за счет чего генерируется тепло в индукционных конфорках
Что такое индукционная плита: принцип работы, плюсы и недостатки
Что такое индукционная плита: принцип работы
Индукционная плита — это такой тип кухонной плиты, который нагревает посуду за счет индукционного тока. Конфорки выполняют роль катушки, а не нагревательной спирали, как в обычной электроплите. Их задача — создавать электромагнитное поле, передающее тепло посуде.
Индукционная плита обогревает посуду и не греет свою поверхность. Поэтому у нее самый высокий КПД среди кухонных плит. Он достигает 90%. Для сравнения: КПД газовой плиты — около 60%, а стеклокерамической — 50–60%.
Первые индукционные плиты появились еще в 1950-х годах. На одной из выставок кухонного оборудования компания General Motors представила первую бытовую модель устройства. Для того чтобы продемонстрировать его надежность, представители компании между кастрюлей и плитой разместили газету и закипятили воду. Тогда устройство не было запущено в производство.
Постепенно цены на оборудование снижались, и сегодня индукционные плиты доступны потребителю со средним уровнем достатка.
Индукционная варочная панель требует особого типа посуды с ферромагнитным дном. Плита работает по принципу трансформатора, и посуда, по сути, выполняет роль вторичной обмотки, необходимой для возникновения индукции. Производители на посуде, пригодной для работы с индукционной плитой, ставят знак в виде спирали.
Народные умельцы предлагают простой способ проверить имеющуюся дома посуду на совместимость с индукционной плитой. Необходимо ко дну поднести магнит. Если он прилипает — посуду смело можно ставить на индукционную плиту.
Сегодня на рынке можно встретить огромное количество индукционных плит — от полноразмерных с конфорками и духовым шкафом до портативных или комбинированных.
Производители снабжают индукционные плиты множеством полезных функций. Среди них:
Фото: commons.wikimedia.org: UGC
Индукционная плита: плюсы и недостатки
Как и любое оборудование, индукционная плита имеет свои преимущества и недостатки. Среди преимуществ специалисты называют:
Плита, индукционная поверхность которой нагревает посуду за счет тока, сама не нагревается. Как только с конфорки убрана посуда, перестает работать индукция.
Опасность ожога при готовке исходит не от поверхности, а от посуды. Прикоснувшись к включенной конфорке, человек ощутит лишь приятное тепло. Поэтому плиту выбирают семьи с маленькими детьми.
Кроме того, электромагнитное поле, образуемое во время работы плиты, воздействует на здоровье лишь при длительном нахождении на расстоянии 10 см над поверхностью и сравнимо с воздействием иных бытовых электроприборов.
Поверхность легко очищается, к ней ничего не прилипает, она быстро остывает. Поэтому индукционные плиты популярны среди шеф-поваров, которым приходится много готовить, и домохозяек, которые не хотят много времени тратить на уборку и очистку плиты.
Плита нагревает лишь посуду, не тратя энергии на обогрев остальной поверхности или воздуха, как это происходит при горении газа или нагрева электрической дуги. Поэтому, расходуя меньше энергии, индукционная плита быстрее готовит пищу.
Подсчитано, что на закипание 0,5 л молока плита потратит не более четырех минут и 10 секунд. Для сравнения: газовой понадобиться четыре минуты и 38 секунд, а электрической — более пяти.
Фото: pexels.com: UGC
Наряду с перечисленными достоинствами индукционные плиты имеют и свои минусы. К ним относят:
Несмотря на то что индукционные плиты сегодня доступны не только крупным отелям и ресторанам, они все еще стоят дороже по сравнению с газовыми и электрическими.
Одна из причин — наличие автоматики. Все индукционные плиты снабжены автоматическими системами безопасности, реле времени и различными программами готовки, что сказывается на их цене.
Как упоминалось выше, для возникновения индукции требуются особые материалы. Поэтому стеклянная, керамическая или алюминиевая посуда не подходит для использования.
Более того, дно посуды должно по размерам совпадать с диаметром конфорки. В противном случае автоматика не позволит включить конфорку. Для металлической посуды существуют специальные насадки, позволяющие использовать ее на индукционной поверхности.
Индукционная плита работает достаточно шумно, что может доставить определенный дискомфорт.
Индукционные плиты прочно входят в повседневную жизнь. Они безопасны и удобны в эксплуатации. При этом, как и любой прибор, имеют определенные ограничения в использовании. Поэтому при покупке специалисты рекомендуют тщательно взвесить все плюсы и минусы.
