Приготування з магнітною індукцією може зменшити вуглецевий слід вашої кухні
До побачення, пальники.
brizmaker / iStock / Getty Images Plus

Багато експертів закликали приборкати кліматичні зміни значний перехід від викопного палива до електроенергії. Мета полягає в електрифікації таких процесів, як опалення будинків та живлення автомобілів, а потім генерувати підвищені потреби в електроенергії, використовуючи джерела з низьким або нульовим рівнем вуглецю, такі як вітер, сонячна енергія та гідроенергія.

Більше 30 міст у Каліфорнії, в тому числі Берклі та Сан Франциско, рухалися в цьому напрямку, заборонивши подачу природного газу в більшості новобудов. В даний час споживання енергії в будівлях генерує понад 40% викидів парникових газів у Сан-Франциско.

Існують прямі електричні варіанти опалення будівель та гарячої води та сушіння одягу, але на кухні електрика може бути більш суперечливою. Традиційні електричні плити, як відомо, повільно нагріваються і охолоджуються. Вони також ставлять питання безпеки, оскільки їхні нагрівальні котушки можуть залишатися гарячими протягом десятків хвилин після їх відключення.

Що робити серйозному кухареві? Однією з високотехнологічних альтернатив є магнітна індукція. Ця технологія була вперше запропонована понад 100 років тому демонстрували на Всесвітній виставці в Чикаго 1933 року. Сьогодні магнітно-індукційні печі та варильні панелі поширені в Європі та Азії, але залишаються нішева технологія в США As більше міст і штатів рухається до електрифікації, ось огляд того, як працює магнітна індукція, та її плюси та мінуси для приготування їжі.

{встановлено Y = glH71fM9Oe4}
Інженер-електрик Білл Корнрампф описує, як працює приготування їжі за допомогою магнітної індукції.


Innersele підписатися графіка


Опалення без полум'я

Я є інженер-електрик, що спеціалізується на дослідженні електромагнітного поля. Значна частина моєї роботи зосереджена на застосуванні медичної терапії, але незалежно від того, чи піддаєте ви людські тканини чи каструлю на варильній поверхні електромагнітним полям, принципи однакові.

Щоб зрозуміти, що таке електромагнітні поля, ключовим принципом є те, що електричний заряд створює навколо нього поле - по суті, силу, яка поширюється в усіх напрямках. Подумайте про статичну електрику, яка є електричним зарядом, який часто утворюється тертям. Якщо натерти повітряну кулю на волосся, тертя зарядить кульку статичним електричним зарядом; тоді, коли ви піднімете повітряну кулю від голови, ваше волосся підніметься, навіть якщо повітряна куля його не торкається. Повітряна куля тягне за ваше волосся привабливою електричною силою.

Рухомі електричні заряди, як електрика, що протікає по дроту, створюють магнітні поля - зони магнітної сили навколо шляху струму. Земля має магнітне поле, оскільки в її розплавленому ядрі протікають електричні струми.

Магнітні поля також можуть створювати електричні поля, і тому ми використовуємо термін електромагнітні поля. Ця концепція була відкрита в 1830-х роках Англійський учений Майкл Фарадей, який показав, що якщо електропровідний матеріал, такий як дріт, поміщений в рухоме магнітне поле, в провіднику створюється електричне поле. Ми називаємо це магнітною індукцією. Якщо провідник сформований у петлю, навколо петлі буде протікати електричний струм.

Відкриття Фарадея лягло в основу розвиток електродвигунів. Його робота також продемонструвала спосіб нагрівання матеріалів без використання традиційного джерела тепла, такого як вогонь.

Звідки береться спека?

Всі матеріали мають опір, а це означає, що коли через них протікає електричний струм, потік буде заважали хоча б дещо. Цей опір призводить до втрати частини електричної енергії: енергія перетворюється на тепло, і в результаті провідник нагрівається. У своєму біомедичному дослідженні ми досліджуємо використання магнітних полів радіочастот для нагрівання тканин в організмі допомогти тканині загоїтися.

Замість звичайних пальників місця для готування на індукційних варильних поверхнях називаються варильними поверхнями і складаються з дротяних спіралей, вбудованих у поверхню варильної поверхні. Для максимальної ефективності інженери бажають, щоб енергія магнітного поля, яку виробляє кожна варильна поверхня, поглиналася посудом, що сидить на ній. Магнітне поле створить електричне поле в нижній частині посуду, і через опір каструля нагріється, навіть якщо варильна поверхня цього не робить.

