电磁炉是怎么加热食物的?
电磁炉是一种常见炊具,它是使用电磁感应所产生的涡流对食物进行加热的。相比于传统的电炉和燃气灶,电磁炉具有很多优势,如热效率更高、炉面清洁、不产生有毒物质一氧化碳、火力稳定且易于控制等。
电磁炉具体是如何工作的呢?之前我们说过,英国物理学家法拉第z早发现了电磁感应现象,即当磁场变化时,导体中有感应电流产生。随后,科学家麦克斯韦推断:电磁感应产生的原因是变化的磁场会在周围空间产生电场,这种电场与磁场垂直,并且首尾相接,称为涡旋电场。如果在涡旋电场处存在导体,电场就会推动电荷运动,产生涡旋电流。
电磁炉就是利用这种原理制作的。在电磁炉内部,通过一定的方法将50Hz的常用交流电变为直流,然后再变为20KHz左右的高频电流。高频电流通入电磁炉面板中的线圈里,就会产生高频磁场。
线圈产生的高频磁场会在周围产生高频电场,这个电场遇到导体——锅底,就会产生涡旋电流。由于铁锅存在电阻,因此这个涡流就会产生热量。也就是说,电磁炉加热原理是直接在锅底产生电流加热食物,而电磁炉面板发热量很少。锅底的热量多数被食物吸收,因此热效率很高。
据统计,电磁炉的能量转换效率达90%,传统电热炉为70%,而燃气灶因为加热了周围空气,热效率只有30%。如果电磁炉打开,但是不放铁锅时,涡旋电场附近没有导体,因此不会产生电流,也不生热。此时电磁炉会报警,同时断电,相比于传统炉具更加安全。
电磁炉一般要使用铁锅或者不锈钢锅,这是因为铁锅有两个好处:
一,铁锅是导电的。如果用陶瓷锅,其不导电,就不能产生涡流。
二,铁锅是铁磁性的。所谓铁磁性,就是在外加磁场的情况下,物质会被磁化,形成与外界磁场相同方向的磁场,从而可以加强外界磁场。高频电流产生的磁场被加强之后,可以产生更强的涡旋电场,电流才足够大。如果使用铜锅或者铝锅,这两种金属不是铁磁性的,不能加强磁场,因此涡旋电场不够大。