Уникальная подборка новостей от нашего шеф-редактора
Как работает индукционная плита и какими плюсами/минусами обладает
Содержание
Содержание
Выбор плит и варочных панелей так велик, что сложно определиться между электрическими, газовыми или индукционными. Последний тип возник относительно недавно – около 30 лет назад, но многие покупатели до сих пор обходят стороной индукционные плиты из-за того, что просто в них не разобрались. Эта технология не так сложна, как кажется. Она обладает многими свойствами, которыми не могут похвастаться «собратья» индукционных конфорок. В этой статье мы разберемся, в чем принцип работы поверхностей и в какие мифы, связанные с индукцией, пора перестать верить.
Как происходит нагрев в индукционных поверхностях?
Принцип нагрева в индукционных панелях и принцип нагрева у газовых или электрических плит – совершенно разный. Обычно нагрев происходит от источника тепла (например, газовой горелки или электронагревателя), далее тепло нагревает посуду и ее содержимое.
В индукционных же плитах и варочных панелях нет источника тепла как такового. Стеклокерамика скрывает под собой катушки индуктивности, которые почти не нагреваются от прохождения по ним электрического тока. Весь секрет состоит в возникновении электромагнитного поля, которое создает вихревые токи внутри железной посуды. Как раз таки эти токи разогревают посуду, а от нее тепло передается пище, находящейся внутри.
У индукционной панели множество преимуществ, и самый главный из них – существенная экономия энергии. Если во время работы плиты коснуться ее, то вы не обожжетесь, так как нагрева не происходит, пока на конфорке не стоит кастрюля или сковородка. Плита так же выключится, если во время готовки убрать посуду с поверхности.
Главные мифы
Миф №1 – Любой оставленный на плите предмет разогреется
У индукционных поверхностей есть минимальные требования к диаметру посуды. У каких-то плит минимальный диаметр нагрева составляет 8 сантиметров, у каких-то 12. Если на индукционную плиту положить небольшой металлический предмет, то он не нагреется, так как площадь соприкосновения будет слишком мала. Также индукционная плита не нагреет неподходящий предмет. Например, оставив случайно деревянную ложку или тканевую тряпку на поверхности можно не волноваться – так как индукционная панель не распознает эти предметы для нагрева. А вот если вы любите побаловать себя утренним кофе из турки, то придется купить специальный переходник или предназначенную для индукции турку, ведь из-за малого диаметра последней плита может не включиться.
Миф №2 – После покупки индукционной панели/плиты придется менять посуду
Многие думают, что раз индукционная плита обладает необычными свойствами, то придется менять всю посуду в доме, так как она больше не подходит для использования. Но это всего лишь миф, и вам не нужно будет прощаться со всеми эмалированными сковородами и кастрюлями, которые есть дома.
Чтобы проверить, какая кухонная утварь наверняка подойдет для использования на индукционных плитах, необходимо приложить магнит ко дну сковороды или кастрюли. Если магнит и посуда «пристанут» друг к другу, то можно смело использовать ее для приготовления пищи на индукционных поверхностях.
Миф №3 – индукционные поверхности нельзя устанавливать рядом с другой бытовой техникой
Миф 4 – Индукция всегда дорого стоит
Индукционные плиты или варочные панели будут стоить ненамного дороже той же стеклокерамики. Но даже большая разница окупится, если вспомнить, что индукция тратит гораздо меньше электроэнергии, чем обычные плиты. Сегодня на рынке можно найти варианты от 4 000- 7 000 рублей, что уложится в бюджет многих покупателей.
Какие минусы могут быть у индукции?
Какие есть альтернативы?
Если вы все-таки сомневаетесь в правильности полного перехода на индукцию, то для таких случаев производители создали комбинированные плиты и варочные панели. Такие модели обычно содержат две конфорки с индукционными катушками и две электрические или газовые.
Комбинированные плиты позволяют экономить электроэнергию, готовя на конфорках с индукцией, и использовать достаточно тепла от электрических конфорок для других процессов. Приобретая гибрид не нужно отказываться от посуды, которая не поддерживается индукционными плитами. Из недостатков гибрида можно отметить только более высокую стоимость по сравнению с представителями отдельных категорий.
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!
Стоит ли покупать индукционную плиту, преимущества и недостатки
Индукционная плита — одна из разновидностей кухонных печей, принцип работы которой заключается в нагреве посуды индуцированными вихревыми токами. Последние создаются, благодаря действию электромагнитного поля частотой от 20 до 100 кГц.
