電磁爐
原理
電磁爐是利用電磁感應(yīng)加熱原理;電能通過(guò)磁場(chǎng)變化,在器皿內(nèi)轉(zhuǎn)化為熱能。
電磁爐內(nèi)爐面的熱絕緣板下方有一銅線制線圈,線圈產(chǎn)生交流磁場(chǎng)(強(qiáng)弱不停變化的磁場(chǎng)),頻率一般由20kHz至27kHz,交流磁場(chǎng)通過(guò)放在爐面上的鐵磁性金屬器皿時(shí),能量以兩種物理現(xiàn)象在器皿內(nèi)轉(zhuǎn)化成熱能:
渦電流—交流磁場(chǎng)使器皿底部產(chǎn)生感應(yīng)渦電流,渦電流在器皿內(nèi)部受阻進(jìn)而轉(zhuǎn)化為熱能。
磁滯損耗—交流磁場(chǎng)在不停的改變器皿金屬的磁極方向時(shí)會(huì)造成能量損失而化成熱能。
而主要的熱力來(lái)源以渦流所產(chǎn)生的為主,磁滯損耗產(chǎn)生的熱能少于10%,加熱了的器皿便可加熱食物。
銅制線圈需有較多圈數(shù),如此,銅制線圈與金屬器皿可以看成一初級(jí)多圈數(shù)而次級(jí)只得一圈的變壓器(情況似即熱式電烙鐵)。因此,多圈數(shù)的銅線圈有很高的阻抗,使得電流相對(duì)于器皿內(nèi)的渦流低很多,由于功率 P = I 2 ? ? --> R {\displaystyle P=I^{2}*R} ,在高電流(I)的器皿會(huì)有很多的熱力產(chǎn)生,而銅線圈只有較小的熱功率損耗,因此發(fā)熱的是器皿而不是銅線圈。
種類
電磁爐主要分為雙頭或單頭、 嵌入式或外置式、便攜式以及商用或家用式等。 控制按鈕則分為輕觸式按鈕及電子式按鈕。
適用器皿
并非只有鐵磁性金屬器皿可以利用交流磁場(chǎng)加熱,但只有鐵磁性金屬器皿情況下能量轉(zhuǎn)換效率足夠高,所產(chǎn)生的熱力、溫度足以作煮食用。因?yàn)殍F磁性金屬器皿的磁導(dǎo)率較高,有較淺的趨膚深度,在交流下因?yàn)橼吥w效應(yīng),可以讓高頻電流流過(guò)的橫切面積減少,等效電阻較大,有利于依靠渦流加熱。若用非鐵磁性金屬器皿的話效率會(huì)低至不足作煮食用途。
所謂“鐵磁性金屬”是指可以磁化的金屬,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是可以被磁石所吸引的金屬,主要的金屬有鐵、鈷、鎳。一般鋼或鐵制的器皿就可以。日常生活中,絕大部分的不銹鋼也適用于電磁爐,傳統(tǒng)的陶瓷瓦煲并不適用,一般的鋁制鍋具也不適用,有一些電磁爐專用的瓦煲,內(nèi)藏鐵磁性金屬,使之可用于電磁爐。搪瓷器皿是由鐵器皿外包搪瓷而成,因此可用于電磁爐。
優(yōu)點(diǎn)
操作
爐面易于清潔。
借著控制電流,火力控制較易。
容易由微型電腦控制,使其能以低成本達(dá)致多項(xiàng)附加功能:在預(yù)定時(shí)間后關(guān)閉、到達(dá)預(yù)定溫度后關(guān)閉等。
健康及安全
不會(huì)在室內(nèi)消耗氧氣及產(chǎn)生二氧化碳
不會(huì)因燃燒不完全而產(chǎn)生一氧化碳
器皿移去后能自動(dòng)進(jìn)入待命狀況,把發(fā)熱裝置關(guān)電,減少浪費(fèi)及危險(xiǎn)
不會(huì)有氣體爐具漏氣的危險(xiǎn)
爐具及食物移去后,爐面即時(shí)的溫度相對(duì)低很多,因意外碰到剛關(guān)掉的爐面而灼傷的機(jī)會(huì)也降低許多
不會(huì)像微波爐產(chǎn)生高頻電磁波(電磁輻射)
