电磁炉的工作原理是什么?
答:电磁炉的主要工作原理是“电磁感应定律”和“焦耳定律”。
电磁感应定律:指放在变化磁通量中的导体,会产生电动势的现象,E=nΔΦ/Δt。
焦耳定律:导体中电流将电能转换为热能的定律,P=I^2R。
磁炉工作主要分这几步:
1、整流电路将220v电流,转化为直流。
2、逆变器将直流转化为高频交流电,大约20-40kHz。
3、LC震荡电路将高频交流电,转化为高频变化磁场。
4、因为电磁感应现象,高变磁场在导体中产生涡旋电流。
电磁炉使用的是电磁感应所产生的涡流对食物进行加热的。
英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象,即当磁场变化时,导体中有感应电流产生。随后,科学家麦克斯韦推断:电磁感应产生的原因是变化的磁场会在周围空间产生电场,这种电场与磁场垂直,并且首尾相接,称为涡旋电场。如果在涡旋电场处存在导体,电场就会推动电荷运动,产生涡旋电流。
电磁炉就是利用这种原理制作的。在电磁炉内部,首先通过一定的方法将50Hz的工频电流变为直流,然后再变为20KHz左右的高频电流。高频电流通入电磁炉面板中的线圈里,就会产生高频磁场,而高频变化的磁场又会产生涡旋电场。
在不放锅时,涡旋电场附近没有导体,因此不会产生电流。如果放上了导体锅,锅底就会产生电流,这个电流生热,因此就可以加热食物了。
为什么电磁炉要使用铁锅或者不锈钢锅呢?这是因为铁锅有两个好处:
第一,铁锅是导电的。如果用陶瓷锅,不导电,就不能产生涡流。
电磁炉的工作原理还挺好玩的,运用的电磁感应和铁磁性两个物理原理。
首先,电磁炉实际上利用的是一个简单的电磁感应原理。电磁炉内部有一个感应线圈,在交流电的作用下激发交变电磁场,然后交变电磁场在电磁炒锅内激发产生交流电流产生大量热量。
如果您仔细考虑上面的回答,您现在应该已经有了一个疑问。那看起来只要是一个导电的金属锅就可以用来放在电磁炉上炒菜呀。可事实上铜锅和铝锅放在电磁炉上都不能工作,为什么?
因为,铁和其他金属材料有很大的区别。铁是具有铁磁性的!铁在外部磁场刺激下可以产生比外部磁场强得多的感应磁场,而其他金属则不会。所以这个地方铁锅就像一个电磁铁线圈中的铁芯。铁芯会极大地增强电磁铁电流激发出来的磁场。但是和电磁铁不一样的是电磁铁通过直流电,所以磁场是恒定磁场,而电磁炉这里是交流电。这意味着由炒锅引起的强磁场可以以50Hz的频率不断改变方向。强磁场不断改变的这个过程需要消耗大量的能量。
所以在相同的电流下,铁锅所消耗的能量远远大于铝锅,这意味着电磁炉线圈两端的电压比放在锅里时要大得多。这意味着大部分线圈能量被释放到铁锅上。
相比之下,铝锅,铝锅只有感应电流不会感应强磁场,所以放在锅内时,线圈两端的电压很小。 220V的恒定电压意味着炊具的线圈本身将被分配更多的电压,这意味着更多的能量消耗在线圈本身中。这将触发炊具短路保护开关,然后电流被切断导致铝锅和铜锅都不能正常工作。
从事家电行业,事实上电磁炉是利用电磁感应原理实现加热,本质其实是交变的电流产生磁场,如图,核心部分是谐振电路部分以及加热线圈部分,功率IGBT管通过PWM控制导通时间,也就是占空比时间,从而将直流电变换成频率为20-50kHz的高频交流电,加热时候导通,高频交流电通过加热线圈盘建立高频磁场,高速变化的电流流过线圈时候会产生高速变化的磁场,当磁场内的磁力通过铁锅底部金属体时候会产生无数的小小涡流,因为铁的电阻较小,能产生很大电流,利用热效应迅速产生能量量,食物放在锅里面时候就会被加热,这也就是为什么需要铁锅,因此IGBT是核心零部件,IGBT开关频率要很高,同时还要加散热片散热。
同时还有:
1、整流部分电路,把交流电变成直流电;
2、系统检测电路,包括过温检测,过温用热敏电阻检测,温度达到一定时候断开时输出;
3、电压电源检测电路,低压或者高压时候都会断开;
4、控制电路,这部分包括按键或者触摸电路‘
5、显示电路,这部分是用数码屏或者LED显示’
电磁炉是利用电磁感应的原理对铁质锅具进行加热的。简单的说是利用了摩擦生热,利用线圈在控制电路的作用下产生交变磁场,当在炉面放置铁质锅具时,由锅具切割磁力线产生涡流,使锅底的铁原子高速运动,相互撞击产生热量,从而加热锅内的食物。
电磁炉的加热方式不同于传统的炉具,它不直接产生热量,而是直接使锅具生热,这样省略了传统炉具的热传导过程,所以热效率可以百分之八十至九十。
电磁炉加热需要使用铁质锅具,这是因为铁具有导磁性,锅具含铁量越高,加热效果越好。有些人购买的不锈钢锅在电磁炉上也无法使用,是因为不锈钢的磁性很弱或者无磁性,即使可以用,热效率也很低,不如铁质的热效率高。购买电磁炉锅具时可以使用磁铁来测试,吸力越大用在电磁炉上效率越高。