Блог RSS 2.0

Что такое индукция? Индукционные варочные поверхности


Электромагнитная индукция в бытовой технике — это активное воздействие электромагнитного поля из варочной поверхности на специальную металлическую посуду. При этом нагревается только посуда, а все остальное, которое не взаимодействует с магнитным полем (кожа, жидкости, ткани, фарфор) нет. 

Электромагнитная индукция в варочной поверхности
(Индукционная варочная поверхность) 

Первая варочная поверхность с индукционными свойствами была сконструирована компанией AEG в 1987 году. 
Под стеклокерамической поверхностью расположен не нагреватель, а катушка индуктивности. Создаваемое ей электрическое поле, беспрепятственно проходя сквозь поверхность плиты, создаёт вихревые токи в дне металлической посуды. А так как днище кастрюли это не закрученная в спираль проволока, а цельный диск, то наведённые токи в нём не текут «по прямой», а «блуждают» по кругу, разогревая и дно посуды, и находящуюся в ней пищу.
Таким образом, нагревается не конфорка, а сама кастрюля или сковорода, и никакой передачи тепла через стеклянную поверхность плиты при этом не происходит. 

Электромагнитная индукция в варочной поверхности

Плюсы электромагнитной индукционной варочной поверхности. 
1. Индукционные конфорки способны обеспечить высочайшую точность нагрева, с точностью до градуса.
2. Поверхность индукционной плиты обычно нагревается не больше чем до 60°С и после выключения остывает всего за 6 минут, ведь её нагрев происходит только от горячего дна посуды.
3. На индукционной плите не появляется дыма, ведь пища, случайно попавшая на стеклокерамическую поверхность, не пригорает, поскольку сама конфорка не нагревается.
4. За индукционной плитой легко ухаживать. 
5. Индукционные плиты экономичны. 

Минусы электромагнитной индукционной варочной поверхности.   
1. Индукционные плиты и варочные панели нельзя устанавливать вблизи устройств с металлическими поверхностями.
2. Нагревать на индукционной конфорке можно только особую посуду, днище которой изготовлено из ферромагнитного сплава. Чем толще дно, тем быстрее происходит нагрев.
Проверить материал посуды на пригодность для индукционной плиты: к днищу такой утвари прилипают постоянные магниты. Это такие материалы, как чугун и некоторые виды стали, в том числе эмалированной. Алюминий, латунь и стекло ферромагнитными свойствами не обладают и поэтому для индукционной плиты непригодны.

Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем в 1831 году.

Майкл Фарадей, 1842 год
(Майкл Фарадей, 1842 год. Художник Томас Филипс.)

Фарадей — внесистемная единица измерения электрического заряда, используемая в электрохимии.
1 Фарадей = 96485,3415 Кулона (заряд 1 моля электронов).
1 Фарадей ≈ 26,8 ампер*час.

Фарадей в лаборатории
(Фарадей в лаборатории) 

Фарадей обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током.

Лекция Фарадея
(Лекция Фарадея)

Закон Фарадея. 

E= - (dFb/dT), 
где E — электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура,
      Fb — магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.
Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток. Поэтому в формуле стоит знак "минус". 

Закон Фарадея для катушки индуктивности, грубо говоря для варочной поверхности:

  E = - N(dFb/dT),
где E — электродвижущая сила (ЭДС),
      N — число витков,
      Fb — магнитный поток через один виток.
Следователно, чем больше витков в поверхности, тем больше ЭДС электромагнитной индукции.

Майкл Фарадей