感应加热原理是以焦耳定律和法拉第电磁感应定律为基础的。放置于时变磁场中的导体，在法拉第电磁感应定律作用下，导体内将产生感应电动势，导体自由电子开始做定向运动产生感应电流，具有电阻性的导体通过感应电流后会产生热能而使其自身发热，根据焦耳定律可得：

                             （1.1）

式中  W 为导体产生热量，单位焦耳（J）；

I 为导体流过有效电流强度，单位安培（A）；

R 为导体电阻值，单位欧姆（Ω）；

t 为电流流过导体时长，单位秒（s）。

根据法拉第电磁感应定律描述，当导体回路所包含截面区域内的磁通量发生变化，就会在导体闭合回路中产生感应电动势，进而产生感应电流，感应电动势可用公式表示为

                      （1.2）

式中  e 为导体闭合回路产生的感应电动势，单位伏特（V）；

      N 为导体绕组匝数，无单位量纲；

Φ 为导体闭合回路截面的磁通量，单位为韦伯（Wb）；

t 为时间，单位秒（s）。

如图1.1所示，当感应加热电源设备的感应线圈中通过交变电流时，在线圈内会产生交变磁场Φ。而导体工件处于交变磁场中，可将工件看作为单匝线圈，根据法拉第电磁感应定律，在导体工件上会产生一个交变感应电动势,进而产生感应电流。由于导体工件都具有一定的电阻性，因此又根据焦耳定律，工件将在感应电流作用下迅速产生热量并对其自身进行热处理。

     图1.1  感应加热原理示意图

在感应加热工件截面上，所产生感应电流的密度并非均匀存在，当感应线圈通过交变电流时，在工件截面上产生的感应电流密度由外到内逐渐减小地非均匀分布，越往工件内部电流密度越小，这种电流的趋表现象被称为趋肤效应。

在图1.1中由高频交变电流产生交变磁场Φ，处于高频交变磁场中的被加热工件，感应电流由于受到趋肤效应的作用，工件表面的电流密度最大，并且电流密度由外往内呈指数规律减小，当到达工件某一深度时电流密度仅为工件表面电流密度的，可定义该深度为工件感应电流的透入深度Δ。感应电流透入深度为

                  （m）             （1.3）

                       （1.4）

式中  ρ为导体的电阻率，单位欧米（）；

  ƒ为交变电流频率，单位赫兹（Hz）；

  为真空磁导率，定值H/m；

  为相对磁导率，无单位量纲。

式1.3经计算可化简为

（m）                      （1.5）

由式1.5可分析知，感应加热电流的透入深度Δ与电流交变频率ƒ、导体工件相对磁导率及其电阻率ρ相关。透入深度Δ大小与相对磁导率和频率ƒ的开方根成反比关系，与电阻率ρ的开方根成正比关系。频率ƒ越高，磁导率越大，导体电阻率ρ越小，工件感应电流透入深度Δ越小，趋肤效应就越明显。在工业热处理应用当中，趋肤效应被有效应用，比如45#钢表层淬火，在具体工艺应用中，可根据淬火深度要求适当调整电流频率来达到目的。