Hochfrequenzerwärmung ist eine Methode zur Erzeugung von Wärme in metallischen und nichtmetallischen Stoffen durch Einwirkung hochfrequenter elektromagnetischer Schwingungen bzw. Wellen. Unterschieden wird zwischen induktiver und dielektrischer Hochfrequenzerwärmung.
Induktive Hochfrequenzerwärmung
Die induktive
Hochfrequenzerwärmung wird vor allem bei der Oberflächenhärtung
metallischer Werkstücke (Stahlwerkzeuge, Zahnräder) angewendet.
Dabei werden die Werkstücke einem hochfrequenten elektromagnetischen
Feld ausgesetzt. Dieses durchsetzt auch die Werkstücke und ruft in
ihnen aufgrund des Induktionsgesetzes Wirbelströme hervor. Die Wirbelströme
führen zu einer Erwärmung der Werkstücke. Bei Verwendung
von hohen Frequenzen erfolgt die Erwärmung immer von der Oberfläche
aus, weil sich dort die induzierten Ströme konzentrieren. Wirksam
wird hier der so genannte Skin-Effekt
(Hauteffekt). Durch geeignete Wahl der Frequenz kann man erreichen, dass
nur eine relativ dünne Oberflächenschicht der Werkstücke
intensiv erwärmt wird und dann zur Oberflächenhärtung weiter
behandelt werden kann.
Dielektrische Hochfrequenzerwärmung
Die dielektrische
Hochfrequenzerwärmung wird genutzt, wenn Nichtleiter (Holz, Textilien,
Kunststoffe) getrocknet oder erwärmt werden sollen.
Eine Möglichkeit besteht darin, die betreffenden Stoffe in das Hochfrequenzfeld
eines Kondensators zu bringen, so wie das in Bild 2 dargestellt ist. Durch
das hochfrequente Wechselfeld werden die Moleküle mit Dipolcharakter,
die im Nichtleiter vorhanden sind, zu Schwingungen angeregt. Ihre thermische
Energie erhöht sich, die Temperatur des Stoffes wird größer.
Im Unterschied zur induktiven Hochfrequenzerwärmung wird bei der
dielektrischen Hochfrequenzerwärmung der gesamte Stoff erwärmt.
Eine zweite Möglichkeit besteht darin, elektromagnetische Wellen großer Frequenz (Mikrowellen) auf die betreffenden Stoffe zu lenken. Es wird damit das Prinzip angewendet, dass auch beim Mikrowellenherd genutzt wird. Es wird zumeist auch mit der gleichen Frequenz wie beim Mikrowellengerät gearbeitet, also mit einer Frequenz von 2450 MHz. Genauere Hinweise dazu findet man unter dem Stichwort "Mikrowellenherd".
Im medizinischen Bereich wird die dielektrische Hochfrequenzerwärmung
ebenfalls genutzt. Genauere Hinweise dazu sind unter dem Stichwort "Hochfrequenz-Wärmetherapie"
zu finden.