на какой частоте работает индукционная плита
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
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:
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!
Вся правда об индукционных плитах
Какую плиту выбрать для кухни – самый актуальный вопрос на сегодняшний день, если вы решили сделать ремонт и конечно же заменить самый главный элемент на более современный.
В данной статье детально ознакомлю вас с таким чудо агрегатом как индукционная плита. Она безопаснее, чем плита из стеклокерамики или обычная газовая с чугунными блинами.
Индукция имеет достаточное количество преимуществ, но и несколько нюансов, на которые стоит обратить особое внимание при выборе. Прочитав эту статью, вы обязательно сделаете правильное решение.
Как работает индукционная плита
Настольная индукционная плита хоть и стоит дороже газовой или электрической, но имеет ряд преимуществ перед ними.
Для нагрева посуды используется энергия магнитного поля. Это означает, что нагревается не варочная поверхность, а дно посуды. Сама конфорка при этом остается холодной по краям.
Если вы хотите купить настольную индукционную плиту, то вам придется также приобрести специальную посуду.
Дно обязательно должно быть изготовлено из ферромагнитных материалов (чугуна или нержавейки). Другие материалы не будут нагреваться. Без установленной на варочную поверхность специальной посуды устройство не включится. Кастрюля или сковородка должны занимать как минимум 70% поверхности конфорки.
Стоит обратить внимание на режим работы Booster. Он позволяет перекинуть мощность с одной конфорки на другую. Это удобно, если нужно быстро что-то приготовить или разогреть на неактивной конфорке.
Индукционные плиты — верх технического прогресса на сегодняшний день. Здесь используется принцип трасформатора: одна обмотка находится под стеклом, а второй обмоткой является кастрюля.
Тепло выделяется непосредственно в кастрюле. Если кастрюлю убрать с индукционной конфорки, нагрев прекратится. Это и делает индукционные плиты более экономичными — нет промежуточных потерь тепла. Индукционные плиты также более безопасны в использовании, так как они меньше нагреваются.
Индукционные плиты (поверхности) бывают:
Регулируется мощность двумя способами:
На максимальной мощности плита работает на частоте 50-100 кГц, при снижении мощности — частота понижается. При частоте 20 кГц конфорка работает в режиме прерывистого нагрева.
Оснащаются плиты разными видами нагревательного элемента:
Достоинства и недостатки индукционной плиты
К основным преимуществам оборудования этого типа можно отнести:
КПД такого устройства достигает 90%, в то время как у традиционной газовой плиты он не превышает 60%, у стеклокерамической – 50%, а у электрической – 30%.
Очень высокий КПД: около 90% всего выделяемого тепла греет непосредственно пищу.
Такая концентрация позволяет экономить время: сковородка накаляется быстрее, чем на электрической плите, следовательно блюдо готовится быстрее. Если плита работает более короткий промежуток времени, значит и энергии затрачивается меньше.
Сокращение временных затрат на приготовление блюд.
Достигается благодаря тому, что процесс готовки начинается непосредственно после установки кастрюли или сковороды на плиту.
Если вы случайно положите вилку на активную конфорку, она останется холодной. Поэтому даже включенная плита не навредит детям и домашним животным.
Индукционная плита расходует намного меньше электричества, чем стандартная электрическая плита.
Одно из основных достоинств индукционной плиты – это ее экономичность.
По своей технологии приготовления пищи индукционные плиты экономят не только время, но и электроэнергию. Плита потребляет энергии в несколько раз меньше, чем любая другая.
Происходит это за счет того, что нагрев по конфигурации кастрюли позволяет подобрать оптимальный режим, обеспечивающий минимальное потребление электроэнергии. То есть плита автоматически подстраивается под диаметр дна кастрюли и нагревает только необходимую площадь покрытия. Плита не начнет работать без посуды на ней.
Безопасность и простота в уходе.
В процессе приготовления пищи устройство нагревает только дно посуды, но не конфорку, поэтому если в ходе готовки на панель попадает пища, то она не подгорает и ликвидируется салфеткой или мягкой губкой без особых усилий.
Сохранение комфортного микроклимата.
Индукционная плита не выделает лишнего тепла, поэтому в помещении не происходит повышение температуры воздуха.
Автоматическое отключение неиспользуемого устройства.
Если снять кастрюлю с плиты, то оборудование отключается. Это обеспечивает максимальную безопасность его использования.
Это особенно важно для тех предприятий общественного питания, в которых приготовление блюд выполняется на глазах у клиентов.
Не исключено, что вас не устроит специфический звук, сопровождающий работу индукционной плиты. В некоторых случаях пользователи не выдерживают этого гудения и шума, им это мешает.
Индукционная плита – мифы и реальность
Эксперты решили развеять сомнения о покупке индукции (индукционных варочных панелей). Эта технология уже завоевала Европу, но по-прежнему остается малопопулярной в России.
Индукция безопасна или нет для здоровья.
