Ох уж эта индукция

Очень давно занимаюсь обучением по бытовой технике и до сих пор сталкиваюсь с неким непониманием людей принципа работы некоторых приборов. Особенно это касается индукционных варочных поверхностей.
Вначале несколько слов о принципе работы:
Под стеклокерамикой стоит электромагнитная катушка, которая вырабатывает электромагнитные вихревые токи. Они взаимодействуют с ферромагнитным дном посуды (должен приставать магнит) тем самым нагревая её. Это в двух словах.
Теперь буду перечислять мифы об индукции и объяснять почему это именно мифы.
1. Расход энергии и КПД.
Если посмотреть на любые электрические варочные поверхности, то они все потребляют около 7 кВт вне зависимости от типа нагрева. Для того, чтобы закипятить 2 литра воды на индукцию потребуется 4 мин и 0,23 кВт. На hilight (красные круги под стеклокерамикой) нужно 12 мин и 0.28 кВт. Очевидно, что индукция эффективнее. Плюс КПД: индукция - 90%. Так как 10% уходит на нагрев посуды, а остальная энергия уходит на  нагрев продукта. В hilight КПД 70%, греется сначала спираль или лента, потом стеклокерамика, потом посуда, а лишь потом продукт. Так что по этому критерию  выигрывает индукция.
2. Индукция вредная.
Единица измерения магнитного поля индукции - Тесла. Но это не столь важно. Важнее то, что у мобильного телефона, СВЧ, а тем более у фена или электробритвы этот показатель в ДЕСЯТКИ, А ТО И В СОТНИ раз выше, чем у индукции. А магнитное поле земли вообще космос. И тут индукция крута.
3. Новая посуда.
Здесь сложнее. На индукции работает только посуда к которой прилипает магнит. НО к эмалированной посуде с петушками магнит тоже прилипает. Главное, чтобы было ровное дно. Индукция не работает с аллюминием, медью и некоторыми видами чугуна. Но этой посуды не так уж и много. Более того сейчас в продаже огромное количество посуды для индукции по очень демократичным ценам (икея и тд).
Могут пострадать любители кофе в турках. Диаметр посуды должен быть минимум 8 см. Турку придётся подбирать (диаметр плюс металл)
4. Материал, а точнее стеклокерамика.
Выглядит как стекло, но это не стекло. В состав этого материала входит более 22 компонентов, он проходит конкретную закалку и обработку. Обратная (внутренняя) сторона имеет рельеф - маааленькие такие "пупырышки", они рассеивают энергию удара и не дают точечному удару пройти насквозь. Стеклокерамика легко выдержит падение кастрюли с содержимым массой 1,8 кг с высоты 15 см. Да и тест на точечные удары пффф. Стальной шар 5 см с высоты 50 см, массой 500 грамм...легко в любую точку поверхности.
Итак... Можно сделать простой вывод из этого всего, что индукция это пока недооцененный прибор. Покупайте, не парьтесь)))
Следующий вид техники, который до сих пор смущает многих - это посудомоечные машины, о них в следующем посте...

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
119
Автор поста оценил этот комментарий

Хорошо, что автор обучает не физике :)


Давайте чуть углубимся.

"Вначале несколько слов о принципе работы:Под стеклокерамикой стоит электромагнитная катушка, которая вырабатывает электромагнитные вихревые токи."


Что вырабатывает катушка, простите?

