Если включить индукционную плиту и сесть на неё пятой точкой, то жаренным не запахнет. Плита будет работать на всю катушку, а теплового воздействия вы так и не почувствуете. Но если в кармане брюк окажется связка стальных ключей, то они разогреются до температуры сковороды. Как всё это работает?
Факт того, что можно смело касаться поверхности работающей плиты без ожога вызывает множество вопросов и удивление.
Вот и под постом, где я собираю темы, которые вы хотели бы видеть на канале, уважаемый подписчик попросил рассказать про принцип работы индукционной плиты.
Физика работы индукционной плиты
Физика процесса довольно простая.
На мысли о природе взаимодействия вас должен натолкнуть тот факт, что греть на индукционной варочной панели можно только проводящую посуду. При этом нагревается именно сама используемая емкость.
Всё это наводит на мысль, что нагревает-то всё "какое-то поле". Ну и логично предположить, что речь вряд ли пойдет о гравитационном поле.
Ещё нужно помнить, что всегда, где есть электрическое поле, есть и магнитное, а помимо этого существует такое понятие, как индукция.
Электромагнитная индукция - это явление возникновения электрического тока при изменении магнитного поля во времени или при движении материальной среды в магнитном поле.
Мы помним, что существует закон Джоуля-Ленца, который описывает нагревание проводника при пропускании через него электрического тока. Электрический ток может появиться в проводнике при непосредственном его включении в цепь, а может быть следствием работы электромагнитной индукции.
Нас интересует "индукционная часть" вопроса.
Вихревые токи в кастрюле
Если поместить проводник в переменное магнитное поле, то он начнет нагреваться. Кастрюлька на плите и есть такой проводник.
В проводнике появляются токи Фуко или вихревые токи (смотри картинку выше) - это петли электрического тока, индуцируемые внутри проводников изменяющимся магнитным полем в проводнике в соответствии с законом индукции.
Вот он и секрет "инновационной плиты". Нагрев тут типично Джоулевый и происходит благодаря прохождению тока через проводящую кастрюльку. Ток появляется благодаря попаданию проводника в переменное магнитное поле.
Следовательно, для того, чтобы индукционная варочная панель грела, нужно иметь генератор переменного магнитного поля и проводник, в котором будет индуцироваться электрический ток.
Генератор поля - это сама конфорка индукционной плиты. Проводник - это проводящая поверхность кастрюли или сковороды. При этом в комментариях к этой статье справедливо заметили, что подходящая для индукционной плиты посуда не обязательно должна быть ферромагнетиком, как пишут на многих сайтах. Достаточно электрической проводимости и возможности работы закона Джоуля-Ленца.
Про ферромагнетики говорят обычно исходя из того, что у них просто выше удельное сопротивление (что ведет к лучшему нагреву) и система адаптирована именно для таких емкостей. При подборе подходящих параметров можно использовать и парамагнетики. Кстати, многие современные индукционные плиты могут быть настроены на тип используемой посуды.
Как логично следует из сказанного, в руке, приложенной к индукционной плите, вихревые токи индуцироваться не будут. Поэтому, и нагреваться рука не начнет.
Сравнение с СВЧ
Если запихнуть руку в СВЧ-печь, то логика меняется. И рука меняется :)...Будет поражение. И это вторая часть вопроса нашего уважаемого читателя.
Чем микроволновка отличается от индукционной плиты? Этот вопрос мы обязательно рассмотрим в отдельной публикации. Он довольно объемный. Тут лишь обозначим основы.
Логика работы на первый взгляд аналогичная. Но только на первый взгляд. На самом же деле, микроволновку следует называть резонансным нагревателем, а плиту, как мы уже выяснили, индукционным.
Частота СВЧ-печки подобрана равной частоте вращательных колебаний полярных молекул в пищевом продукте.
Электрическая компонента электромагнитных волн ускоряет движение молекул, обладающих дипольным моментом, а межмолекулярное взаимодействие приводит к поглощению электромагнитного излучения и увеличению температуры вещества.
Молекулы в микроволновке получают колебания высокой частоты, отсюда и появляется нагрев. Диполи, которые выстраиваются в направлении поля, меняют свою ориентацию множество раз в соответствии с частотой и разогреваются. Влияет внутреннее трение.
На удивление, это положение вызвало множество споров в комментариях. Поэтому, для сомневающихся в правильности доводов приведу ссылку на википедию.
⚠ Обязательно подписывайтесь на канал, тыкайте лайк 👍 и возвращайтесь за новым контентом! Материалы выходят регулярно!
👉Поддержите мой проект на Boosty
🔹 Не забывайте читать новые статьи на сайте!