Многие покупатели уверены в том, что индукционные плиты являются вредными для здоровья, ведь они вырабатывают магнитное поле, которое неблагоприятно воздействует на человеческий организм.
Действительно, определенное электромагнитное поле кухонная техника вырабатывает, однако оно настолько мизерное, что даже уступает мобильному телефону.
Если провести аналогию с микроволновой печью, то можно сказать, что и здесь индукционная варочная панель показывает себя с лучшей стороны, ведь степень излучения у нее гораздо ниже.
Если заглянуть внутрь кухонной техники, то можно увидеть, что в каждой конфорке имеется индукционная катушка, которая под действием электричества создает магнитное поле.
Возникшие переменные токи, проникая сквозь варочную панель, передаются посуде. Именно поэтому дно кухонных принадлежностей, которые ставятся на печь, желательно должны быть из специальных сплавов – это способствует процессу перемагничивания для дальнейшего получения тепла.
Чтобы снизить и эти показатели, следует придерживаться простых правил:
Если придерживаться этих правил, то можно максимально снизить электромагнитное воздействие.
Чтобы подтвердить безопасность плиты, был проведен эксперимент, сравнивающий уровень напряжения магнитного поля индукции и обычного фена для волос.
По результатам тестирования у фена данный показатель составил 2000 мкТл, а у варочной поверхности — всего 22 мкТл (в 91 раз меньше!). Такое магнитное поле не может повредить здоровью человека.
Необходимо ли при покупке такой плиты менять всю посуду.
Не любая посуда будет нагреваться от магнитного поля. Дно подходящих сковородок, кастрюль и прочих емкостей должно обладать ферромагнитными свойствами.
Однако на практике это исключает всего три популярных материала: стекло, керамика (именно основа, а не покрытие) и алюминий. При этом в алюминиевых сковородках часто делают слой стали или меди, которого достаточно для совместимости.
Узнать, подходит ли посуда, можно с помощью магнита: поднесите его ко дну. Притягивается — проблем не будет.
Посуду для индукционных плит можно купить в любом магазине, максимум вам придется отказаться от пары старых кастрюлек в пользу новых. Или, как вариант, купить специальные съемные насадки для дна, которые обеспечат совместимость.
Виды посуды, которые точно подойдут для такой плиты:
Всем известно то, что этот вид посуды особенно долговечен и экологически чист, поэтому его с удовольствием используют во многих кухнях в разных странах мира.
Кроме того, чугунные предметы выглядят очень эстетично, и в кухне с современной индукционной поверхностью будут выглядеть весьма привлекательно.
Помнить следует о том, что подобная посуда обладает ощутимым весом, поэтому пользоваться ею нужно аккуратно, не роняя на хрупкую плиту.
Пища в ней может подгореть – это факт, и никель в составе иногда способен вызывать аллергическую реакцию. Но в остальном такая посуда неплохо подходит, ведь продукты, приготовленные в ней, не утратят полезных свойств, ржавчина не будет поражать бока кастрюль, и выглядят они достаточно эффектно.
Может с успехом использоваться для приготовления пищи на индукционной плите, поскольку производится из сплавов металлов или чугуна, покрытого несколькими слоями эмали. Но, к сожалению, если они начнут откалываться, посуда придет в непригодность.
Как нагревается индукция по сравнению с обычной стеклокерамической плитой.
Чем отличается индукционная плита от других электрических аналогов, и почему лучше купить именно ее?
Улучшенный принцип работы — вот, в первую очередь, чем лучше техника с использованием магнитной индукции по сравнению с обычной, электрической.
Так, плита не нагревает ничего кроме нужной посуды из стали, чугуна и нержавейки. Это значит, что панель управления, покрытие устройства и воздух на кухне остаются холодными и не несут никакой пожарной опасности.
КПД индукционной плиты выше, чем у электрической — весомый фактор того, чем эти приборы отличаются.
Если стоит вопрос о том, что же лучше индукционная или электроплита, то необходимо упомянуть о накалении электрической поверхности до высоких температур. Это — первый нюанс, которым отличаются плиты.
Электроповерхность значительно увеличивает расходы энергии, грозит риском ожога (у вас еще остались вопросы, какая техника что лучше — электрическая или индукционная?).
Но и это еще не все.
Конфорка электрической плиты всегда нагрета и не обладает функцией автоматического управления, что делает приготовление пищи не таким удобным — в этом также заключается разница.
Также у таких моделей нет точной регулировки температуру и следить за их чистотой проблематичнее. Поэтому для безопасности на предприятиях и в домашних условиях лучше установить технику индукционного типа.
Как нагревается любой металлический предмет, попавший на работающую индукцию.
У некоторых индукционных поверхностей есть минимальные требования к диаметру посуды — 8 см. Если диаметр будет ниже, или общая площадь нагрева будет меньше, то варочная поверхность не включится.
Также стоит отметить, что если посуда не подходит для использования, то и нагреваться она не будет. А некоторые индукционные варочные поверхности обладают датчиком: без посуды они не включаются — как, впрочем, и у детей, если они решат понажимать на кнопочки новой «машины».
