Alüminyumun neden bir indüksiyon ocağı üzerinde çalışmadığını nasıl açıklayabilirim?


11

İndüksiyon aralıklarını kullanan aşçılar onları sever, ancak bazıları sınırlı tipte tavalardan yakınır . Ne yazık ki açıklama gücüm, bir indüksiyon ocağının alüminyumun neden uygun olmadığını açıklamak için yeterince iyi çalıştığını açıklamak için yeterince iyi değil.

Şimdi bir tane inşa edebileceğimi düşünüyorum, ama görünüşe göre onları basitçe açıklayamıyorum.

Yanıtlar:


22

Bir indüksiyon ocağı yüksek frekanslı bir transformatördür. Birincil sargı soba içine yerleştirilir, ikincil sargı üzerine yerleştirilen tencerenin veya tavanın alt kısmıdır.

Prensip olarak, böyle bir transformatör, ikincil olarak tüm iletken tipleriyle çalışır. Sorun şu ki, sekonderde yüksek bir elektrik direncine sahip olmak istiyorsunuz. Çünkü bu yüksek elektrik direnci, tencerenin veya tencerenin dibindeki ısıyı üreten şeydir.

Ve burada alüminyum ve bakır düşer. İyi iletkenlerdir ve düşük elektrik direncine sahiptirler.

Aksine, demir, özel bir özellik nedeniyle çok yüksek bir elektrik direncine sahiptir: çünkü ferromanyetik AC akımları sadece yüzeyinin altında çok ince bir tabakada akabilir. Buna cilt etkisi denir . Yine, her metal cildin etkisini gösterir , ancak demir için alüminyum ve bakırdan 80 kat daha yüksektir. Direnç ve ısı üretimi de öyle.

Bu yüzden tencerenizin veya tavalarınızın altında bir demir sac gerekir.


Çok az indüksiyon ocağı gerçek "kısa devre" tarzı dirençli ısıtma kullanır (ve genellikle bakır, alüminyum ile çalışabilir, ne var!) - Her zamanki türler ferromanyetik malzemelere özgü diğer manyetik etkilerden yararlanır ...
rackandboneman

13

İndüksiyonlu pişirme, pişirme kabının metalinde bir alan indükleyerek çalışır, böylece ortaya çıkan akımlar enerji kaybına neden olur.

3 ila 10 mm kalınlığında metal için, yeterince düşük frekanslarda indüklenen alanlar metal boyunca oluşur.

Frekans arttıkça, ısıtma bölgesi, 'deri etkisi' olarak bilinen şey nedeniyle metalin dışına giderek artan bir alanı kaplar.
Wikipedia tartışması: " cilt etkisi ".

Wikipedia diyor ki:

  • Deri etkisi, alternatif bir elektrik akımının (AC) bir iletken içinde dağılma eğilimi olup, akım yoğunluğu iletkenin yüzeyine en yakın olacak ve iletkende daha büyük derinliklerle azalacaktır. Elektrik akımı esas olarak dış yüzey ile cilt derinliği adı verilen bir seviye arasında iletkenin "derisinde" akar. Cildin etkisi, cildin derinliğinin daha küçük olduğu yüksek frekanslarda iletkenin etkili direncinin artmasına neden olur, böylece iletkenin etkili enine kesitini azaltır. Deri etkisi, alternatif akımdan kaynaklanan değişen manyetik alanın neden olduğu karşıt girdap akımlarından kaynaklanmaktadır. Bakırda 60 Hz'de cilt derinliği yaklaşık 8,5 mm'dir. Yüksek frekanslarda cilt derinliği çok daha küçük olur.

ve en önemlisi:

  • Cilt derinliği ayrıca iletkenin geçirgenliğinin ters kare kökü olarak da değişir. Demir durumunda, iletkenliği bakırın yaklaşık 1 / 7'sidir. Ancak ferromanyetik olduğu için geçirgenliği yaklaşık 10.000 kat daha fazladır. Bu, demir için cilt derinliğini bakırın yaklaşık 1/38'ine, 60 Hz'de yaklaşık 220 mikrometreye düşürür. Bu nedenle demir tel AC güç hatları için işe yaramaz.

