0

รายการที่ชื่นชอบ

หลักการทำงาน และข้อดีของเตาแม่เหล็กไฟฟ้า

หลักการทำงาน

เตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า หรือเตาแม่เหล็กไฟฟ้า อาศัยความร้อนจากการเหนี่ยวนำไฟฟ้า ที่ภาชนะที่เหนี่ยวนำไฟฟ้าได้ เช่นเหล็ก หรือเหล็กสเตนเลสบางชนิด  อุปกรณ์ ที่ไม่เหนี่ยวนำแม่เหล็ก จะไม่สามารถทำให้เกิดความร้อนได้  เช่นอลูมิเนียม แก้ว เซรามิค หรือเหล็กสเตนเลสหลายชนิด   

 

 เตาแม่เหล็กไฟฟ้า ให้พลังงานความร้อนได้รวดเร็วกว่าเตาแบบธรรมดา และสูญเสียพลังงานน้อยกว่า เช่นไม่มีความร้อนที่แผ่ไปในอากาศ เหมือนเตาความร้อนทั่วๆไป แต่พลังงานนั้นจะถ่ายทอดไปที่ตัวภาชนะโดยตรง  ที่สำคัญคือความเสี่ยง หรืออันตรายจากการไหม้ ลุกติดไฟ ยังลดลง เพราะเตาได้ความร้อนจริงๆ จากตัวภาชนะอีกที  

พลังงานความร้อนเกิดขึ้น มีต้นกำเนิดจากกระแสไฟฟ้าที่ไปสร้างสนามแม่เหล็ก ที่เตาแม่เหล็กไฟฟ้า  ขนาดกระแสไฟฟ้านี้จึงแปรผันตามความร้อนที่เกิดที่ตัวภาชนะ ตามหลักการเปลี่ยนรูปของพลังงาน ฉะนั้นการควบคุมความร้อนจึงสามารถทำได้ โดยควบคุมขนาดกระแสไฟฟ้า ที่ผ่านไปที่ขดลวดเหนี่ยวนำไฟฟ้า โดยเพิ่มหรือลดความต้านทานในวงจร อีกทั้งตรวจจับขนาดกระแสไฟฟ้า ที่ลดต่ำลงกรณียกภาชนะออก เพื่อปิดเตา โดยอัตโนมัติ  

ความประหยัดพลังงาน

แม้ว่า เตาแม่เหล็กไฟฟ้า มีราคาแพงกว่าเตาขดลวดความร้อนไฟฟ้าทั่วๆไป แต่พลังงานที่ใช้ในการทำความร้อนนั้น ใช้เพียงแค่ครึ่งเดียว  โดยเฉพาะประสิทธิภาพในการนำพาความร้อนนั้นมีสูงถึง 84% (จากการทดลองของ US Dept of energy) เทียบประสิทธิภาพเพียง 40-50% ของเตาแก๊สความร้อน และเตาขดลวดความร้อน เนื่องความร้อนที่เสียไปที่อากาศรอบๆ โดยไม่ได้ใช้งาน

 

 การสร้างความร้อน

 

 ความร้อนเกิดขึ้นได้จากสาเหตุ 2 ส่วน คือ ส่วนแรกจาก magnetic hysteresis ความแม่เหล็กที่เปลี่ยนไปมาจากไฟฟ้ากระแสสลับนั้น ได้เปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน ที่ก้นภาชนะหุงต้ม ขนาดของความร้อนแปรผันโดยตรงกับพี้นที่ของ hysteresis loop พลังงานความร้อนส่วนนี้มีสัดส่วนประมาณ 7% หรือน้อยกว่าจากความร้อนที่เกิดทั้งหมด   

ส่วนที่สอง หรือส่วนหลักของความร้อน เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้น มีชื่อว่า eddy current ที่เกิดที่ก้นภาชนะ  eddy currentg เกิดขึ้นเมื่อมีการเคลื่อนที่ผ่านไปมาระหว่างแผ่นโลหะที่เหนียวนำแม่เหล็กได้ กับสนามแม่เหล็ก จากกฎมือขวาในทางฟิสิกค์ (แรง, สนามแม่เหล็ก, กระแสไฟฟ้า)

ขนาดของ eddy current เมื่อลดต่ำลงเป็น 37% จากค่าเริ่มต้น ขนาดนี้เราเรียกว่า skin depth หาก skin depth มีค่าเป็น ¼ ของความหนาของก้นภาชนะ eddy current นี้จะถูกเปลี่ยนสภาพเป็นความร้อนทั้งหมด (เกือบ 97%) ที่ฐานก้นภาชนะ ซึ่งความร้อนที่เกิดนี้ จะถูกถ่ายทอดไปยังอาหารเกือบหมด มีส่วนน้อยมากๆ ที่ถ่ายไปยังเตา

 

 

 

สาเหตุหลักๆ ที่ภาชนะอลูมิเนียมไม่สามารถใช้ได้ เพราะ skin depth ของอลูมิเนียมมีค่าสูงประมาณ 12 mm ซึ่งจะต้องมีภาชนะหนาประมาณ 48 mm เพื่อทำให้เกิดความร้อนได้

http://en.wikipedia.org/wiki/Induction_cooker

http://theinductionsite.com/how-induction-works.shtml