Электромагнитная плитка для кухни

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

• индуктора;
• выпрямителя;
• инвертора;
• вентилятора;
• платы управления.

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:

• циклическим включением индуктора на полную мощность. Частота включений зависит от необходимой температуры нагрева пищи при приготовлении. Ее получают с термодатчиков, установленных под наружной поверхностью печи. При этом частота магнитного поля конфорки остается неизменной;
• изменением частоты магнитного поля. Чем выше частота, тем большее количество вихревых токов индуцируется в посуде. Следовательно, можно получить большую температуру нагрева ее поверхности. Как правило, регулирование мощности конфорки укладывается в тот же диапазон частот: 20 кГц – 120 кГц.

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!

Источник

Что из себя представляют индукционные плиты — плюсы и минусы, технические характеристики и отзывы владельцев

Первая индукционная плита появилась в 80-х годах 20 века. Производителем являлась компания AEG.

Сначала устройства не пользовались популярностью из-за высокой стоимости и настороженности со стороны хозяек ко всем новшествам, связанных с приготовлением еды.

Сейчас ситуация изменилась: все больше людей выбирает индукционные варочные панели, благодаря их безопасности, удобству, скорости нагрева и автоматическому управлению.

Что такое индукционная плита?

Индукционная плита — самое инновационное оборудование для приготовления пищи. Новшество заключается в том, что нагревается только посуда, сама варочная поверхность остается холодной — это происходит за счет электромагнитного поля.

Бесспорно, индукционная плита — лучший вариант для хозяек с маленькими детьми, ведь риск получить ожоги минимизирован. Устройство гораздо безопаснее плит со стеклокерамикой или со стандартными чугунными блинами.

Принцип работы

Индукционная плита работает по принципу электромагнитной индукции физика Майкла Фарадея — электрический ток возникает в замкнутом контуре после изменения магнитного потока, который проходит через этот контур. Можно сказать, что индукционная варочная поверхность — это трансформатор.

Под стеклокерамической панелью находится индукционная катушка, под которой течет электрический ток.

Катушка — первичная обмотка, посуда для приготовления — вторичная, в ее дно посылаются токи индукции. Таким образом, нагреваются сковороды и кастрюли, а также еда в них. Стеклокерамическая поверхность становится горячее лишь только от посуды.

Виды индукционных плит

Существует несколько видов индукционных плит:

• Настольные. Такие переносные варочные панели имеют одну или две конфорки. Хороший вариант для маленьких кухонь, где требуется сэкономить площадь; а также на даче. Главные преимущества: мобильность, многофункциональность, наличие таймера, удержание постоянной температуры, режим ускоренной работы. Поверхность плит — стеклокерамическая или закаленное стекло, такие покрытия не разрушаются от сильного нагрева или ударов. Настольная индукционная плита экономичнее других, так как потребляет гораздо меньше тока. Кроме этого, ее дизайн не может не радовать глаз, так как соответствует современным тенденциям и расцветкам.
• Встраиваемые. Такие устройства ценят повара профессиональной кухни и практичные хозяйки. Плита высоко производительна, так как имеет 4 конфорки и духовой шкаф. Устройство обладает множеством вариантов температур, таймером, опций приговления еды. Встраиваемые плиты хорошо подходят для частных домов, или же в квартирах с большой площадью.
• Комбинированные. Весь секрет в том, что две конфорки работают в индукционном режиме, а две другие — на электричестве.

Как устроена плита?

Процесс индукции происходит за счет:

• пеобразователя частоты;
• соединительных проводов;
• платы управления;
• индукционной катушки;
• слоя изоляции;
• стеклокерамической поверхности;
• посуды из ферромагнитного материала.

Кроме этого, устройство индукционной плиты включает в себя датчик температуры, систему охлаждения электрокомпонентов и корпус.