Индукционная плита состоит из кожуха, управляющей платы, датчика температуры, силовой части, схемы ее управления, а также импульсного регулятора.
Печи индукционного типа различаются по конструктивным особенностям, габаритам, типу встраивания в мебель, а также по набору нагревательных элементов.
В чем преимущества?
Индукционная плита имеет ряд достоинств, которые выгодно отличают ее от конкурентов.
Из недостатков стоит выделить большую мощностью, что создает дополнительную нагрузку на проводку, наличие электромагнитного излучения и возможность применения только специальной посуды.
Кроме того, если одновременно включить все конфорки, они не будут выдавать полную мощность.
Какие типы индукционных плит бывают?
В продаже существуют следующие виды индукционных плит:
В чем отличия от других плит?
Индукционные плиты выгодно отличаются от иных типов печек (газовых и электрических).
Стоит выделить ряд моментов:
Принцип работы индукционной плиты
Перед использованием индукционной печки желательно разобраться в принципе ее работы. Он построен на электромагнитной индукции — механизме протекания электрического тока при изменении магнитного потока.
Индукционная плита по принципу работы похожа на трансформатор. Под стеклокерамической поверхностью устройства находится катушка индукционного типа, под которой протекает ток частотой от 20 до 100 кГц.
Роль первичной обмотки играет индукционная катушка, а вторичной — посуда, установленная на конфорку.
Как только изделие становится на рабочую поверхность, появляются индукционные токи, нагревающие сковородки, кастрюли и прочие изделия для приготовления пищи.
Что касается стеклокерамической поверхности плиты, она также прогревается, но от посуды, а не от рабочей зоны.
Применительно к принципу действия стоит выделить еще ряд моментов:
1. Регулирование мощности
Как отмечалось выше, посуда нагревается с помощью действующих на нее вихревых токов высокой частоты. При этом мощность конфорки можно регулировать двумя методами — импульсно или непрерывно.
В первом случае печка будет периодически включаться и отключаться. В зависимости от установленной мощности меняется и частота работы.
При максимальном параметре мощности частота достигает 50-100 кГц, а в случае ее снижения — 20 кГц.
2. Область нагрева
Принцип работы индукционной плиты построен таким образом, что поверхность возле зоны нагрева остается холодной, а это снижает риск получения ожога.
Что касается применяемых нагревательных элементов, они бывают нескольких типов:
3. Особенности приготовления на печи индукционного типа, какая посуда подходит
Как отмечалось ранее, для такой плиты стоит обзавестись специальной посудой с магнитным днищем.
Печь автоматически распознает подходящую конструкцию и сразу активируется после поворота рукояти конфорки.
Разрешается применять посуду:
Если дно посуды сделано из стали, но на ней присутствует слой эмали, применение такого изделия допускается. Это связано с тем, что магнитное поле не «пробивает» эмалированный слой.
Вред для здоровья
Сегодня ведется множество дискуссий в отношении вреда индукционных плит, ведь принцип их работы построен на электромагнитных полях, о негативном действии которых хорошо известно. По этому поводу было проведено множество экспериментов.
Ученые доказали, что на расстоянии одного сантиметра от источника электромагнитное излучение всегда выше допустимой нормы ICNIRP.
В случае смещения кастрюли относительно центра рабочей поверхности или в ситуации, если ее диаметр меньше диаметра конфорки, указанный показатель будет больше нормы на расстоянии до 12 см.
Этот параметр характерен для случаев, когда используется специальная посуда для приготовления пищи. Если на рабочей поверхности находится эмалированный предмет, опасная зона больше — до 20 см.
Чем это опасно для здоровья?
Электромагнитное поле, которое возникает возле тела человека, может привести к появлению наведенных токов в организме и негативному воздействию на ЦНС. Для защиты здоровья специалисты ICNIRP установили требования в отношении верхних пределов токов.
Чтобы убедиться, соответствуют ли индукционные плиты таким нормам, было проведено исследование с участием группы добровольцев различного возраста и пола.
Люди располагались в непосредственной близости от варочной поверхности (на расстоянии пяти сантиметров). Ученые в этот момент изучали токи, которые протекали в теле и ЦНС организма.
Было доказано, что показатели тока в случае применения встроенных моделей минимальны.
Что касается портативных моделей, в них показатели тока выше, но они также не превысили установленную норму.
Стоит отметить, что установленная ICNIRP граница в 50 раз меньше минимального порога, при котором происходит стимулирование ЦНС человека.
Каков итог исследования?
