第一種電工 令和3年度午後 問12｜電気機器・蓄電池・配線器具

IH調理器がどのような原理で鍋を温めているかを問う問題です。IH調理器のトッププレートの下にはコイルがあり、ここに交流を流すと向きが変わり続ける磁界ができます。その磁界が鍋の底を通ると、鍋の底に渦のような電流（うず電流）が流れ、鍋自身の抵抗で熱が出ます。電磁誘導で鍋そのものを発熱させるので「誘導加熱」といいます。ヒーターが赤く光って熱を伝える方式とは違い、鍋が直接熱くなるのが特徴です。正答はイです。

電気加熱の方式は、熱がどこでどのように発生するかで区別します。ア（アーク加熱）：電極間のアーク放電の高温を使う方式で、製鋼用のアーク炉などに用いられます。イ（誘導加熱）：コイルに交流を流して交番磁界をつくり、その中に置いた金属に電磁誘導でうず電流を流し、金属自身のジュール熱で加熱する方式です。IH調理器（Induction Heating）はこの方式で、鍋底そのものが発熱します。ウ（抵抗加熱）：ニクロム線などの発熱体に電流を流し、その発熱を利用する方式で、電気ストーブや電気炉が代表例です。エ（赤外線加熱）：赤外線を放射して物体の表面に吸収させて加熱する方式で、塗装の乾燥などに使われます。正答はイです。

本問は電気加熱の4方式（抵抗・アーク・誘導・誘電／赤外線）を、発熱の場所と原理で区別できるかを問う問題です。

【誘導加熱の原理】

• コイルに交流を流す → 向きが変わり続ける磁束が発生
• 磁束が金属（鍋底）を貫く → 電磁誘導で金属内にうず電流が流れる
• うず電流 × 金属の抵抗 → ジュール熱（I²R）が金属自体に発生

磁性体の金属では、磁化の向きが繰り返し変わることによるヒステリシス損も熱になります。

【鍋の材質との関係】鉄やステンレスのように抵抗が比較的大きく磁性のある金属は効率よく発熱します。銅やアルミのように抵抗が小さい非磁性金属は発熱しにくく、一般的なIH調理器では使えないか、対応した機種が必要です。土鍋やガラスは電気を通さないため、それだけでは加熱できません。

【他の方式との比較】

• アーク加熱：電極間のアークの高温を利用。アーク炉による製鋼・溶解など
• 抵抗加熱：発熱体（間接式）または被加熱物そのもの（直接式）に電流を流す
• 赤外線加熱：赤外線電球やヒーターから放射し、物体の表面で吸収させる
• 誘電加熱：高周波電界で絶縁物内部を発熱させる方式で、電子レンジ（マイクロ波加熱）がこの仲間

【試験での見分け方】「IH＝誘導加熱」「電子レンジ＝誘電（マイクロ波）加熱」「電気ストーブ＝抵抗加熱」「アーク炉＝アーク加熱」と、身近な機器と方式をセットで覚えておくと、組合せ問題にも対応できます。誘導加熱は工業用にも、金属の焼入れや溶解（誘導炉）に広く使われています。