Плюсы и минусы

Рассмотрим основные преимущества индукционных плит перед газовыми и электрическими:

• Мгновенный нагрев. Благодаря электромагнитному полю, в индукционной технологии нагревается только сковороды, кастрюли и другая посуда. Плиту можно не бояться трогать руками, а если суп сбежит — он не прикипит к варочной панели так, что невозможно будет оттереть губкой. Не стоит трогать конфорку, на которой готовится пища, и уж тем более горячую посуду.
• Эффективность работы. Индукционные плиты имеют высокий КПД, ведь еду греет целых 90% всего выделяемого тепла. Это сильно повышает эффективность работы и уменьшает время приготовления: посуда нагревается очень быстро, соответственно, пища тоже готовится быстрее. По времени приготовления, газовая и электрическая плиты значительно уступают индукционной.
• Экономный расход электроэнергии. Исходя из того, что индукционная плита работает быстрее электрической, можно понять, что она затрачивает меньше электроэнергии. Ток расходуется не для нагрева спирали, а только для создания магнитного поля в индукционной катушке.
• Автоматика. Важное преимущество индукционных плит состоит в том, что система срабатывает автоматически: конфорки нагреваются тогда, когда на них ставят кастрюли или сковородки. Стоит отметить, что варочная панель не нагревает предметы с диаметром, ниже определенного параметра. Это значит, что если случайно оставить на конфорке ложку, плита не включится. Индукционные плиты имеют множество программ готовки и автоматическую настройку нужной температуры. Если необходим сильный нагрев (например, для закипания воды), стоит выбрать модель с опцией Power Booster. Она поможет основной конфорке притянуть мощность всех других.
• Сенсорное управление. Сенсорные переключатели — это более технологичное и сложное решение для устройства, выглядят они дорого и стильно. Их преимущество состоит в том, что они не занимают много места, а для управления достаточно прикоснуться пальцем к нужной конфорке. С помощью сенсорной панели можно интуитивно догадаться о том, как регулировать температуру или режим приготовления пищи. Сенсорные переключатели легко мыть — так как они находятся под поверхностью из стеклокерамики, их достаточно протереть влажной салфеткой. Обычно варочные поверхности с сенсорным управлением оснащены опцией таймера, индикаторами остаточного тепла, блокировкой случайного включения и другими полезными функциями.
• Встраивание в гарнитур. Несомненные плюс для любого бытового оборудования — возможность встроить в гарнитур, ведь экономия места и аккуратный интерьер еще никому не повредил. Встраивание индукционной панели в мебель очень актуальна для небольших кухонных помещений. Под варочную панель можно установить ящик для хранения посуды.
• Простой уход. Плита имеет красивый внешний вид, и его легко поддерживать в чистоте. Если на варочную поверхность упадет пища, она не подгорит, ее будет достаточно убрать мягкой тряпкой. Для индукционный плиты не нужно приобретать специальные агрессивные средства для уборки — панель можно протирать каждый раз после готовки и плита будет выглядеть как новая.
• Безопасность. Благодаря тому, что плита включается только, если расположить посуду на конфорки, она является безопасной как для детей, так и для животных. Кроме этого, варочная поверхность остается холодной во время приготовления пищи, а это значит, что риск получить ожог остается минимальным. Стоит отметить отсутствие риска надышаться вредными веществами газа, а так же его утечки. Индукционная плита не позволит устроить пожар, даже если забыть снять с нее сковородку.

