電気加熱12【電験3種 機械】抵抗加熱・アーク加熱・赤外加熱・誘電加熱・誘導加熱の記述の正誤判定！令和4年度下期 A問題12 完全解説

今回は令和4年度下期 機械科目 A問題12を解説します。抵抗加熱・アーク加熱・赤外加熱・誘電加熱・誘導加熱という5つの電気加熱方式に関する記述のうち、誤っているものを選ぶ問題です。★誘導加熱の被加熱物を「強磁性体」に限定する点は電気加熱13の穴埋め問題とも関連する論点です。

誘導加熱は交番磁界中に置かれた導電性物質に生じる渦電流によるジュール熱で加熱する方式です。強磁性体に限らず銅やアルミなどの非磁性金属もIHで加熱できるため、「強磁性体中の渦電流」に限定する記述は誤りです。

令和4年度下期 機械科目 A問題12：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 機械科目 【電気加熱】 令和4年度下期 A問題12

　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．

（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。

出題のポイント：電気加熱の五つの方式

電気加熱は、抵抗加熱、アーク加熱、赤外加熱、誘電加熱、誘導加熱で利用する物理現象が異なります。誘導加熱では交番磁界によって導電性物質に渦電流を生じさせるため、対象を強磁性体だけに限定できません。

ポイント解説：誘導加熱は強磁性体だけではない

電気加熱には抵抗加熱、アーク加熱、赤外加熱、誘電加熱、誘導加熱の5方式があり、それぞれの加熱原理を正確に区別できるかが問われます。

特に誘導加熱は「強磁性体」に限定されがちですが、実際は導電性物質全般（非磁性の銅・アルミなども含む）に生じる渦電流で加熱できる点が急所です。

問題の解説：強磁性体に限定する記述が誤り

STEP1　(1)〜(4)の記述を確認する

(1)正しい。抵抗加熱は直接抵抗加熱方式（被加熱物に直接通電）と間接抵抗加熱方式（近接する発熱体から）があります。

(2)正しい。アーク加熱は直接加熱方式と間接加熱方式があります。

(3)正しい。遠赤外線（4〜1000μm）の方が通常の赤外線（0.8〜4μm）より波長が長いです。

(4)正しい。誘電加熱は交番電界中の誘電体に生じる誘電損により加熱します。

STEP2　(5)の誘導加熱の記述を検証する

誘導加熱は交番磁界中に置かれた導電性物質中の渦電流によるジュール熱で加熱する方式です。

鉄など強磁性体は渦電流損に加えヒステリシス損も大きいため加熱しやすいですが、非磁性体のステンレスや銅・アルミなどもIHで加熱可能（オールメタル対応IHなど）です。

STEP3　誤っている記述を特定する

被加熱物を「強磁性体」に限定している点が不適切なので、(5)が誤りです。

答え：(5)

まとめ

(1)〜(4)	正しい記述
(5)	「強磁性体中の渦電流」に限定する点が誤り
答え	(5)

▼あわせて解きたい関連問題
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