电磁炉使用中存在的几个物理问题_生活中的物理-查字典物理网

随着社会的进步，厨具市场的一种新型灶具——电磁炉已逐渐进入寻常家庭。不少学生在使用中产生了一些疑问，有些是中学物理知识能够解释的，也有些超出了中学所学知识的范围，针对学生提出的部分问题，我们认为有必要让学生获得一定的了解，使他们明白其中的道理。

现就学生提出的几个主要问题分析如下：

1电磁炉的主要工作原理　　

电磁炉的内部结构主要由以下三个部分组成：　　

电源→控制电路→加热线圈　　

工作时，控制电路先将220V的交流电转变为直流电，再将直流电转变为15—30KHz的高频交流电，最后将该高频交流电输送到线圈盘，从而产生交变磁场。　　

当将含铁质的锅具放置在线圈盘上方的炉面时，会切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生交变的电流即产生了涡流或发生了电磁感应现象，涡流使锅具的铁分子高速无规则运动，分子间互相碰撞、摩擦而产生内能即根据焦耳定律产生了焦耳热，从而使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，达到煮食的目的。　　

电磁炉煮食的热源来自于锅具底部的直接发热，而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率能达到80%以上，比其它所有炊具的效率均高得多，大大节省了能源。

2为什么烹饪锅必须使用含铁质锅具? 　　

我们知道，磁性是物质的基本属性之一，所有的物质都是磁介质，但是不同的物质其导磁能力有着极大的区别。像铝、陶瓷、玻璃、铜等称为弱磁性物质;铁、钴、镍等铁磁性物质称为强磁性物质。图甲为用弱磁性物质制成的烹饪锅，由于弱磁性物质的导磁能力较差，磁场能直接穿过锅体形成闭合回路，此时的磁场回路简称磁路磁阻类似于电流回路的电阻很大，导致加热线圈的输出功率很小类似于变压器副线圈回路的电阻很大，导致输出功率就很小，线圈中的电流就很小，所产生的磁场就很弱，因而只能在铝、铜等金属锅底的表面形成很小的感应电流根据安培定则，此感应电流回路平行于锅底。同时，又由于铝、铜等金属的电阻本身也很小，因而所产生的焦耳热就更小;至于陶瓷、玻璃等锅体由于是非金属的，连感应电流也不能形成，因而更不会产生焦耳热了。由于电磁炉设置了检测电路，一旦出现磁阻较大而导致线圈的输出功率很小时，延迟一定时间后就会自动停止工作。　　

是用强磁性物质制成的烹饪锅，如铁质锅具。由于其导磁能力较强，磁场几乎完全沿着锅体底部形成闭合回路，磁场回路的磁阻很小，线圈的输出功率很大，加热线圈中的电流就很大，所产生的高频交变磁场就很强。此磁场使得通过锅底的磁通量迅速发生变化，从而在锅底产生无数小涡流此时电流平面垂直于锅底，由于铁的电阻较大，故能迅速产生较大的内能。正由于此，电磁炉专用平底锅的锅底总是做得比一般的锅底来得厚一些。　　

可见，在电磁炉的工作过程中，金属锅体只是形成电流的条件，更重要的是锅体必须是强磁性材料制成的，因而电磁炉必须使用导电性能较好的强磁性材料，如铸铁锅，生铁锅，不锈铁锅等等。

3为什么烹饪锅锅底不能太小? 　

如果使用的是铁质锅具，若是其底部面积太小，则磁场回路经过导磁材料的路径就较短，使得经过空气中的路径就较长，由于空气的导磁性能较差，从而导致磁场回路的磁阻较大，会大大降低线圈的输出功率，电磁炉一旦检测出此种情况，延迟一定时间后也会自动停止工作，故一般要求锅底直径应不低于12cm。

4加热的水能被磁化吗? 　

电磁炉所加热的水不能被磁化。这是因为一方面磁场并未经过锅中的水，对水分子不会产生影响;另一方面由高频电流所产生的磁场是交变磁场，对锅底所产生的磁化作用也会因电流的方向不断改变而抵消;同时水经过加热，温度升高，本身也只会削弱水的磁性。

5电磁炉会产生电磁辐射吗?　

由于电磁炉工作时存在高频交变电流和磁场，必然会存在一定的电磁波辐射，从而对一定范围内的环境会构成电磁污染。　　

据专家介绍，电磁炉的磁泄漏程度用磁感应强度来衡量，瑞士、瑞典等国的标准为磁泄漏不超过0.2微特斯拉。目前我国尚无相关标准，正规生产厂家均依据国外的相关标准设定了自己企业的检测标准，每批新产品都会进行相关电磁检测，只要正常使用，应该不会对人体造成危害。产品主要特点：采用电磁加热方式，电磁加热圈安装在加热管道外部，管道受电磁感应本体发热。节电效果好：与目前采用的电热圈相比，节电可达30%以上。安装方便：具有圆形和半圆形两种结构方式，并在管道和线圈之间加隔热层，进一步提高热效率和保温效果。功率密度大：单个电磁加热圈可替代原2-3个电热圈。运行成本低，维修量少，免费保修一年，终身维护。适用范围：塑料(橡胶)注射机，挤出机，原油，重油输送管道等。节能灯的原理及种类原理都是这样的：先把220V交流电整流成直流，再用电容滤波，然后经电子震荡电路产生高频电压给灯管供电。种类有卡口式，螺纹式;高频和低频;白光和淡黄光等。节能灯比普通日光灯多了一个电子整流器,少了一个电感整流器,电感整流器耗电量远大于电子整流器,从这个角度而言,一个灯要省5到8瓦。

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