電磁爐的發(fā)熱原理是通過(guò)產(chǎn)生交流磁場(chǎng)達(dá)成,而不是電磁波(輻射),磁場(chǎng)與微波爐或移動(dòng)電話產(chǎn)生的電磁波性質(zhì)不同;正如電磁鐵在通電后會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大磁場(chǎng),但不會(huì)產(chǎn)生電磁波一樣。雖然不停開(kāi)關(guān)電磁鐵也會(huì)產(chǎn)生電磁波,這也是電磁爐的工作模式,但由于電磁爐的工作頻率只有20-27kHz,與光管電子變壓器的工作頻率相若(低于移動(dòng)電話的3萬(wàn)分一、微波爐的10萬(wàn)份一),所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)屬于近場(chǎng)(near field)在離電磁爐不足一尺處這些低頻電磁波就已經(jīng)完全消散,因而強(qiáng)度也弱得多。所以電磁爐并不會(huì)產(chǎn)生足以危害健康的電磁輻射。
效率及環(huán)境影響
90%的電能在器皿上轉(zhuǎn)為熱能,也即能量轉(zhuǎn)換效率為90%,而傳電煮食爐為71%,氣體爐為30%,電磁爐的效率明顯較高;理論上燃料費(fèi)用也應(yīng)較低。但若用于把水加熱的用途時(shí),可能不及快煮壺(電水煲)。
從環(huán)保角度出發(fā),整體效率需由能源出處計(jì)算至食物所得作準(zhǔn),在不同地區(qū),運(yùn)送燃料和電力傳輸?shù)男室膊煌孕实母叩蜁?huì)因地區(qū)而異。例如在美國(guó),電磁爐與天然氣比較: 電磁爐效率—燃煤發(fā)電的效率為33%,輸電損耗為5%,加上電磁爐本身的效率后整體效率 = 33% * (100-5)% * 90% = 28.2% 天然氣效率—在美國(guó),天然氣的輸送損耗為6%,加上氣體爐為本身的效率后整體效率= (100-6)% * 30% = 28.2% 基本上,在燃?xì)獍l(fā)電情況下兩者相若。
另外,考慮煮食時(shí)因?yàn)闋t具使到室內(nèi)溫度升高,因而需要開(kāi)動(dòng)如空調(diào)、電風(fēng)扇等電器,由于電磁爐在室內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少,用作降溫的空調(diào)耗電量會(huì)較少。
缺點(diǎn)
只有鐵磁性物料制造的器皿才可用于電磁爐,像玻璃、陶瓷等物料制成的器皿都不適用。
而器皿的型狀也需是平底,以貼近電磁感應(yīng)的爐面。
使用心臟起搏器或纖顫器的人不適合使用電磁爐,因?yàn)殡姶艩t的交流磁場(chǎng)有可能影響心臟起搏器或纖顫器的運(yùn)作而產(chǎn)生危險(xiǎn)。
使用電磁爐加熱時(shí)間會(huì)比傳統(tǒng)加熱時(shí)間長(zhǎng)。
使用
電磁爐常用于一般家庭煮食上,而電磁爐無(wú)火、爐面溫度低、無(wú)裝有易燃?xì)怏w或燃料等特性,特別適合用于一些邊食邊煮的進(jìn)餐方式。
而煮制中藥一般都不宜用金屬器皿,以免藥材與容器產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),而電磁爐必須使用鐵磁性金屬器皿,因而煮制中藥不可以使用電磁爐。有些供電磁爐專用的瓦煲在底部加裝鐵金屬,使之可用于電磁爐,但這種瓦煲并不是在所有的電磁爐上都能正常工作。
其他考慮
如屬新房,應(yīng)考慮能源供應(yīng)(電力、氣體燃料)的穩(wěn)定性及價(jià)格。
部分低檔次的電磁爐只提供有限的溫度選擇和溫度間隔檔位。
部分低檔次的電磁爐調(diào)節(jié)溫度選擇是單鍵順次序單向選擇,不如氣體燃料煮食爐頭之轉(zhuǎn)動(dòng)式扭方便,對(duì)實(shí)際烹飪時(shí)須要變更“火力”時(shí)可能造成不便。
中醫(yī)中藥建議煲中藥不宜用金屬煲具。而改用電磁爐是不可使用傳統(tǒng)瓦煲或玻璃煲的。(注:加放一不銹鋼板在爐頭也可用瓦煲)
參考文獻(xiàn)
^誘導(dǎo)加熱的好處(英文)
^Induction Cooking: Radiation Hazards?(英文)
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