話說電磁爐

魯軍

第一臺(tái)家用電磁爐于1957年誕生于德國，20世紀(jì)80年代初在歐美及日本開始熱銷。近幾年在我國，電磁爐以其超越燃?xì)庠畹亩喾絻?yōu)勢，安全節(jié)能、方便快捷的特點(diǎn)，正駛進(jìn)千家萬戶，成為未來廚房的主角。特別是微電子技術(shù)被應(yīng)用到電磁爐后，更巧妙地將安全性與智能化完美結(jié)合，使之更加安全、性能更卓越，實(shí)現(xiàn)了“廚房無火亦飄香”的廚具新時(shí)尚。

電磁爐是通過什么方式加熱的？相比于傳統(tǒng)的灶具有哪些特點(diǎn)和優(yōu)越性呢？

電磁爐的主要構(gòu)造

1. 電磁爐外殼：

由ABS工程塑料制成，有良好的絕緣性和機(jī)械強(qiáng)度，起保護(hù)內(nèi)部和嵌入微晶面板的作用。

2. 電磁爐的面板：

除放置鍋具和裝飾外，主要作用是利用其良好的導(dǎo)磁性，磁場才能夠作用于鍋具，使鍋具自身快速發(fā)熱。

3. 電磁爐的加熱線圈：

加熱線圈在面板正下方，作用是在電流作用下產(chǎn)生磁場，對(duì)鍋具進(jìn)行感應(yīng)加熱。

4. 電磁爐風(fēng)扇組件：

利用空氣對(duì)流給爐具內(nèi)部進(jìn)行降溫，保障電磁爐的正常工作。

5. 電磁爐電路板：

電路板是電磁爐的電路工作系統(tǒng)，其核心元件為IGBT。

6. 控制面板：

電磁爐的控制面板均位于電磁爐表面，由輕觸或觸摸按鍵、功能操作指示面板組成，操控機(jī)器和指示工作狀態(tài)。

電磁爐的加熱原理

電磁爐是采用電磁感應(yīng)渦流原理來加熱的。理論證明：渦流與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與交流電頻率的平方成正比。因此，電磁爐要達(dá)到一定的熱功率，必須有能產(chǎn)生高磁感的交變磁場線圈，還必須提高交流電的頻率。而我們所用交流電頻率只有50Hz，如何提高頻率呢？電磁爐中由整流電路將50/60Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為20～40KHz的高頻電壓。當(dāng)高頻變化的電流流過線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生變化的磁場，磁場內(nèi)的磁感線通過金屬鐵質(zhì)炊具底部，就會(huì)在炊具體內(nèi)產(chǎn)生無數(shù)的小渦流，使炊具自身發(fā)熱，然后再加熱鐵質(zhì)炊具里的東西。電流越大產(chǎn)生的磁場越高渦流就越大溫度就越高。

實(shí)際上，鍋和電磁爐內(nèi)部發(fā)熱線圈盤組成一個(gè)高頻變壓器，內(nèi)部線圈是變壓器的初級(jí)，次級(jí)是鍋（如圖所示）。當(dāng)內(nèi)部初級(jí)發(fā)熱線圈盤有交變電壓輸出后，必然在次級(jí)鍋體上產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過鍋體自身的電阻發(fā)熱（所以鍋本身也是負(fù)載），產(chǎn)生熱量。假如：當(dāng)內(nèi)部初級(jí)發(fā)熱盤有交變電壓輸出，若次級(jí)及負(fù)載（鍋）不存在，則輸出功率將非常低。當(dāng)然在實(shí)際電路中，我們必須要很快地檢測到此功率的變化，并將輸出到發(fā)熱線圈盤的交變電流關(guān)閉。由于非導(dǎo)磁性材料不能有效匯聚磁感線，幾乎不能形成渦流（就像一個(gè)普通變壓器如果沒有硅鋼片鐵心，而只有兩個(gè)繞組是不能有效傳送能量的），所以基本上不加熱；另外，導(dǎo)電能力特別差的磁性材料由于其電阻率太高，產(chǎn)生的渦流電流也很小，也不能很好地產(chǎn)生熱量。所以，電磁爐使用的鍋體材料是導(dǎo)電性能相對(duì)較好，鐵磁性材料的金屬或者合金以及它們的復(fù)合體。一般采用的鍋有：鑄鐵鍋，生鐵鍋，不銹鐵鍋。純不銹鐵鍋材料由于其導(dǎo)磁性能非常低，所以在電磁爐上并不能正常工作。

