Что нагревает индукционная плита
Бытовая техника на кухне: чем хороши индукционные варочные панели?
Несмотря на обилие информации, у покупателей бытовой техники все еще много ошибочных представлений и предрассудков, которые порой мешают им сделать правильный выбор и наслаждаться всеми функциями и возможностями, которые предоставляет современная техника.
В первую очередь эксперты решили развеять сомнения о покупке индукции (индукционных варочных панелей). Эта технология уже завоевала Европу, но по-прежнему остается малопопулярной в России.
Миф № 1: индукция не безопасна для здоровья.
При работе индукции нагревается не стеклокерамика, а посуда, которая потом передает тепло поверхности. В обычных плитах располагается ленточный нагревательный элемент Hi Light, а в индукционных его место занимает электромагнитная катушка, которая генерирует тепло в самой посуде за счет действия электромагнитного поля. Однако оно пропадает, как только посуду поднимают хотя бы на сантиметр от поверхности.
Чтобы подтвердить безопасность плиты, был проведен эксперимент, сравнивающий уровень напряжения магнитного поля индукции и обычного фена для волос. По результатам тестирования у фена данный показатель составил 2000 мкТл, а у варочной поверхности — всего 22 мкТл (в 91 раз меньше!). Такое магнитное поле не может повредить здоровью человека.
Миф № 2: при покупке индукции придется менять всю посуду.
Этому мифу ровно столько лет, сколько существуют индукционные варочные поверхности на рынке бытовой техники в России. Многие из тех, кто приобрел индукционную варочную поверхность, и понятия не имел, что например, их старая эмалированная посуда, которой лет 15-20, обладает ферромагнитными свойствами и подходит для индукционной варочной поверхности. А как же не вспомнить историю про алюминиевую посуду и хозяйку, которая ее выкинула, не подумав, что дно такой посуды может быть из другого ферромагнитного материала и она может подходить под условия приготовления на индукционной варочной поверхности?
Этот миф очень легко опровергнуть. Для того, чтобы не выкидывать всю старую посуду, на которой вы привыкли готовить, нужно проверить ее дно на ферромагнитные свойства. Делается это очень просто: снимите с холодильника магнитик и приложите его к дну посуды снаружи. Если магнит «прилип», то кастрюля или сковородка подходят для приготовления пищи «на индукции».
Миф № 3: индукция нагревается, как обычная стеклокерамическая плита.
Один из самых распространенных мифов, хотя индукционная варочная поверхность и была создана для того, чтобы стеклокерамика не разогревалась до высоких температур, а блюдо все равно готовилось. При разрушении первого мифа было установлено, что при работе индукции нагревается посуда, а не поверхность. Убедиться в том, что индукция намного холоднее стеклокерамики, можно при помощи льда: просто положить его на поверхность. Лед растает намного медленнее, чем на обычной плите. А это означает, что кулинарным шедеврам больше не грозит пригорание.
Миф № 4: любой металлический предмет, попавший на работающую индукцию, будет сильно нагреваться.
У некоторых индукционных поверхностей есть минимальные требования к диаметру посуды — 8 см. Если диаметр будет ниже, или общая площадь нагрева будет меньше, то варочная поверхность не включится. Также стоит отметить, что если посуда не подходит для использования, то и нагреваться она не будет. А некоторые индукционные варочные поверхности обладают датчиком: без посуды они не включаются — как, впрочем, и у детей, если они решат понажимать на кнопочки новой «машины».
Миф № 5: индукцию нельзя устанавливать над духовками, посудомоечными и стиральными машинами и другими устройствами с металлическими поверхностями.
Действительно, электромагнитные катушки расположены параллельно по отношению к столешнице. И теоретически магнитное поле должно действовать, как на предметы, находящиеся над варочной поверхностью, так и под ней. Но есть производители варочных поверхностей, которые позаботились об этом. При их создании разработчики использовали специальный изолирующий магнитный «теплоотвод». Таким образом, технике, стоящей вблизи индукции, ничто не грозит.
Миф № 6: индукционные плиты дороги.
Этот миф легко опровергнуть, стоит лишь изучить рынок. По статистике, за 2012 год 42% потребителей в Европе выбрали индукционную технологию нагрева. На российском рынке можно найти индукционные варочные панели от 11 тысяч рублей. В итоге разница с традиционными стеклокерамическими панелями выходит небольшая.
Что такое индукционная плита и как она работает
Содержание
Содержание
Приготовление на индукционной панели напоминает магию — жар готовки находится только внутри посуды, вокруг же — ни намека на тепло. О технологиях, используемых в индукционных варочных панелях для того, чтобы получить эту магию, и пойдет речь.
Индукция в деталях
Способность электрического тока возникать в проводнике при пересечении им силовых линий магнитного поля, была замечена Майклом Фарадеем в 1831 году. Открытие электромагнитной индукции дало старт золотой эре разработки электрических машин переменного тока (генераторов, электродвигателей и трансформаторов), определяющих комфортную жизнь человечества по сей день.