Bakır ile karşılaştırıldığında demirde yüksek kayıplara yol açan bu özellik kombinasyonu, düşük kayıplı güç iletim hatlarının işe yaramaz olmasını sağlar, ancak pratik olarak mevcut en iyi teknolojiyi kullanırken endüktif kayıplara ve ısınmaya neden olmaktan üstün olur .

Bununla birlikte, malzeme kaybındaki faktörlerden biri, AC alanının frekansıdır. Frekans arttıkça cilt derinliği azaldıkça, iletken malzemenin direnci de buna bağlı olarak artar ve kayıplar artar. Bakır cilt derinliği için frekansı aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi değişir. :

Bakırda cilt derinliği

resim açıklamasını buraya girin

[Vikipedi'den tablo. ]

Günümüzde tüketici pazarında güç anahtarlama yarı iletkenleri ekonomik kaygılarla 100 kHz civarında maksimum anahtarlama frekansları ile sınırlıdır. Bu aralıktaki frekanslar, demir pişirme ekipmanının ısıtılması için tamamen yeterlidir. Kullanılan tipik frekanslar aslında 20-100 kHz aralığındadır ve yaklaşık 25 kHz yaygındır.

Yarı iletken anahtarlardaki gelişmeler 1 ila 10 MHz aralığındaki frekanslarda ekonomik güç geçişine izin verdiğinde (veya eğer), 20 kHz'deki hıza göre yaklaşık 10 ila 30 kat daha fazla bakır cilt derinlikleri azaltılacaktır. Bu, Bakır cilt derinliğini 20 kHz'de yaklaşık Demir değerine düşürür. Demirin daha yüksek direncinden dolayı kayıplar ve dolayısıyla Bakır'da ısıtma hala daha düşük olacak, ancak muhtemelen Bakır bazlı yenilikçi ısıtma çözümlerinin geliştirilmesine izin verecek kadar yüksek olacaktır.

Alüminyum / Alüminyum / Alüminyum * ile karşılaştırıldığında bakır

Alüminyum cilt derinliği yaklaşık 1.25 x Bakırdır.
Alüminyum özdirenç Bakır'ın yaklaşık 1.6 katıdır.
Dolayısıyla, aynı frekansta alüminyumun ısıtılması Bakır'dan% 25 daha fazladır. Hangi ikinci sırayla karşılaşılan yükümlü etkiler göz önüne alındığında özdeş yeterince yakın.


Rakamlarla iyi açıklama, teşekkürler!

Reklam kopyasını anladığı gibi, Panasonic'in "tamamen metal" indüksiyon ocağı 120kHz'de değişiyor. business.panasonic.com/KY-MK3500.html Bu, 1MHz'in gerekli olmadığını gösterir.
Shannon Severance

@ShannonSeverance İndüksiyona göre saf pişirme kabı kullanabilirler, ancak "hile" olduklarından şüpheleniyorum. Yorumunuzu okuduktan sonra ne yaptıklarını iddia etmeye çalıştım. (Ben bulabildiğim) tamamen net değil ama AMA hemen hemen her yerde gerçek ocak ısıtmak söz ve bu sayfada diyorlar ...
Russell McMahon

... "... Verimli 1200 bakır telli bobin, farklı tava tiplerini algılar ve mutfakta optimum verimlilik için sadece tava tabanıyla temas eden ocak alanını IR sensörü ile birlikte ısıtmak için 90 kHz'e kadar enerji üretir ... ". || Ayrıca: 3500 Watt'lık ısıtma kapasitesi son derece büyüktür ve çelik kaplar için büyük bir aşırı dolum olan ancak daha küçük bir kısmı örneğin Bakır için yeterli olan bir güç seviyesi üretebileceklerini göstermektedir. TBD ...
Russell McMahon

Bağlantılı Panasonic ticari bir üründür. Bu pazarda 3.5kW indüksiyon ocakları sunmak çok sıradan. Bence PR Newswire kötü yazılmış. Ürün sayfasından, "Tencerenin metalindeki elektrik direnci, tüm pişirme yüzeyini değil, sadece tencereyi ısıtır." Ama iddialarını bu açıdan değerlendirmek için bunun fizik yönünü hiç bilmiyorum.
Shannon Severance
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.