en induktionskokare överför elektrisk energi genom induktion från en trådspole till ett metallkärl som måste vara ferromagnetiskt. Spolen är monterad under kokytan och en hög frekvens (t.ex. 24 kHz) växelström passerar genom den. Strömmen i spolen skapar ett dynamiskt magnetfält. När en elektriskt ledande kruka bringas nära kokytan och pannan är tjockare än huddjupet inducerar magnetfältet stora virvelströmmar i potten. Virvelströmmarna strömmar genom krukans elektriska motstånd för att producera värme genom Joule-uppvärmning; potten värmer sedan i sin tur innehållet genom värmeledning.
kokkärlet måste vanligtvis vara tillverkat av ett lämpligt rostfritt stål eller järn. Den ökade magnetiska permeabiliteten hos materialet minskar huddjupet, koncentrerar strömmen nära metallens yta, och så kommer det elektriska motståndet att ökas ytterligare. En del energi kommer att släppas slösigt av strömmen som strömmar genom spolens motstånd. För att minska hudeffekten och därmed värmegenerering i spolen är den Tillverkad av litz-tråd, som är en bunt av många mindre isolerade ledningar parallellt. Spolen har många varv, medan botten av potten effektivt bildar en enda kortsluten sväng. Detta bildar en transformator som steg ner spänningen och steg upp strömmen. Motståndet hos potten, sett från den primära spolen, verkar större. I sin tur blir det mesta av energin värme i högmotståndsstålet, medan drivspolen förblir sval.
ofta finns en termostat för att mäta temperaturen på pannan. Detta hjälper till att förhindra att pannan överhettas kraftigt om den av misstag värms tom eller kokas torr, men kan också låta induktionskokaren bibehålla en måltemperatur.
ApplicationsEdit
Induktionsutrustning kan vara en inbyggd yta, en del av ett intervall eller en fristående ytenhet. Inbyggda och rangetop-enheter har vanligtvis flera element, motsvarande separata brännare på ett gasdrivet område. Fristående induktionsmoduler är vanligtvis enkelelement, eller har ibland dubbla element. Alla sådana element delar en grundläggande design: en elektromagnet förseglad under ett värmebeständigt glaskeramiskt ark som lätt kan rengöras. Potten placeras på den keramiska glasytan och börjar värma upp, tillsammans med dess innehåll.
i Japan drivs vissa modeller av Riskokare genom induktion. I Hong Kong listar kraftföretag ett antal modeller. Asiatiska tillverkare har tagit ledningen för att producera billiga ytor med en induktionszon; effektiva enheter med låg spillvärme är fördelaktiga i tätbefolkade städer med lite bostadsyta per familj, som många asiatiska städer är. Induktionskokare används mindre ofta i andra delar av världen.
Induktionsintervall kan vara tillämpliga i kommersiella restaurangkök. Elektrisk matlagning undviker kostnaden för naturgasrör och i vissa jurisdiktioner kan enklare ventilations-och brandsläckningsutrustning installeras. Nackdelar för kommersiellt bruk inkluderar eventuella skador på glaskokaren, högre initialkostnad och kravet på magnetiska köksredskap.
ControlsEdit
de ferromagnetiska egenskaperna hos ett stålkärl koncentrerar den inducerade strömmen i ett tunt lager nära dess yta, vilket resulterar i en stark uppvärmningseffekt. I paramagnetiska material som aluminium tränger magnetfältet djupare och den inducerade strömmen möter lite motstånd i metallen. Enligt Lenzs lag kan induktionens effektivitet i potten kännas, så att induktionen kan uppnås i enlighet med speciella elektronikanordningar. Minst en högfrekvent” all-metal ” spis är tillgänglig, som arbetar med lägre effektivitet på icke-ferromagnetiska metall köksredskap.
kokytan är gjord av ett glaskeramiskt material som är en dålig värmeledare, så bara lite värme går förlorad genom botten av potten. Vid normal drift förblir matlagningsytan betydligt svalare än med andra spisslagningsmetoder, men måste fortfarande svalna innan den kan röras säkert.
enheter kan ha en, två, tre, fyra eller fem induktionszoner, men fyra (normalt i en 30-tums bred enhet) är den vanligaste i USA och Europa. Två spolar är vanligast i Hong Kong och tre är vanligast i Japan. Vissa har beröringskänsliga kontroller. Vissa induktionskaminer har en minnesinställning, en per element, för att styra tiden som värme appliceras. Minst en tillverkare gör en ”zonlös” induktionskokningsyta med flera induktionsspolar. Detta gör att upp till fem redskap kan användas samtidigt var som helst på matlagningsytan, inte bara på fördefinierade zoner.
små fristående bärbara induktionskokare är relativt billiga, prissatta från cirka US$20 på vissa marknader.
