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电热类家电的各种加热方式

2017-03-29常松东

中学生数理化·中考版 2017年1期
关键词:锅具磁控管电磁炉

常松东

电热类家用电器好多都是将电能最终转化为内能的,如电熨斗、电烙铁、电暖器、电炉子、电磁炉、电饭煲、微波炉、热水器等,它们都是将电能转化为热,但这些家用电热器都是利用了电流的热效应吗?答案是否定的。

电热类家用电器按电热元件的电热转换方式可分为电阻式、红外式、感应式、微波式四大类。

一、电阻式

电阻式电热器是直接利用了电流的热效应,这种电器的核心部分是发热体,是由电阻率大、熔点高的材料制成的,电流通过发热体后产生热,这些热再以热传递的方式(传导、对流、辐射)传送到被加热物体,这种加热方式是目前使用最为广泛的一种形式,如电熨斗、电烙铁、电炉子、电饭煲(电饭锅)、电热水器、暖风机等。

二、红外式

红外线也是一种电磁波,其波长在1um以上时极易被物体吸收,使物体温度升高,红外式电热器就是利用了红外线的热作用,其加热原理就是在电热元件——电阻发热丝通电后,发热丝辐射出红外线来加热物体,红外式电热器的原理是辐射加热方式,具有节约能源、升温迅速、穿透力强、设备简单、没有污染等优点,是一种很有发展前途的电热器具。

三、感应式

感应发热式的电器本身不具有发热元件,而是具有一感应圈,感应圈通电后,在被加热器具上产生感应电流,引起被加热容器发热,如电磁炉。

电磁炉作为一种新型灶具,它打破了传统的明火烹调方式,采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理,电磁炉是通过电子线路板产生交变磁场,当含铁质锅具的底部放置炉面时,锅具切割交变磁感线,在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流),涡流在导体内部克服内阻流动时便产生了热(故电磁炉煮食的热源来自于锅具底部,而不是电磁炉本身发热传导给锅具,所以热效率要比一般炊具的效率高出近1倍),使器具本身子行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的,电磁炉具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点,能完成家庭的绝大多数烹饪任务。

电磁炉的加热原理决定了其使用的锅必须是导磁材料,这样才能实现加热的目的。

四、微波式

微波是如何加热食物的?首先我们来了解微波的特性:

1.微波是一种电磁波,其波长为0,01m-1m,对应的频率为30000MHz-300MHz,为了便于微波器件的标准化和不干扰雷达和其他通讯系统,微波炉的工作频率多选用915MHz或2450MHz。

2.微波在传播过程中碰到铜、铁、不锈钢等金属材料时就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它。

3.微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,犹如光线通过玻璃一样,几乎不消耗能量。

4.由于水分子等自身的特性,对含有水分的食物。微波不但不能透过,其能量反而会被吸收。

微波炉正是利用微波的这些特性制作的,微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康,装食物的容器则用塑料或陶瓷等绝缘材料制成,这些材料吸收微波能力很差,所以在食物加热过程中容器几乎不发热,微波炉的心脏是磁控管,这个叫磁控管的电子管是个微波发生器,它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波,能穿透食物达5cm深,这种每秒24.5亿次的振荡频率能高速振荡物体内的水分子和脂肪分子,使食物中的水分子和脂肪分子也随之剧烈运动,相互摩擦碰撞,从而产生大量的热能,于是食物就被“煮”熟了,这就是微波炉加热的原理。

用普通炉灶煮食物时,热量总是从食物外部逐渐进入食物内部,而用微波炉烹饪,热则是直接在食物的内部产生,所以烹饪速度比其他炉灶快4至10倍。热效率高达80%以上,目前,其他各种炉灶的热效率均无法与它相比,微波炉由于烹饪的时间很短,能很好地保持食物中的维生素和天然风味,另外,微波还可以消毒杀菌、解冻、干燥等。

使用微波炉时,应注意不要空“烧”,因为空“烧”时,微波的能量无法被吸收,这样很容易损坏磁控管,也要注意不要直接烧水,以免出现过沸现象伤人,另外,人体组织是含有大量水分的。一定要在磁控管停止工作后,再打開炉门,提取食物。

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