По катушке, установленной под стеклокерамикой, течёт высокочастотный ток (характерные частоты в современных плитах несколько десятков килогерц). Явление электромагнитной индукции - возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока через него - даёт название плите. Собственно катушка, по сути, является первичной обмоткой трансформатора, вторичной обмоткой которого является посуда. При протекании переменного тока через первичную обмотку во вторичном контуре, которым является дно посуды, возникает (индуцируется) переменный магнитный поток, а, следовательно, вихревое электрическое поле, электродвижущая сила и, соответсвенно, электрический ток. Отсюда следствие номер раз: любая токопроводящая посуда может быть нагрета. Почему греется далеко не любая? Потому, что если вы поставите алюминиевую кастрюльку, то её электрическое сопротивление очень низко, коэффициент связи трансформатора низкий, эффективность нагрева маленькая, что приводит, в частности, к перегреву первичной обмотки (катушки) плиты. Поэтому в плитах стоит простой датчик тока, оценивающий коэффициент связи. Если вы поставите на плиту посуду, которую плита отказывается греть, а рядом положите кусок железа, достаточный для того, чтобы сработала блокировка плиты, и она включилась, то посудина нагреется. Правда, это не полезно и даже опасно для конструкции плиты. Ферромагнитность посуды немного влияет на коэффициент связи, но нержавейка, которая не магнитится, тоже вполне успешно нагревается. Гораздо сильнее влияет проводимость материала посуды.


Про КПД. КПД индукционной плиты - около 90%. Это верно. При чём тут 10% на нагрев посуды - непонятно. А если в посуде вообще нет продукта? :) 90% энергии, потреблённой из розетки, переходит в тепло посуды. А уж дальше , в зависимости от качества посуды, отдаётся в продукт или не отдаётся - это уже дело посуды, а не плиты. КПД резистивной электроплиты не первышает 50-60%. Т.е. из розетки в посуду не доходит 40% оплаченной энергии.


Чтобы вскипятить 2 литра воды (от 20 до 100 градусов), нужно затратить 4200*(100-20)*2 = 672 килоджоуля энергии вне зависимости от способа передачи этой энергии воде. Автор пишет про 0.23 кВт и 0.28 кВт, видимо, имея ввиду кВт*часы, потому что энергия в ваттах не измеряется, это - мощность. И 0.23 кВт*час - это 828 кДж, множим на 90% - получаем 745 кДж. Ну, почти сошлось, если кипятить воду от нуля, а не от 20 :) При одинаковой потребляемой мощности из розетки вы, очевидно, на индукционной плите нагреете воду как минимум в 0,9/0,5 раз быстрее, а по факту ещё быстрее, потому что индукционной плите не нужно, как автор верно пишет, греть сначала спираль, потом стекло, и только потом посуду.


Самый треш вот:

"Единица измерения магнитного поля индукции - Тесла. Но это не столь важно. Важнее то, что у мобильного телефона, СВЧ, а тем более у фена или электробритвы этот показатель в ДЕСЯТКИ, А ТО И В СОТНИ раз выше, чем у индукции. А магнитное поле земли вообще космос. И тут индукция крута."


Единица измерения индукции магнитного поля  действительно Тесла. Но мы говорим об ЭЛЕКТРОмагнитном поле. Когда поле меняется во времени (а тут оно меняется несколько десятков тысяч раз в секунду), то всегда существует и магнитное, и электрическое поле. Поэтому излучение всегда электромагнитное. Длина электромагнитной волны с частотой несколько десятков килогерц - это несколько километров. Но такая конструкция, как плита с посудой излучает наружу очень слабо - это трансформатор с хорошей связью. Когда посуды нет - вот тогда плита "светит" ого-го как, никакие телефоны рядом не стояли. Но постойте, она же не включается без посуды, точно! Излучение от электробритвы? Эээ, ну, есть, конечно. Но от сотового на порядки сильнее.


По поводу "космоса" магнитного поля Земли: в средних широтах его величина примерно 40 микротесла, или 40 милионных долей Тесла. Так что оно несоизмеримо ниже мгновенного значения магнитного поля над варочной панелью, в тысячи раз меньше :)


Прошу прощения за сумбур, но подгорело.

раскрыть ветку (19)
30
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Вы знаете физику чуть лучше чем автор статьи. Но все равно, ляпы тоже есть.

