话说电磁炉

鲁军

第一台家用电磁炉于1957年诞生于德国，20世纪80年代初在欧美及日本开始热销。近几年在我国，电磁炉以其超越燃气灶的多方优势，安全节能、方便快捷的特点，正驶进千家万户，成为未来厨房的主角。特别是微电子技术被应用到电磁炉后，更巧妙地将安全性与智能化完美结合，使之更加安全、性能更卓越，实现了“厨房无火亦飘香”的厨具新时尚。

电磁炉是通过什么方式加热的？相比于传统的灶具有哪些特点和优越性呢？

电磁炉的主要构造

1. 电磁炉外壳：

由ABS工程塑料制成，有良好的绝缘性和机械强度，起保护内部和嵌入微晶面板的作用。

2. 电磁炉的面板：

除放置锅具和装饰外，主要作用是利用其良好的导磁性，磁场才能够作用于锅具，使锅具自身快速发热。

3. 电磁炉的加热线圈：

加热线圈在面板正下方，作用是在电流作用下产生磁场，对锅具进行感应加热。

4. 电磁炉风扇组件：

利用空气对流给炉具内部进行降温，保障电磁炉的正常工作。

5. 电磁炉电路板：

电路板是电磁炉的电路工作系统，其核心元件为IGBT。

6. 控制面板：

电磁炉的控制面板均位于电磁炉表面，由轻触或触摸按键、功能操作指示面板组成，操控机器和指示工作状态。

电磁炉的加热原理

电磁炉是采用电磁感应涡流原理来加热的。理论证明：涡流与磁感应强度成正比，与交流电频率的平方成正比。因此，电磁炉要达到一定的热功率，必须有能产生高磁感的交变磁场线圈，还必须提高交流电的频率。而我们所用交流电频率只有50Hz，如何提高频率呢？电磁炉中由整流电路将50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20～40KHz的高频电压。当高频变化的电流流过线圈时，会产生变化的磁场，磁场内的磁感线通过金属铁质炊具底部，就会在炊具体内产生无数的小涡流，使炊具自身发热，然后再加热铁质炊具里的东西。电流越大产生的磁场越高涡流就越大温度就越高。

实际上，锅和电磁炉内部发热线圈盘组成一个高频变压器，内部线圈是变压器的初级，次级是锅（如图所示）。当内部初级发热线圈盘有交变电压输出后，必然在次级锅体上产生感应电流，感应电流通过锅体自身的电阻发热（所以锅本身也是负载），产生热量。假如：当内部初级发热盘有交变电压输出，若次级及负载（锅）不存在，则输出功率将非常低。当然在实际电路中，我们必须要很快地检测到此功率的变化，并将输出到发热线圈盘的交变电流关闭。由于非导磁性材料不能有效汇聚磁感线，几乎不能形成涡流（就像一个普通变压器如果没有硅钢片铁心，而只有两个绕组是不能有效传送能量的），所以基本上不加热；另外，导电能力特别差的磁性材料由于其电阻率太高，产生的涡流电流也很小，也不能很好地产生热量。所以，电磁炉使用的锅体材料是导电性能相对较好，铁磁性材料的金属或者合金以及它们的复合体。一般采用的锅有：铸铁锅，生铁锅，不锈铁锅。纯不锈铁锅材料由于其导磁性能非常低，所以在电磁炉上并不能正常工作。

电磁炉与其他炉具的比较

1. 更节能（热效率高）

电磁炉的优势首先表现在它的热效率极高上。电磁炉由于是锅体自身发热，热损失很小；而传统炉具，如电热炉、石油气炉、煤气炉及电饭锅的加热原理是先加热锅体底部再经传导加热锅内食物的，损失大，热效率在40%～65%之间，而电磁炉的热效率普遍高于80%，用传统炉灶明火烧开一壶水需要9分钟，而放到电磁炉上则只需2～3分钟，大大节省了能源。电磁炉的控制电路会自动调节功率以实现耗电最少的目标，如在蒸煮食物时，当水烧沸后电磁炉的功率会自动降下来维持在一个较低的功率上。

2. 更安全（无明火烹调好处多）

电磁炉使用效果与煤气灶完全不同，在使用过程中既不会产生明火，炉面本身亦不发热，炉体内设有高于250℃以上的高温部件，不会发生灼伤事故。同时，电磁炉表面的耐热陶瓷板，要求放在它上面的金属锅具一定要有足够的接触面积才会产生热能，如接触面积过小，则不会电磁感应，当然也就不可能发热了。即使将汽油洒在炉面上也不会引起燃烧，绝不会如其他灶具经常导致火灾事件，更不存在因泄漏煤气而引发的种种事故。

当把锅具从炉面上拿下来时，电磁炉也会自动切断电源，可以说电磁炉是一种十分安全的灶具。一般微波炉的工作频率为几千兆赫，有害人体健康；而电磁炉的振荡频率只有20～30KHz。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康几乎没有危害。

电磁炉设有若干种安全保护电器，同时还有指示灯LED显示及自动装置，使用户一目了然，准确选择不同工作方式。

3. 更环保（卫生、清洁）

因为是利用磁场感应加热，不释放任何物质，无火、无烟、无味；使用电磁炉没有传统炉具诸多污染的问题，所以真正实现了清洁房间，保护环境。它工作时无火烤，尤其是在夏天做饭，清爽舒适。

4. 更精确（温度控制准确）

电磁炉可以根据用户不同的烹饪要求，灵活且准确地控制发热功率及烹饪温度。电磁炉的输入功率通常在200W～2 400W之间，可以任意选择烹调所需的温度（恒温制）和将温度设定到某一挡。

5. 更多能（煎、炒、炸、煮、炖全能行）

电磁炉无疑是煎、炒、炸、煮、炖的全能冠军，这比微波炉的单一功能相比无疑有巨大的进步。

6. 更方便（操作简单 外形秀丽）

目前常见的一些家用炉具（如：微波炉）有若干个操作按钮，电磁炉则只需几个按钮便可完成操作。电磁炉外形美观，体积小巧玲珑，体表色彩艳丽，可以美化厨房。制作它的材料是高硬度陶瓷结晶玻璃，又特意使用了平面化流线型设计，因而电磁炉表面不易残留食物残渣、污渍，即使有了污迹清洗起来也十分方便，让追求品味生活的人们生活更加艺术化了。

总之，电磁炉是真正属于那种既安全、又实用的环保型绿色炉具。

人教版物理九年级全一册第二十一章《电与磁》课外延伸阅读