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电磁炉为什么不克不及用铝锅,其实大大都人的理解都是错误或者不全面的。包罗良多高中物理教师讲电磁感应的时候,也说不清晰那个问题。
我们若是在网上搜刮,得到的谜底绝大部门都是铁锅是铁磁性质料 ,能够被磁化加强磁场等等。
但其实那个说法其实不准确。因为铁确实能导磁,但也仅限于两个线圈间隔较远的前提下才气阐扬明显的感化,例如变压器大多需要一个铁芯来引导磁感线。
但电磁炉的线圈和锅底贴的十分近,锅底自己就在磁感线最密集的处所,有没有铁芯影响不会太大。加强磁场合以加热效果好的理解更是值得思疑,究竟结果我们不克不及抛开能量守恒定律。
铝锅不克不及用在电磁炉上,不是因为它不克不及导磁,而是它的电阻太小。
若是能想法子增大铝的电阻,它是能够用在电磁炉上的。有的同窗可能觉得奇异,按照计算功率的公式P=U²/R(电压的平方除以电阻)不该该是电阻越小功率越大吗?
听起来可能有些难以想象,我们先做一个尝试。尝试质料次要是电磁炉、铁锅、铝箔还有一个能够显示输出功率的插座。
增大电阻的一个办法是减小横截面积,也就是把锅底做薄。感激现代工业社会,给了我们一种十分薄的铝造质料——铝箔。
先把铝箔做成一个锅的外形,里面加一杯自来水,大约500ML。启动之后能够看电磁炉一般工做,水底也渐渐呈现了气泡。我们开了800W的功率,最末把水煮沸用了7分钟多一点的时间。
然后我们再换一个尺度的铁锅,用800W的功率煮同样一杯水。最末花了5分钟多一点。
固然铝箔烧水的效率仍是比不上铁锅,但日常利用已经没有什么大问题了。并且它究竟结果没有专门测试改进过,相信颠末改进加热效果还能够进一步提拔。
那时候我们不由会想,小电阻的锅事实为什么不克不及放在电磁炉上?本想用实正的铝锅测试一下,后来发现电磁炉无法一般启动。可能是电磁炉内部的庇护元件,检测到锅具有问题间接不克不及启动。印象中老式电磁炉放铝锅是不影响启动的。
于是我换了个思绪,用铝箔一般启动电磁炉后,将铝锅渐渐靠近,构成类似“并联”的效果。跟着铝锅的靠近,电磁炉的功率呈现了十分明显的下降,当下降到某个数值,电磁炉会停行工做。
为什么会发作那种现象呢?
我们先简单说一下电磁感应原理。电磁感应其实就是变革的电场产生磁场,变革的磁场又能激发电场,若是有闭合导体在此中就能够呈现感应电流。
电磁炉的原理就是此中的铜线圈的交变电流激发变革的磁场,使锅具内部呈现感应电流,然后生热。
电磁感应又有一个奇异的现象叫“来拒去留”,当原电流增大的时候,产生的感应电流又会激发一个感应电场,来障碍原电流的增加。同理原电流减小的时候感应电流又会障碍它减小,最末到达一个平衡。
那个原理又称为傲娇原理(楞次定律)。
比力典型的尝试是强磁铁放入铜管,磁铁的下落在铜管中产生感应电流,感应电流激发的磁场又会障碍磁铁下落。
电磁炉也是那个原理,铝锅电阻小产生的感应电流大,因为感应电流又起到障碍感化,相当于在电磁炉的线圈中参加了一个很大的等效电阻。电磁炉现实的输出功率下降了。
所以不是铝锅不克不及产生涡流生热,而是铝锅产生的涡流太大,会“压造”电磁炉的功率输出。
而铁锅和铝箔因为自己电阻大,不会产生太大的感应电流,电磁炉能够以比力大的功率输出,所以加热效果更好。
铁磁性其实也是有影响的。
因为导体中的交变电流会呈现“趋肤效应”,也就是交变电流产生的自感电动势会将电流“压迫”到导体外表,等于变相减小了导线的横截面积,间接增大电阻。
铁的趋肤效应很强,因而在电磁炉上的铁锅无论多厚,都相当于只要外表薄薄的一层,现实电阻再次增大,加热的效果也更好。
进步交变电流的频次能够让铝锅的趋肤效应愈加明显,大大进步加热效果。工业上有高频电磁感应加热安装,能够处置良多金属。曾经有人测验考试将它革新成民用电磁炉,不外估量成本有些高,至今没看到产物。
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