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电磁炉

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电磁炉
电磁炉
电子按钮式桌上型(可携式)电磁炉
电子按钮式桌上型(可携式)电磁炉
轻触按钮式桌上型电磁炉
轻触按钮式桌上型电磁炉
嵌入式电磁炉
嵌入式电磁炉
电磁炉的内部结构,中间是用作产生交流磁场的铜线线圈。
电磁炉的内部结构,中间是用作产生交流磁场的铜线线圈。
可用于电磁炉的灶具标识
可用于电磁炉的灶具标识

电磁炉是一种使用电力的烹调工具,属于暗火煮食炉俱。使用时炉身不会大量发热,是利用电磁感应加热(induction heating)使煮食器皿发热,炉身相对较低温和安全(炉身灼伤人的机会较低)。由于热力间接在器皿内发出,不像其他火力炉俱在燃烧时使四周环境温度大为提高,使用者会较舒适,同时能源效率也因此大为提高(节省能源)及较环保。没有燃烧过程,电磁炉使用时不会产生有毒物质;也无碳微粒产生,炉面易于清洁。藉电子控制,火力容易控制而且稳定[1]

原理

电磁炉是利用电磁感应加热原理;电能通过磁场变化,在器皿内转化为热能。

电磁炉内炉面的热绝缘板下方有一铜线制线圈,线圈产生交流磁场(强弱不停变化的磁场),频率一般由20kHz至27kHz,交流磁场通过放在炉面上的顺磁性金属器皿时,能量以两种电磁物理现象在器皿内转化成热能:

  1. 涡电流—交流磁场使器皿底部产生感应涡电流,涡电流在器皿内部受阻进而转化为热能。
  2. 磁滞损耗—交流磁场在不停的改变器皿金属的磁极方向时会造成能量损失而化成热能。

而主要的热力来源以涡流所产生的为主,磁滞损耗产生的热能少于10%,加热了的器皿便可加热食物。

铜制线圈需有较多圈数,如此,铜制线圈与金属器皿可以看成一初级多圈数而次级只得一圈的变压器(情况似即热式电烙铁)。因此,多圈数的铜线圈有很高的阻抗,使得电流相对于器皿内的涡流低很多,由于功率 ,在高电流(I)的器皿会有很多的热力产生,而铜线圈只有较小的热功率损耗,因此发热的是器皿而不是铜线圈。

种类

电磁炉主要分为双头或单头、 嵌入式或外置式、可携式以及商用或家用式等。 控制按钮则分为轻触式按钮及电子式按钮。

适用器皿

并非只有铁磁性金属器皿可以利用交流磁场加热,但只有铁磁性金属器皿情况下能量转换效率足够高,所产生的热力、温度足以作煮食用。因为铁磁性金属器皿的磁导率较高,有较浅的趋肤深度,在交流下因为趋肤效应,可以让高频电流流过的横切面积减少,等效电阻较大,有利于依靠涡流加热。若用非铁磁性金属器皿的话效率会低至不足作煮食用途。

所谓“铁磁性金属”是指可以磁化的金属,简单来说就是可以被磁石所吸引的金属,主要的金属有铁、钴、镍。一般制的器皿就可以。日常生活中,绝大部份的不锈钢也适用于电磁炉,传统的陶瓷瓦煲并不适用,一般的铝制锅具也不适用,有一些电磁炉专用的瓦煲,内藏铁磁性金属,使之可用于电磁炉。搪瓷器皿是由铁器皿外包搪瓷而成,因此可用于电磁炉。

优点

操作

  • 炉面易于清洁。
  • 藉著控制电流,火力控制较易。
  • 容易由微型电脑控制,使其能以低成本达致多项附加功能:在预定时间后关闭、到达预定温度后关闭等。

健康及安全

  • 不会在室内消耗氧气及产生二氧化碳
  • 不会因燃烧不完全而产生一氧化碳
  • 器皿移去后能自动进入待命状况,把发热装置关电,减少浪费及危险
  • 不会有气体炉俱漏气的危险
  • 炉俱及食物移去后,炉面即时的温度相对低很多,因意外碰到刚关掉的炉面而灼伤的机会也降低许多
  • 不会像微波炉产生高频电磁波(电磁辐射