Kokkärlredigera
kokkärl måste vara kompatibla med induktionsuppvärmning; i de flesta modeller kan endast järnmetall värmas upp. Kokkärl bör ha en platt botten eftersom magnetfältet sjunker snabbt med avstånd från ytan. (Speciella och kostsamma wokformade toppar är tillgängliga för användning med rundbottnade wokar.) Induktionsskivor är metallplattor som värms upp genom induktion och värmer icke-järnhaltiga krukor genom termisk kontakt, men dessa är mycket mindre effektiva än järnhaltiga kokkärl.
induktionskompatibla kokkärl för induktionshällar kan nästan alltid användas på andra spisar. Vissa köksredskap eller förpackningar är märkta med symboler för att indikera kompatibilitet med induktion, gas eller elektrisk värme. Induktionskokningsytor fungerar bra med alla kokkärl med hög järnmetallhalt vid basen. Gjutjärnspannor och alla svarta metall-eller järnpannor fungerar på en induktionshällyta. Rostfria kokkärl fungerar på en induktionshällyta om pannans botten är en magnetisk kvalitet av rostfritt stål. Om en magnet fastnar väl på pannans sula, kommer den att fungera på en induktionskokningsyta. En” allmetall ” spis kommer att fungera med icke-järnkokare, men tillgängliga modeller är begränsade.
enbart aluminium eller koppar fungerar inte på andra induktionshällar på grund av materialets magnetiska och elektriska egenskaper. Kokkärl av aluminium och koppar är mer Ledande än stål, men huddjupet i dessa material är större eftersom de är icke-magnetiska. Strömmen flyter i ett tjockare lager i metallen, möter mindre motstånd och ger därmed mindre värme. Vanliga induktionskokare fungerar inte effektivt med sådana krukor. Aluminium och koppar är emellertid önskvärda i köksredskap, eftersom de leder värme bättre. På grund av detta har tri-ply-kokkärl ofta en induktionskompatibel hud av rostfritt stål innehållande ett lager av termiskt ledande Aluminium.
för stekning behövs en panna med en bas som är en bra värmeledare för att sprida värmen snabbt och jämnt. Pannans sula kommer antingen att vara en stålplatta pressad i aluminiumet eller ett lager av rostfritt stål över aluminiumet. Den höga värmeledningsförmågan hos aluminiumpannor gör temperaturen mer enhetlig över pannan. Rostfria stekpannor med aluminiumbas kommer inte att ha samma temperatur vid sina sidor som en aluminiumsidig panna kommer att ha. Gjutjärnspannor fungerar bra med induktionshällytor men materialet är inte lika bra en värmeledare som aluminium.
vid kokande vatten sprider det cirkulerande vattnet värmen och förhindrar heta fläckar. För produkter som såser är det viktigt att åtminstone botten av pannan innehåller ett bra värmeledande material för att sprida värmen jämnt. För känsliga produkter som tjocka såser är en panna med aluminium i hela bättre, eftersom värmen strömmar upp på sidorna genom aluminiumet, vilket gör att kocken kan värma såsen snabbt men jämnt.
värmen som kan produceras i en kruka är en funktion av ytmotståndet. Ett högre ytmotstånd ger mer värme för liknande strömmar. Detta är en ”meritfigur” som kan användas för att rangordna ett materials lämplighet för induktionsuppvärmning. Ytmotståndet i en tjock metallledare är proportionell mot resistiviteten dividerad med huddjupet. Där tjockleken är mindre än huddjupet kan den faktiska tjockleken användas för att beräkna ytmotståndet. Några vanliga material listas i denna tabell.
| Material | resistivitet (10-6 ohm-tum) |
relativ permeabilitet |
huddjup, tum (mm) |
ytmotstånd, 10-3 ohm/kvadrat (tjockt material) |
Ytmotstånd, i förhållande till koppar |
|---|---|---|---|---|---|
| kolstål 1010 | 9 | 200 | 0.004 (0.10) | 2.25 | 56.25 |
| rostfritt stål 432 | 24.5 | 200 | 0.007 (0.18) | 3.5 | 87.5 |
| rostfritt stål 304 | 29 | 1 | 0.112 (2.8) | 0.26 | 6.5 |
| aluminium | 1.12 | 1 | 0.022 (0.56) | 0.051 | 1.28 |
| koppar | 0.68 | 1 | 0.017 (0.43) | 0.04 | 1 |
för att få samma ytmotstånd som med kolstål skulle kräva att metallen är tunnare än vad som är praktiskt för ett kokkärl; vid 24 kHz skulle en kopparkärlbotten behöva vara 1/56: e huddjupet av kolstål. Eftersom huddjupet är omvänt proportionellt mot kvadratroten av frekvensen, antyder detta att mycket högre frekvenser skulle krävas för att erhålla ekvivalent uppvärmning i en kopparkruka som i en järngryta vid 24 kHz. Sådana höga frekvenser är inte genomförbara med billiga krafthalvledare; 1973 var de använda kiselstyrda likriktarna begränsade till högst 40 kHz. Även ett tunt lager av koppar på botten av ett stålkokkärl kommer att skydda stålet från magnetfältet och göra det oanvändbart för en induktionstopp. En del ytterligare värme skapas av hysteresförluster i potten på grund av dess ferromagnetiska natur, men detta skapar mindre än tio procent av den totala värmen som genereras.
” all-metal ” modelsEdit
nya typer av krafthalvledare och lågförlustspole har gjort en helt metallkokare möjlig.
Panasonic Corporation 2009 utvecklade en konsumentinduktionskokare som använder ett högre frekvensmagnetfält och en annan oscillatorkretsdesign för att tillåta användning med icke-järnmetaller. I 2017 Panasonic släppt en enda brännare bänk ” all metal ”enhet, med hjälp av deras handelsnamn” Met-All”, som syftar till storkök.