전류밀도가 높아지는 현상으로 피가열체 표면의 전류밀도를 더욱 높인다.

유도전류(i2)는 피가열체의 횡단면의 각부에 균일하게 흐르는게 아니라 다음식과 같이 표면에 집중하고 내부로 들어감에 따라 지수 함수적으로 감소한다.

 

lx	loe - x/p
lx	표면으로 부터 깊이가 x인점의 전류값
lo	원통형 금속체의 표면 전류값.
e	자연 대수값 2.718282
x	피가열 표면으로부터의 거리
p	전류침투 깊이 (주파수, 재질에 따라 결정) (Effected Depth of Current)
p
f	고주파 전류의 주파수
p	피가열체의 고유저항 (u.cm)
이 관계를 그림으로 나타내면 그림5와 같으며 고주파 유도가열의 특징으로 표면 열처리등의 독특한 응용이 가능하게 된다.