|
СХЕМЫ---->
СХЕМЫ БЫТОВОЙ ТЕХНИКИ статьи № 1-50
Индукционные варочные панели
Вадим Коляда
Индукционный нагрев был открыт и изучен в XIX столетии Леоном Фуко и другими физиками. Эффект состоит в появлении токов, направленных противоположно магнитному полю в движущемся проводнике, или в неподвижном проводнике, пересекаемом переменным магнитным потоком. Эти вихревые токи (токи Фуко) вызывают нагрев проводника.
Только в середине ХХ века индукцию начали использовать в металлургии, где для плавления металла стали применяться индукционные печи. А в последней трети ХХ в. индукция пришла на кухню: появились варочные панели, использующие новый принцип нагрева — подвод энергии непосредственно к посуде путем наведения в ней индукционных токов. Предыдущим революционным нововведением такого уровня было, пожалуй, только использование микроволн для приготовления пищи.
В плитах с индукционным нагревом под диэлектрической поверхностью, которой служит лист стеклокерамики, расположена катушка, на обмотки которой подается переменный ток частотой 25...50 кГц. В дне посуды, выполненной из магнитного материала, наводятся токи индукции, которые и разогревают посуду, а следовательно, и находящуюся в ней пищу. Получается своего рода трансформатор, первичным током
которого является ток индукционной конфорки, а вторичным — ток в днище посуды (рис. 1).
В противоположность постоянному току, плотность высокочастотного тока экспоненциально уменьшается при удалении от поверхности проводника (так называемый скин-эффект, рис. 2). Так, при частоте 20 кГц для стальной кастрюли (ферромагнетик) толщина слоя, в котором протекает наведенный ток, составляет около 35 микрон. Благодаря высокой плотности тока в этом случае достигается интенсивный нагрев дна кастрюли. Для неферромагнитного материала, такого как алюминий, толщина скин-слоя составляет около 590 микрон. Поэтому алюминиевая кастрюля представляет собой квазинулевое сопротивление для высокочастотного тока, что будет расценено электронной системой управления как короткое замыкание, вследствие чего подача тока на конфорку будет прервана.
Такой способ нагрева, когда тепловая энергия генерируется в самой посуде, является наиболее эффективным — здесь нет передачи тепла от нагревательного элемента к рабочей поверхности, а от нее к посуде, и значит, сводятся к минимуму возможные утечки тепла.
Эффективность (отношение подводимой энергии к полезной энергии «на выходе») у индукционной конфорки достигает 90%, в то время
Статья Индукционные варочные панели целиком.
|