電磁爐與其他爐具的比較

1. 更節(jié)能（熱效率高）

電磁爐的優(yōu)勢首先表現(xiàn)在它的熱效率極高上。電磁爐由于是鍋體自身發(fā)熱，熱損失很??；而傳統(tǒng)爐具，如電熱爐、石油氣爐、煤氣爐及電飯鍋的加熱原理是先加熱鍋體底部再經(jīng)傳導(dǎo)加熱鍋內(nèi)食物的，損失大，熱效率在40%～65%之間，而電磁爐的熱效率普遍高于80%，用傳統(tǒng)爐灶明火燒開一壺水需要9分鐘，而放到電磁爐上則只需2～3分鐘，大大節(jié)省了能源。電磁爐的控制電路會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)功率以實(shí)現(xiàn)耗電最少的目標(biāo)，如在蒸煮食物時(shí)，當(dāng)水燒沸后電磁爐的功率會(huì)自動(dòng)降下來維持在一個(gè)較低的功率上。

2. 更安全（無明火烹調(diào)好處多）

電磁爐使用效果與煤氣灶完全不同，在使用過程中既不會(huì)產(chǎn)生明火，爐面本身亦不發(fā)熱，爐體內(nèi)設(shè)有高于250℃以上的高溫部件，不會(huì)發(fā)生灼傷事故。同時(shí)，電磁爐表面的耐熱陶瓷板，要求放在它上面的金屬鍋具一定要有足夠的接觸面積才會(huì)產(chǎn)生熱能，如接觸面積過小，則不會(huì)電磁感應(yīng)，當(dāng)然也就不可能發(fā)熱了。即使將汽油灑在爐面上也不會(huì)引起燃燒，絕不會(huì)如其他灶具經(jīng)常導(dǎo)致火災(zāi)事件，更不存在因泄漏煤氣而引發(fā)的種種事故。

當(dāng)把鍋具從爐面上拿下來時(shí)，電磁爐也會(huì)自動(dòng)切斷電源，可以說電磁爐是一種十分安全的灶具。一般微波爐的工作頻率為幾千兆赫，有害人體健康；而電磁爐的振蕩頻率只有20～30KHz。電磁爐工作時(shí)產(chǎn)生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收，不會(huì)泄漏，對(duì)人體健康幾乎沒有危害。

電磁爐設(shè)有若干種安全保護(hù)電器，同時(shí)還有指示燈LED顯示及自動(dòng)裝置，使用戶一目了然，準(zhǔn)確選擇不同工作方式。

3. 更環(huán)保（衛(wèi)生、清潔）

因?yàn)槭抢么艌龈袘?yīng)加熱，不釋放任何物質(zhì)，無火、無煙、無味；使用電磁爐沒有傳統(tǒng)爐具諸多污染的問題，所以真正實(shí)現(xiàn)了清潔房間，保護(hù)環(huán)境。它工作時(shí)無火烤，尤其是在夏天做飯，清爽舒適。

4. 更精確（溫度控制準(zhǔn)確）

電磁爐可以根據(jù)用戶不同的烹飪要求，靈活且準(zhǔn)確地控制發(fā)熱功率及烹飪溫度。電磁爐的輸入功率通常在200W～2 400W之間，可以任意選擇烹調(diào)所需的溫度（恒溫制）和將溫度設(shè)定到某一擋。

5. 更多能（煎、炒、炸、煮、燉全能行）

電磁爐無疑是煎、炒、炸、煮、燉的全能冠軍，這比微波爐的單一功能相比無疑有巨大的進(jìn)步。

6. 更方便（操作簡單 外形秀麗）

目前常見的一些家用爐具（如：微波爐）有若干個(gè)操作按鈕，電磁爐則只需幾個(gè)按鈕便可完成操作。電磁爐外形美觀，體積小巧玲瓏，體表色彩艷麗，可以美化廚房。制作它的材料是高硬度陶瓷結(jié)晶玻璃，又特意使用了平面化流線型設(shè)計(jì)，因而電磁爐表面不易殘留食物殘?jiān)?、污漬，即使有了污跡清洗起來也十分方便，讓追求品味生活的人們生活更加藝術(shù)化了。

總之，電磁爐是真正屬于那種既安全、又實(shí)用的環(huán)保型綠色爐具。

人教版物理九年級(jí)全一冊第二十一章《電與磁》課外延伸閱讀