Магнітні котушки під керамічною скляною поверхнею варильної поверхні генерують магнітне поле, яке посилає імпульси безпосередньо на посуд. Ці магнітні імпульси є тим, що нагріває посуд.
Магнітні котушки під керамічною скляною поверхнею варильної поверхні генерують магнітне поле, яке посилає імпульси безпосередньо на посуд. Ці магнітні імпульси є тим, що нагріває посуд.
Місто Сан-Хосе

Для найкращої роботи магнітно-індукційні плити та варильні поверхні повинні працювати на високій частоті магнітного поля - зазвичай, 24 кГц. Вони також потребують горщиків, виготовлених з матеріалів, через які магнітні поля не проходять легко. Метали з високим вмістом заліза або нікелю поглинають магнітні поля, тому вони є найбільш ефективними варіантами для індукційного приготування їжі. Залізо поглинає магнітні поля легше, ніж нікель, і набагато дешевше, тому матеріали на основі заліза найчастіше використовують для посуду з магнітною індукцією.

Більш чуйний та безпечний, але дорожчий

Оскільки індукційні варильні поверхні вимагають чогось для поглинання магнітних полів, щоб виробляти тепло, вони по суті безпечніші, ніж традиційні електричні варильні поверхні. Поклавши руку на варильну панель, ви не нагрієте руку до помітного ступеня. Оскільки ці системи нагрівають посуд, не нагріваючи безпосередньо варильну поверхню, плити швидко охолоджуються після виймання посуду, що зменшує ризик опіків.

Посуд, як правило, швидко нагрівається і охолоджується, а регулювання температури є дуже точним - одна з ключових властивостей, яка має значення в газових плитах. Ще одним плюсом є те, що індукційні варильні поверхні зазвичай мають гладкі поверхні - часто скляні або керамічні - тому їх легко мити.

Сучасні індукційні варильні поверхні настільки ж енергоефективні, як традиційні електричні плити, і приблизно вдвічі ефективніше, ніж газові плити. Але це не обов'язково означає, що вони дешевші в експлуатації. У багатьох районах США природний газ набагато дешевший за електроенергію, іноді в три чи чотири рази. Це частково пояснює ширше прийняття індукційних варильних поверхонь в Європі, де донедавна природний газ був набагато дорожчим за електроенергію.

Іншим фактором, який вплинув на прийняття, є те, що індукційні плити та варильні поверхні зазвичай коштують дорожче, ніж традиційні газові або електроплити, хоча суттєво не так. А кухарям доведеться замінити алюмінієві, мідні, немагнітні каструлі з нержавіючої сталі та кераміки, жоден з яких не працює ефективно на індукційних варильних поверхнях. Швидка перевірка полягає в тому, що якщо магніт прилипає до дна каструлі, казан працюватиме на індукційній варильній поверхні.

Незважаючи на ці фактори, я сподіваюся, що постанови щодо зменшення споживання природного газу призведуть до значно більшого використання магнітно-індукційних печей та варильних поверхонь. Ці заходи, як правило, спрямовані на нещодавно побудовані будівлі, тому вони не потребуватимуть дорогі переобладнання існуючих будинків.

Молоді самотні та сім'ї, які переїжджають у ці нові резиденції, можливо, ще не придбали багато посуду і, мабуть, оцінять безпеку, пов'язану з магнітною індукцією, особливо якщо у них є діти. І ранні користувачі, які готові платити більше за електроенергію із зелених джерел, або за гібрид або електричний автомобіль, можуть не засмутитися, заплативши на кілька сотень доларів більше за варильну поверхню з магнітною індукцією та каструлі, які працюють з нею.

На національному рівні США можуть прийняти певну форму ціноутворення на вуглець найближчим часом, що призведе до подорожчання природного газу. І також зростає занепокоєння з приводу забруднення повітря в приміщеннях від газових приладів. Більше століття після того, як було вперше запропоновано, можливо, настав день приготування їжі на сонці з магнітною індукцією.

Про автораБесіда

Кеннет Маклауд, професор системних наук, і директор лабораторії клінічних наук та технічних досліджень, Бінгемтонський університет, Державний університет Нью-Йорка

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.