Специалисты опубликовали результаты эксперименты, но признали, что информации о вреде электромагнитных полей пока недостаточно. Важно понимать, что характер подобных излучений может меняться в зависимости от природы его появления.
Существует еще одно исследование, результаты которого можно найти на сайте ВОЗ.
В эксперименте принимали участие люди и животные, но доказать негативное влияние электромагнитного излучения на ЦНС или сердечно-сосудистую систему не удалось.
Рекомендации по применению
Пользователи, которые отдали предпочтение индукционной плите, должны брать во внимание следующие моменты:
Неисправности индукционных плит
Электромагнитный принцип работы индукционной плиты подразумевает высокую надежность и долговечность устройства.
Несмотря на это, в процессе эксплуатации возможны некоторые поломки:
Что предлагает рынок, основные производители
Ниже приведем краткий обзор наиболее популярных сегодня производителей и некоторых изделий.
Skvara
Этот разработчик выпускает на рынок профессиональные индукционные плиты, которые могут применяться в кафе и ресторанах.
К их преимуществам стоит отнести большую экономичность, максимально быстрый прогрев посуды, наличие таймера и регулятора температуры, а также легкость обслуживания.
Вот некоторые модели производителя:
Electrolux
К наиболее востребованным моделям индукционных печей от Electrolux стоит отнести:
Gorenje
У этого производителя стоит выделить следующие модели:
Hansa
Этот производитель предлагает широкий выбор кухонных плит, среди которых имеются изделия индукционного типа. Один из вариантов — печь Hansa FCIW58277 с индикатором тепла.
Поверхность выполнена из стеклокерамики. Количество варочных панелей — 4. Предусмотрена электрическая духовка на 65 литров. Ширина изделия составляет 0,5 м. К дополнительным функциям можно отнести конвекцию.
Saturn
Продукция бренда отличается доступной ценой при сравнительно высоком качестве. Из индукционных плит производителя стоит выделить Saturn ST-EC0187.
Здесь предусмотрена только одна индукционная конфорка. Поверхность выполнена из стеклокерамики. Дополнительных функций не предусмотрено.
Bosch
Немецкая компания хорошо известна на рынке высоким качеством выпускаемой продукции. Не исключением стали и плиты на индукционном принципе.
Hotpoint-Ariston
Не меньшего внимания заслуживает еще один бренд — Hotpoint-Ariston. Рассмотрим некоторые модели производителя:
Whirlpool
Опытные домохозяйки отдают предпочтение продукции компании Whirlpool. Основные модели индукционных печей:
Zanussi
Итальянский бренд прославился на весь мир высоким качеством своей продукции.
Весьма востребованы и индукционные плиты этого производителя. Рассмотрим следующие модели:
Siemens
Немецкий производитель не менее известен высоким качеством предоставляемых на рынок индукционных плит. Одна из моделей — EH645BA68E.
Это печь, оборудованная стеклокерамической поверхностью. В ней предусмотрено четыре конфорки, предусмотрено сенсорное управление. Корпус выполнен в черном цвете. Габариты (Ш*Г) — 60,2*52,2 см.
Samsung
Продукция компании Samsung по праву пользуется повышенным спросом, благодаря доступной цене продукции и высокому качеству.
Индукционные плиты бренда лишнее тому подтверждение. Рассмотрим следующие модели:
Indesit
Если рассматривать производителя Indesit, стоит отметить модель VIX 644 CE.
Особенности — черный цвет, четыре нагревательных элемента. Принцип работы печки — индукционный. Габариты — 59*51 см.
Итоги – плюсы и минусы индукционных плит
Индукционная плита — надежный помощник на кухне, который выгодно отличается от классических газовых или электрических печей.
Основные преимущества изделия очевидны — максимальное КПД, экономия электрической энергии и минимальный риск получения ожога.
Нельзя не отметить и современный внешний вид изделия. Такая плита украсит любую кухню, а ухаживать за ней не составляет труда.
Кроме того, после снятия сковородки или кастрюли с нагревательного элемента печь автоматически отключается, что исключает расходование энергии вхолостую.
Пища, которая приготовлена на такой плите, отличается безопасностью и максимальной пользой для здоровья.
К дополнительным удобствам стоит отнести возможность регулирования температуры и наличие нескольких программ приготовления.
Из недостатков стоит выделить необходимость применения специальной посуды (из стекла или алюминия на основе ферромагнитных материалов), а также высокую цену, если сравнивать с основными конкурентами.
Вот почему среднестатистический покупатель не может позволить себе подобные затраты.