略谈电磁炉教学
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随着社会的进步，在生活节奏越来越快的今天，微波炉是利用水分子在微波的作用下发生高频率震动而相互摩擦产生热量来加热烹调食物的。电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具，它打破了传统的明火烹调方式而采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理。电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场，当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁场线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生内能（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，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。它具有升温快、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。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，它被人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。
家用电磁炉最早于1957年在德国NEFF公司诞生，但只是皇家贵族们一种攀比炫耀的高级玩具。随着半导体加工技术的发展，直到1978年，在日本市场上首次出现电磁炉的商品机，到了20世纪90年代初期，电磁炉才引入中国，到1999年以后有了大的发展。
一、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。
1.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省时，延迟一定时间后就会自动停止工作。图乙则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。
2.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 。
3.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。
二、电磁加热原理
理论和实践证明：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交换功率，必须有能产生高磁感应强度的交变磁场线圈，还必须提高交流电的频率以提高涡流功率。一般情况下，流过电磁炉线圈的交流电频率在15～30KHZ之间，电磁炉的工作原理是：当线圈中通过高频电流时，线圈周围产生高频交变磁场，在高频交变磁场的作用下，铁质锅底中产生强大的涡流，锅底迅速释放出大量的热量，从而达到加热的目的，为了能在线圈中形成15～30KHZ的高频电流，电磁炉中设有变频电路，就是将整流滤波后的直流电变换成高频交流电，当220V交流电经桥堆整流、L1和C1滤波后，形成+300V左右的直流电压，经线圈L2加到绝缘栅双极晶体管IGBT的栅极上，当开关脉冲高电平到达IGBT的栅极时，IGBT导通，内阻很小，电流由整流桥堆的“+”L1L2IGBT栅极源极地整流桥堆的“―”极，把电能转化成磁能储存在加热线圈中。当开关脉冲低电平到达IGBT的栅极时，IGBT截止，由于L2线圈中的电流不能突变，只能通过C2放电，即给C2充电，把磁场能转化成电场能，随后电容C2又向L2放电，如此周而复始，形成谐振，直到下一个开关脉冲高电平到达IGBT的栅极时，又重复上述过程。L2线圈产生的高频磁场，于是在铁质平底锅底便产生了强大的涡流，锅底迅速发热，加热线圈中的电磁能转化成为热能。
三、电磁炉特殊元器件介绍
陶瓷板：陶瓷板是微晶陶瓷板的简称，主要作用是承载加热锅，且处于加热锅底下面。加热线圈：加热线圈又称为发热线圈，但它不发热，而是高频谐振回路中的一个电感，严格地说是叫高频谐振线圈。外形为圆盘形，是由多股漆包线绞合后以同心圆方式由内到外绕27～33匝而成，中心安装有感温器支架用以安装热敏电阻，加热线圈的下面安装有多根磁条，用以会聚磁场线，减少磁场线外泄。绝缘栅双极晶体管（IGBT）：它是一种集高频率、高电压、大电流于一身的新一想的电子半导体器件，是电力电子技术的第三次革命的代表产品，是电磁炉的核心器件之一。
单片机：现在的电磁炉的电子线路中都有单片机集成控制电路，单片机及其周边电路不仅提供控制信号，还可开通或关断驱动IGBT的矩形脉冲，又能提供良好的人机界面比如键盘显示部分，并且对电压、电流、锅底温度、IGBT温度进行实时监测，由软件判断并采取适当措施保护电磁炉的正常工作。
1.电磁炉的优点。
电磁炉与其它炉具相比较，电磁炉乃是真正属于那种既安全、又实用的环保型绿色家电。与其它加热器具相比表现为更节能（热效率高）、更安全（无明火烹调好处多）、更环保（卫生、清洁）、更精确（温度控制准确）、更多能（煎、炒、炸、煮、炖全能行）、更方便（操作简单外形秀丽）等几个方面。
2.常用的几种加热器具。
经过多年的研发，目前电磁炉的安全性能已经有了极大提高，除了可以提供常规的保护，比如：高低压、IGBT过热、小物件加热、干烧之外，还可以实现对外界电网异常的保护。在节能方面更具有优势，原因是由于电磁炉主要采用了电磁感应加热（IH加热）技术使锅具直接发热的原理，热效率高。因此，在倡导环保节能的今天，性价比较高的电磁炉将受到更多消费者的青睐，具有广阔的市场前景。