1. Система катушка - посуда это совсем не трансформатор. Просто абсолютно не трансформатор. Поэтому фраза "Потому, что если вы поставите алюминиевую кастрюльку, то её электрическое сопротивление очень низко, коэффициент связи трансформатора низкий, эффективность нагрева маленькая, что приводит, в частности, к перегреву первичной обмотки (катушки) плиты. " - полная чушь. Электрическое сопротивление здесь вообще ни при чем.

2. Про КПД. КПД 90% - маркетинговая ложь. 90% - это максимум КПД только электрической части (ВЧ генератора). Также тепло теряется через корпус плиты, излучением от кастрюли, испарением воды из еды. Если считать КПД индукционки равным 90%, то тогда КПД обычной конфорки - 100%. Т. к. ОНА ВСЮ ПОДВОДИМУЮ ЭНЕРГИЮ РАСХОДУЕТ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО НА НАГРЕВ. А индукционка 10% энергии тратит в транзисторах и диодах преобразователя. Скорость закипания и КПД никак не кореллируют, а зависят от мощности нагревателя. Моя конфорка 2,5 кВт уделает по скорости закипания все ваши индукционки.

3. Самый треш конечно про теслу. Автор статьи сравнивает 1500-ваттное излучение индукционки с 0,1-ваттное излучение сотового телефона. Полнейший бред.

раскрыть ветку (8)
15
Автор поста оценил этот комментарий

1. Система катушка - посуда это совсем не трансформатор. Просто абсолютно не трансформатор.

Ну автор комента имел в виду (наверное), что систему можно рассмотреть как бессердечниковый трансформатор в режиме короткого замыкания.
Кратко о физике процесса:
- по закону Фарадея переменное эл.поле, создаваемое плитой, порождает переменное магнитное поле.
- переменное магнитное поле порождает токи Фуко в посуде.
- при высоких частотах возникает скин эффект, возникает скин слой, чем он тоньше, тем больше плотность токов Фуко, тем сильнее нагрев.
- основной нагрев идет в скин слое, дальше теплопроводностью.
- толщина скин слоя зависит от удельного электрического сопротивления материала, частоты эл.м. поля и относительной магнитной проницаемости.
- чем выше магнитная проницаемость, тем тоньше скин слой. Чем выше удельное сопротивление, тем толще скин слой.
- По закону Джоуля-Ленца токи Фуко нагревают посудину. Сила нагрева прямопропорциональна напряженности эл.поля и плотности тока (скин эфект, помните?)
Вывод: нужна посудина с низким удельным сопротивлением и высокой магнитной проницаемостью.

1
Автор поста оценил этот комментарий
Извините,"конфорка 2,5квт" имеется ввиду газовая?
раскрыть ветку (6)
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Электрическая.

раскрыть ветку (5)
9
Автор поста оценил этот комментарий

То есть электрическая конфорка 2.5квт уделает индукционную 2.5квт?

раскрыть ветку (4)
2
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Сначала лососнет тунца
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Три раза
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий

Да. У индукции ведь КПД 90%. 10% энергии потеряется в электронике.

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

А у электрической какой кпд?

5
Автор поста оценил этот комментарий
Подскажите пожалуйста, безопасно ли пользоваться индукционной плитой человеку с кардиостимулятором?
(не кидайте тапками, я гуманитарий)
раскрыть ветку (5)
15
Автор поста оценил этот комментарий

Даже в инструкции написано что "НЕТ"

раскрыть ветку (3)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Вы меня конечно извините, но в инструкции написано "Людям с кардиостимулятором близко к индукционной плите подходить НЕЛЬЗЯ!!!!!!!"

раскрыть ветку (2)
1
Автор поста оценил этот комментарий

1. Я так и написал
2. 5 месяцев прошло, ты где взялся-то?

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

вы написали "нет") Вы знаете, что написали непонятно?
(можете ответить да или нет, как вы любите)

2
Автор поста оценил этот комментарий
Гуманитариям запрещено читать РЭ?
ещё комментарии
Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку