电磁炉是怎么加热食物的?

时间:2022-09-21 10:58:03 作者:kok彩票app下载 来源:kok平台彩票

  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最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。

  由于电磁炉产生高频振荡磁场,会有电磁波产生。但是,电磁炉的频率只有2万Hz左右,相比于微波炉20亿Hz,频率低了十万倍。而且,电磁炉辐射电磁波范围很小,只局限在电磁炉附近一个很小的范围内,强度也不足以对普通人产生危害。

  不过,这种电磁波依然可能对某些电子设备产生影响,例如对装有心脏起搏器的人,最好避免距离电磁炉太近。

  除了微波炉,涡流在生活中还有许多应用。例如,机场安检时使用的手持式安检仪(金属探测器)原理与电磁炉相同。

  这种安检仪内部有个线圈,通过交流电时会产生变化磁场,变化磁场又产生涡旋电场。如果探测器附近有金属导体,那么导体中就会产生涡流。这个涡流也会产生感应磁场,而探测器中有元件可以感受到这个磁场,于是发出警报。探雷器等工具的原理也是类似的。

  涡流也有一些危害。在电流、磁场发生变化时,会产生热量。如果这个热量不是我们需要的,那么就会造成能量损失,效率下降。最典型的就是变压器。

  我们之前谈到过:变压器的基本原理是一端输入变化电流,产生变化磁场,变化磁场通过导磁介质通入变压器另一端,靠电磁感应作用实现变压。

  在这个过程中,由于磁场是变化的,所以会在导磁介质中形成涡流,变压器就会变得很烫,不光影响效率,而且容易发生火灾。人们为了解决问题,首先使用电阻比较大的硅钢来制作导磁介质,同时让回形硅钢一片片贴在一起,中间用绝缘介质隔开。这样就保证了磁场可以顺着硅钢片传导,但是涡流却被大大减小了。

  尽管如此,变压器工作时还是会发热。我们手机、电脑的充电器上都有变压器,充电时会变得比较热。小时候玩的任天堂游戏机,变压器也是最容易发热的。家长不在家时小孩偷偷玩游戏机,家长回来就要摸一下变压器,如果热了,就说明孩子没有乖乖学习。不过,现在的孩子应该都不认识这种游戏机了,大家都迷上手机了。