В ходе конструирования первых образцов электрических машин и аппаратов, изобретатели столкнулись с проблемой нагрева их «железа», что приводило к существенным потерям энергии (вследствие ее преобразования в тепловую) и общему снижению КПД агрегатов.
Несколько позже Фарадей описал природу возникновения электрического тока не только на поверхности проводника, но и в толще материала с точки зрения открытого им явления. Данные токи были названы вихревыми, поскольку возникают в перпендикулярной магнитному потоку плоскости и имеют круговую природу протекания. Позже они были названы токами Фуко, в честь ученого, посвятившего жизнь их исследованию.
В 1841 году ученые Джеймс Джоуль и Эмиль Ленц, проводя исследования независимо друг от друга, пришли к выводу, что количество тепловой энергии, выделяемой проводником при протекании по нему электрического тока, находится в прямой зависимости от плотности электрического тока и напряженности электрического поля.
Формулирование этого закона дало понимание природы нагрева металлических сердечников трансформаторов и железа статоров и роторов электрических машин, а также дало толчок в разработке методик по снижению влияния вихревых токов на работу электрических машин и аппаратов.
Вихревые токи считаются паразитными. При конструировании электрических аппаратов с ними нещадно борются, стараясь минимизировать их влияние на работу устройства. К примеру, в трансформаторах магнитопровод изготавливают из тонких металлических пластин, изолированных друг от друга. Так же поступают при производстве железа статора электрических машин переменного тока.
В случае с индукционными печами, токи Фуко — основная компонента, позволяющая получать потрясающие результаты, поэтому их всячески «культивируют» и усиливают.
Помещение металла в переменное магнитное поле позволяет получить его нагрев за счет возникновения в нем вихревых токов.
Это свойство дало жизнь целому семейству устройств — индукционным печам, используемым как в промышленности (получение сверхчистых (без примесей) сплавов, сварка, пайка и плавка металлов и т. д.), так и в быту (приготовление пищи). Причем было замечено, что с повышением частоты переменного магнитного поля, процессы возникновения вихревых токов интенсифицируются, позволяя получать более быстрый нагрев помещенного в него материала.
Устройство и принцип действия индукционной варочной панели
Работает индукционная панель следующим образом. Сетевое переменное напряжение выпрямляется и поступает на вход инвертора. В нем оно снова преобразуется в переменное, но уже со значительно большей частотой. Как правило, для работы индукционных варочных плит используется диапазон частот от 20 кГц до 120 кГц.
Нижний порог выбран неспроста: это именно то значение частоты, выше которого ухо человека не способно уловить звуковые вибрации. Чтобы не причинять пользователям дискомфорта неприятным звуком, нижний порог частоты не может быть ниже 20 кГц.
В процессе работы электронные компоненты инвертора и индукторов довольно сильно греются, поэтому плата инвертора принудительно обдувается потоком воздуха, нагнетаемого вентилятором.
Индуктором, представляющим собой катушку, намотанную из медного многожильного провода в форме конфорки, формируется переменное магнитное поле высокой частоты.
Регулирование мощности нагрева в индукционных печах может происходить двумя способами:
В недорогих моделях для регулирования мощности нагрева применяется циклический способ регулирования мощности.
В более продвинутых — изменение частоты.
Когда металлическую посуду ставят на конфорку, в толще материала возникают вихревые токи, которые и обеспечивают ее нагрев. По сути дно кастрюли или сковородки выступает в качестве вторичной обмотки трансформатора (короткозамкнутой) и является отличной средой для возникновения токов Фуко.
Здесь следует сделать одно важное отступление и рассказать о скин-эффекте, иначе именуемом поверхностным эффектом.
Любой электрический ток при протекании по проводнику создает вокруг него электромагнитное поле. Это же касается и вихревых токов. Магнитные поля, взаимодействуя друг с другом, вытесняют электроны из толщи материала на его поверхность, именуемую скин-слоем, и электрический ток проходит больше по поверхности проводника, чем в его внутренних слоях. Объемная плотность тока в скин-слое значительно выше, чем в его толще. Известно, что с увеличением глубины проникания в материал, амплитуда вихревых токов уменьшается и они гораздо хуже осуществляют нагрев. Использование материала с тонким скин-слоем позволяет получить более высокие температуры его поверхностного нагрева.
Толщина скин-слоя находится в обратной зависимости от частоты переменного магнитного поля, т. е. с ростом частоты толщина слоя уменьшается, что позволяет получить более высокую плотность тока и более эффективный нагрев поверхности проводника.
Каждый материал обладает своей структурой строения кристаллической решетки, от свойств которой зависят его проводимость и толщина скин-слоя. К примеру, в диапазоне частот 20 кГц – 120 кГц (стандартные частоты работы конфорок индукционной панели) толщина скин-слоя стали на порядок меньше толщины слоев меди или алюминия.
К чему это все? А к тому, какой материал необходимо использовать для изготовления посуды, пригодной для индукционных печей. И какую посуду использовать в принципе.
Только металлы с ферромагнитными свойствами смогут обеспечить нужные температуры нагрева дна посуды и подойдут для готовки еды, а не ее медленного разогрева.
