金属の丸棒状（被加熱体）の外周に誘導コイルを配置して高周波電流（交流）を流すと、高周波磁束が発生します(フレミングの法則)。この磁束が被加熱体を貫通すると、非常に高い電流（うず電流）を誘導し、電気抵抗によって被加熱体の表面でジュール熱が発生して自己発熱します。これが誘導加熱の基本原理です。
ここで発生するうず電流は、被加熱体の表面に近ければ近いほど強くなり、逆に内部にいくにつれて指数関数的に弱くなります。これを「表皮効果」といいます。
表皮効果
表皮効果は、被加熱材料の比電気抵抗値、比透磁率および高周波装置の発振周波数に関係しており、とりわけ周波数が重要な要素となります。被加熱体表面の電流密度を1としたとき、これが36.7％まで減衰する距離を「電流の浸透深さP」と定義されます。
| λ： | 被加熱体の抵抗（μΩ・cm） |
|---|---|
| μ： | 被加熱体の比透磁率 |
| f： | 周波数（Hz） |
つまり、周波数が高いほどPは小さくなり、周波数が低いほどPが大きくなることがわかります。被加熱体表面よりの深さ（x）における電流密度とも関係し、Ixと定義されています。
| Io： | 被加熱体表面の電流（A） |
|---|---|
| Ix： | 被加熱体表面からx（cm）の点の電流（A） |
| ε： | 自然体数の底＝2.7182818・・・・・・・ |
| x： | 被加熱体表面からの距離（cm） |
| P： | 電流浸透の深さ（cm） |
γ鉄はキューリー点以上の温度のときでp＝125、μ＝1とした場合、
黄銅は約800℃の場合でp＝15、μ＝1とし、
銅は約800℃の場合（p＝5、μ＝1）と常温の場合（p＝1.7、μ＝1）を示してある。
また、α鉄は常温の状態でp＝10、μ＝100として示してある。
| 算定条件 | 【例】 ワーク材質：ステンレス材 ワーク径：φ20 ワーク長さ：100mm 昇温温度：常温～1,000℃ 昇温速度：10sec 加熱環境：大気中 |
|---|
計算式
| 4.186 | ジュール熱定数 |
|---|---|
| M： | ワークの重量 ・・・・・・・・・・約0.25kg |
| C： | ワークの比熱 ・・・・・・・・・・0.12（cal／g℃） |
| ΔΤ： | 昇温温度 ・・・・・・・・・・・・・（1,000℃－20℃＝980℃） |
正味電力量（1秒間で上記ワークを昇温する電力）
実際に必要な電力
| P1： | ワークへ吸収される電力量 |
|---|---|
| P2： | 熱の放射電力損 |
| P3： | 熱対流電力損 |
| P4： | 熱伝導電力損 |
| P5： | フィーダーロス、CTロス |
実際の電力の算定は設計方法、経験値などにより大きく左右されますが、一般的には上記条件では正味電力量×2.5倍くらいあれば実用的かと思われます。
10secでの昇温では308÷10＝30.8≒31kwの高周波出力が必要となります。