Можно ли устанавливать индукцию над духовками, посудомоечными и стиральными машинами и другими устройствами с металлическими поверхностями.
Электромагнитные катушки расположены параллельно по отношению к столешнице. И теоретически магнитное поле должно действовать, как на предметы, находящиеся над варочной поверхностью, так и под ней.
Но есть производители варочных поверхностей, которые позаботились об этом. При их создании разработчики использовали специальный изолирующий магнитный «теплоотвод». Таким образом, технике, стоящей вблизи индукции, ничто не грозит.
Советы по выбору оптимальной плиты
Если вы решили опробовать преимущества инновационного подхода к кулинарии, то в этом помогут рекомендации, как выбрать помощника.
На что обратить внимание и как не ошибиться во время покупки индукционной плиты на кухню:
От компании изготовителя во многом зависит качество и надежность продукции. Цена на их товары значительно выше, поэтому для экономии можно выбрать плиты менее известных брендов.
Этот показатель сугубо индивидуальный, кому-то достаточно одной варочной поверхности, а для кулинаров и 4-х будет мало.
Существуют индукционные плиты комбинированного типа, которые совмещают несколько типов нагрева для одновременного использования.
Для семьи, состоящей из одного-двух человек, достаточно варочной поверхности с двумя зонами нагрева. Чем многочисленнее семья, тем больше конфорок должно быть на индукционной панели. Некоторые модели оснащены увеличенной зоной нагрева, позволяющей разместить в ней несколько кастрюль.
Особенность плит на базе электромагнитной индукции в том, что она помогает точно выставить температуру и сохранять ее до конца приготовления пищи.
Чем больше режимов имеет техника, тем интереснее получается готовить блюда, например, можно достигать разной степени прожарки и карамелизации. Оптимальный вариант для семьи будет плита на 16 режимов, более мощные параметры оставляют для профессиональной кухни.
Сенсорный дисплей и наличие режима турбо нагрева делают создание кулинарных шедевров более эффективным и комфортным занятием.
Также продаются модели с таймером, автозапуском через время и сохранением настроек для определенных рецептов. За каждую дополнительную фишку у техники придется доплачивать, поэтому нужно заранее продумать требования к плите и бюджет.
Современные индукционные плиты выполнены из капризной стеклокерамики (и в этом заключается один из их недостатков), но некоторые модели сделаны из более дорогого закаленного стекла, которое выглядит очень стильно и эксклюзивно, отличаясь максимальной практичностью в использовании.
Дизайн плиты выдержан в стиле хай-тек, а варочная поверхность черного, серого или белого цвета, нередко украшенная причудливыми рисунками или орнаментом, вписывается в любой интерьер, придавая ему тепло и уют. Зоны нагрева обозначаются кругами, овалами или многоугольниками разного размера.
При выборе оптимальной модели индукционной варочной поверхности нередко встречается такой аксессуар, как адаптер для плиты. Этот прибор будет крайне полезен при использовании любого типа посуды из различных материалов, которые изначально не предусмотрены для данного вида плит.
Преимущество аксессуара в том, что такое решение для индукционной варочной панели позволит сэкономить на покупке комплекта специальной посуды или даст возможность использовать для готовки привычную керамическую или стеклянную кухонную утварь.
Коэффициент полезного действия при этом составит те же 90%, также не происходит никаких теплопотерь, а, следовательно, перерасхода электроэнергии.
Для многих пользователей приобретение адаптера станет отличной альтернативой смене кухонной утвари.
Отдельно стоящие индукционные печи, где есть и варочная поверхность, и духовой шкаф, на нашем рынке пока редкость.
И если ассортимент встраиваемых плит просто дух захватывает своим многообразием, приобрести мультифункциональное оборудование, которое будет отвечать всем требованиям хозяев, уже сложнее.
Тем не менее варианты есть, а значит, нужно ориентироваться в особенностях представленных печей с духовыми шкафами.
Для заведений, специализирующихся на этнической кухне, в модельном ряду индукционных плит есть специальное оборудование для сегмента восточной кухни – индукционные плиты wok. Особенность приготовления восточных блюд состоит в высокой температуре, технологии готовки и специальной посуде (сковороды wok со сферическим дном).
Специалисты отмечают, что более востребованы на рынке как раз индукционные плиты wok, способные воспроизводить эффект приготовления пищи на «живом» огне. Они незаменимы в демократичных заведениях, выбравших направление восточной кухни.
Функциональные возможности индукционной плиты
Выделим основные функциональные возможности инерционной плиты:
Здравствуйте, дорогие читатели! Меня зовут Виталий Иванович, и я занимаюсь строительством печей, каминов и установкой отопительного оборудования.
Вот уже более 40 лет, начиная в далеком 1977 году помощником печника я изучаю это дело и совершенствую свои навыки. С выходом на пенсию стало больше свободного времени и я решил поделиться своим опытом с вами. Читайте на здоровье и задавайте вопросы в комментариях!