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高周波加熱の浸透深さδについて
- 高周波加熱の浸透深さδについて調べています。渦電流の表面での電流密度から0.368倍になった地点と表面からの距離を浸透深さδと定義しているようなのですが、なぜ0.368倍にしたのでしょうか。
- 実際には浸透深さよりも深い位置まで指数関数的に電流密度は減少しながらも入り込んでいるのに、なぜ浸透深さは0.368倍で定義されるのですか。
- 高周波加熱の浸透深さδについての定義について疑問があります。渦電流の表面での電流密度が0.368倍になる地点を浸透深さδとしているのですが、なぜこの値が使われるのでしょうか。
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焼き入れ判定硬度について 御社の規定値は どの様に 採用されていますか
回答(1)さんがお示しになったことは、まさに「直球」の回答で正解です。 ご質問者さんは、流れる電流密度がが表面からの距離に従い指数関数的に 減少することを正しく理解なさっています。したがって、電流がゼロとな る深さは無限大になるので、何らかの指標で区切りをつける必要があるこ とは十分にご理解頂いているものと思います。 そうであれば、表面の電流密度の0.368倍のような中途半端な数値ではなく、 1/2とか1/10のような区切りのよい数値を採用しないのは何故か？という ことが、ご質問が真意のように想像します。 実は、電流密度が1／e ≒ 0.368という値で定義するのは、 指数関数的に減少する電流密度を、表面から十分に深いところまで面積分 して計算できる電流値（流れる電流の総量）と、 表面の電流密度が一定のまま0.368までの深さまで流れ、それより深いとこ ろでは電流密度がゼロとなると仮定して計算する電流値とが等しくなるマジ ックナンバーなのです。 ご自身で数値積分を行ってみれば確認できますよ。
昔聞いた話だと 1.指数関数の場合、底に自然対数の底(e)を用いると微分積分時に余計な係数が生じないので計算が楽 2.エネルギーは電流の二乗に比例なので(1/e)^2≒0.1で比較的切がいい 以上から1/e=0.368倍が用いられているとのことです。
http://www.jeea.or.jp/course/contents/01160/ e^-1 = 0.368 導出根拠の式は（21）、（22） とはいえ此処から先は電磁気学の知識が必要です。。。。 高周波誘導加熱の実用面、焼入で0.368がどうとは直ちに言えない数字ながら（22）式は決定ファクターを最も簡易形で取込んでおり、それが http://www.netsushorikakou.com/data/13.html 周波数 → 硬化深さ につながってます。