Рассмотрим основные недостатки индукционной плиты:

• Стоимость. Не секрет, что стоимость индукционных плит выше газовых или электрических. Обычные среднестатистические покупатели не смогут позволить себе такое устройство. Однако стоит отметить, что на фоне увеличения цен в кризисный период, разница в стоимости электрических и индукционных плит, стала минимальной. Цена зависит от встроенного функционала, от которых можно отказаться в пользу новой технологии.
• Воздействие электромагнитного излучения. Большой процент отказа людей от инновации в сфере приготовления еды основан на мнении, что электромагнитное поле плохо влияет на здоровье человека. Бесспорно, при работе оборудования, создается вихревое магнитное поле. Но вред от него абсолютно такой же, как и при использовании мобильного телефона. Производители и сами утверждают, что пациентам, которые носят кардиостимуляторы, лучше держаться за полметра от индукционной плиты, или вовсе ее не использовать.
• Повышенный шум. К сожалению, индукционная плита не работает беззвучно — при готовке можно будет услышать гудение, которое появляется из-за взаимодействия индукционных катушек с посудой. Некоторых кулинаров это может раздражать, однако стоит не забыть, что любое приготовление еды дает определенные шум. С каждым годом производители бытовой техники выпускают плиты с более меньшим уровнем шума. Также в продаже есть специальная посуда с идеально ровным дном, позволяющая минимизировать гудение. Конечно, стоит она недешево, но избавляет от жужжания, а также улучшает теплопроводность.
• Повышенные требования к посуде. Приобретая индукционную плиту, важно учесть, что не любая посуда для нее подойдет. Чтобы нагрев от магнитного поля произошел, скороды и кастрюли должны обладать ферромагнитными свойствами. Как правило, ими точно не обладают керамика, стекло и алюминий. Если в алюминиевой скороводе есть смесь с медью или сталью, она может использовать на индукционной плите. Еще один вариант — купить съемные насадки для дна посуды, такие можно приобрести в любом магазине, где продаются плиты. Чтобы узнать совместимость посуды с магнитным полем, достаточно поднести к ней магнит. Если он притягивается — можно смело покупать.
• Автоматическое отключение. Довольно много моделей имеют функцию отключения конфорки через три часа. Покупая плиту с индукционной технологии, важно учитывать этот момент, если планируется длительная варка на медленном огне варенья, бульона, или, например, холодца.
• Невозможность установки над бытовой техникой. Производители варочных панелей не рекомендуют устанавливать плиту над другой встроенной техникой из металла. Таким образом, оборудование невозможно установить даже над духовым шкафом, посудомойкой, или микроволновкой.

Сравнение индукционной и электрической плит

Характеристики	Индукционная плита	Электрическая плита
Подходящая посуда	Специальная посуда с ферромагнитными свойствами	Посуда с идеально ровным дном
Скорость нагрева	Практически моментально	От 7 до 20 минут
КПД	Около 90%	Около 60%
Экономичность	Потребляет меньше электричества, обходится дешевле	Потребляет много электричества
Безопасность	Варочная панель безопасна для детей и животных	Представляет опасность пожаров, ожогов
Шум	Довольно тихие звуки, гудение	Бесшумная
Уход	Жидкости и пища легко удаляются влажной тряпкой	Загрязнения трудноудаляемы
Управление	Автоматическое влючение, сенсорное регулирование	Механическое или сенсорное включение и регулирование

Исходя из вышеперечисленной таблицы, можно сделать вывод, что современная индукционная плита — это выбор в сторону удобства, безопасности и функциональности.

Конечно, варочная электрическая панель также пригодна к использованию, но она не сэкономит время и терпение хозяек так, как это сделает индукционная плита.

Популярные бренды-производители

Индукционные варочные поверхности чаще всего представлены в четырехконфорочных вариантах.

Всю вышеперечисленную технику можно найти у разных компаний:

• На рынке бытовой техники, самыми популярными производителями индукционных плит является немецкая компания Bosch. Фирма имеет самое большое количество положительных отзывов и благодарностей.
• Electrolux — второй по популярности бренд. Стоимость индукционного оборудования фирмы практически не отличается от цен лидера продаж.
• Положительные отзывы заслужили и индукционные плиты фирмы Hansa. Это самые доступные варочные панели, ценой от 13 тысяч рублей.
• Кроме вышеперечисленных, в России можно приобрести индукционные плиты компаний AEG, Whirpool, Neff, Gorenje, Siemens, Samsung и др.

Источник