Поэтому для индукции нужна посуда, к которой прилипает магнит. Это не прихоть производителя, а объективная необходимость!
Дальше все просто. Вихревые токи, вызванные высокочастотным магнитным полем, индуцируются на внутренней поверхности дна посуды. Именно она контактирует с продуктами и нагревает их, отдавая им тепловую энергию. Этим и объясняется высокая скорость нагрева на индукционных варочных поверхностях.
Конечно, за счет теплопроводности металла нагреется и сама посуда, и варочная поверхность, но это будут не сотни градусов. Поэтому готовить можно, даже застелив конфорку салфеткой — она не загорится, температуры просто не хватит для воспламенения.
Попавшие на поверхность продукты не пригорят к ней по той же причине.
Магия? Зная, как работает индукционная поверхность, понимаешь — это не такая уж и магия. Обычная физика!
Как работает индукционная плита и какими плюсами/минусами обладает
Содержание
Содержание
Выбор плит и варочных панелей так велик, что сложно определиться между электрическими, газовыми или индукционными. Последний тип возник относительно недавно – около 30 лет назад, но многие покупатели до сих пор обходят стороной индукционные плиты из-за того, что просто в них не разобрались. Эта технология не так сложна, как кажется. Она обладает многими свойствами, которыми не могут похвастаться «собратья» индукционных конфорок. В этой статье мы разберемся, в чем принцип работы поверхностей и в какие мифы, связанные с индукцией, пора перестать верить.
Как происходит нагрев в индукционных поверхностях?
Принцип нагрева в индукционных панелях и принцип нагрева у газовых или электрических плит – совершенно разный. Обычно нагрев происходит от источника тепла (например, газовой горелки или электронагревателя), далее тепло нагревает посуду и ее содержимое.
В индукционных же плитах и варочных панелях нет источника тепла как такового. Стеклокерамика скрывает под собой катушки индуктивности, которые почти не нагреваются от прохождения по ним электрического тока. Весь секрет состоит в возникновении электромагнитного поля, которое создает вихревые токи внутри железной посуды. Как раз таки эти токи разогревают посуду, а от нее тепло передается пище, находящейся внутри.
У индукционной панели множество преимуществ, и самый главный из них – существенная экономия энергии. Если во время работы плиты коснуться ее, то вы не обожжетесь, так как нагрева не происходит, пока на конфорке не стоит кастрюля или сковородка. Плита так же выключится, если во время готовки убрать посуду с поверхности.
Главные мифы
Миф №1 – Любой оставленный на плите предмет разогреется
У индукционных поверхностей есть минимальные требования к диаметру посуды. У каких-то плит минимальный диаметр нагрева составляет 8 сантиметров, у каких-то 12. Если на индукционную плиту положить небольшой металлический предмет, то он не нагреется, так как площадь соприкосновения будет слишком мала. Также индукционная плита не нагреет неподходящий предмет. Например, оставив случайно деревянную ложку или тканевую тряпку на поверхности можно не волноваться – так как индукционная панель не распознает эти предметы для нагрева. А вот если вы любите побаловать себя утренним кофе из турки, то придется купить специальный переходник или предназначенную для индукции турку, ведь из-за малого диаметра последней плита может не включиться.
Миф №2 – После покупки индукционной панели/плиты придется менять посуду
Многие думают, что раз индукционная плита обладает необычными свойствами, то придется менять всю посуду в доме, так как она больше не подходит для использования. Но это всего лишь миф, и вам не нужно будет прощаться со всеми эмалированными сковородами и кастрюлями, которые есть дома.
Чтобы проверить, какая кухонная утварь наверняка подойдет для использования на индукционных плитах, необходимо приложить магнит ко дну сковороды или кастрюли. Если магнит и посуда «пристанут» друг к другу, то можно смело использовать ее для приготовления пищи на индукционных поверхностях.
Миф №3 – индукционные поверхности нельзя устанавливать рядом с другой бытовой техникой
Миф 4 – Индукция всегда дорого стоит
Индукционные плиты или варочные панели будут стоить ненамного дороже той же стеклокерамики. Но даже большая разница окупится, если вспомнить, что индукция тратит гораздо меньше электроэнергии, чем обычные плиты. Сегодня на рынке можно найти варианты от 4 000- 7 000 рублей, что уложится в бюджет многих покупателей.
Какие минусы могут быть у индукции?
Какие есть альтернативы?
Если вы все-таки сомневаетесь в правильности полного перехода на индукцию, то для таких случаев производители создали комбинированные плиты и варочные панели. Такие модели обычно содержат две конфорки с индукционными катушками и две электрические или газовые.
Комбинированные плиты позволяют экономить электроэнергию, готовя на конфорках с индукцией, и использовать достаточно тепла от электрических конфорок для других процессов. Приобретая гибрид не нужно отказываться от посуды, которая не поддерживается индукционными плитами. Из недостатков гибрида можно отметить только более высокую стоимость по сравнению с представителями отдельных категорий.