电磁炉的发热原理是通过产生交变磁场达成,而不是电磁波(辐射),磁场与微波炉或手提电话产生的电磁波性质不同;正如电磁铁在通电后会产生强大磁场,但不会产生电磁波一样。虽然不停开关电磁铁也会产生电磁波,这也是电磁炉的工作模式,但由于电磁炉的工作频率只有20-27kHz,与萤光灯电子变压器的工作频率相若(低于手提电话的3万分之一、微波炉的10万分之一),所产生的电磁场属于近场(near field)在离电磁炉不足一尺处这些低频电磁波就已经完全消散,因而强度也弱得多。所以电磁炉并不会产生足以危害健康的电磁辐射。[2]

效率及环境影响

90%的电能在器皿上转为热能,也即能量转换效率为90%[来源请求],而传电煮食炉为71%,气体炉为30%[来源请求],电磁炉的效率明显较高;理论上燃料费用也应较低。但若用于把水加热的用途时,可能不及快煮壶。

从环保角度出发,整体效率需由能源出处计算至食物所得作准,在不同地区,运送燃料和电力传输的效率也不同,所以效率的高低会因地区而异。例如在美国,电磁炉与天然气比较:
电磁炉效率—燃煤发电的效率为33%,输电损耗为5%,加上电磁炉本身的效率后整体效率 = 33% * (100-5)% * 90% = 28.2%
天然气效率—在美国,天然气的输送损耗为6%,加上气体炉为本身的效率后整体效率= (100-6)% * 30% = 28.2%
基本上,在燃气发电情况下两者相若。

另外,考虑煮食时因为炉具使到室内温度升高,因而需要开动如空调、电风扇等电器,由于电磁炉在室内产生的热量较少,用作降温的空调耗电量会较少。

缺点

  • 只有铁磁性物料制造的器皿才可用于电磁炉,像玻璃陶瓷等物料制成的器皿都不适用。
  • 器皿的型状需是平底,以贴近电磁感应的炉面。
  • 使用心脏起搏器或纤颤器的人不适合使用电磁炉,因为电磁炉的交流磁场有可能影响心脏起搏器或纤颤器的运作而产生危险。
  • 使用电磁炉加热时间会比传统加热时间长。

使用

电磁炉常用于一般家庭煮食上,而电磁炉无火、炉面温度低、无装有易燃气体或燃料等特性,特别适合用于一些边食边煮的进餐方式,例如大中华地区人士喜欢的火锅等。

在中国大陆有电磁炉设计成专供泡茶用的,也有在原本圆底的生铁锅正中做出一平面以配合电磁炉使用。

而煮制中药一般都不宜用金属器皿,以免药材与容器产生化学反应,而电磁炉必须使用铁磁性金属器皿,因而煮制中药不可以使用电磁炉。有些供电磁炉专用的瓦煲在底部加装铁金属,使之可用于电磁炉,但这种瓦煲并不是在所有的电磁炉上都能正常工作。

其他考虑

  • 如属新房,应考虑能源供应(电力、气体燃料)的稳定性及价格。
  • 部份简易式的电磁炉只提供有限的温度选择和温度间隔档位。
  • 部份简易式的电磁炉调节温度选择是单键顺次序单向选择,不如瓦斯炉之转动式扭方便,对实际烹饪时须要变更“火力”时可能造成不便。
  • 中医中药建议煲中药不宜用金属煲具。而改用电磁炉是不可使用传统瓦煲或玻璃煲的。(注:加放一不锈钢板在炉头也可用瓦煲)

参考文献

  1. ^ 诱导加热的好处 互联网档案馆存档,存档日期2007-04-19.(英文)
  2. ^ Induction Cooking: Radiation Hazards?(英文)
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