电磁加热原理与应用.doc

《电磁学》课程探究型学****主题论文
电磁加热原理及其应用——电磁炉
石伟杰王进翁彬
(西北工业大学理学院应用物理系 11051002班)
摘要
现在,使用电磁炉的人越来越多,其加热原理正是利用电磁感应原理,由电流产生磁场。并且我们知道,磁介质可大大改变磁场的分布及其大小。金属在在变化的磁场中,可产生感应电流。对于金属板,可在变化的磁场中产生涡流,进而生热,烹调食物。
,可用来进行煮、炸、煎、蒸、、体积小、重量轻、噪音小、省电节能、不污染环境、安全卫生,烹饪时加热均匀。能较好地保持食物的色、香、昧和营养素,。为此,我们决定对电磁炉的简单原理进行探究性学****br/>关键词:电磁感应,磁介质,质涡流
概论:
电磁感应定律
法拉弟发现,在相同条件下,不同金属导体回路中产生的感应电流的大小不同,其大小与导体的电阻成反比,因此他意识到感应电流是由与导体性质无关的感应电动势产生的。最终这位伟大的科学家根据大量的实验结果,得出结论:导体回路中产生感应电动势的大小。与导体回路中的磁能量的变化率在成正比。
其数学表达式为:。
由此可知,变化的磁场可产生感应电动势,如此,若回路闭合,必可产生感应电流,而我们知道,磁介质可改变磁场分布。利用相关知识制作出控制系统。便可有效的利用磁能及涡流,使铁质器材在变化的磁场中产生强大的涡流,将电能再转化为热能,供人类使用。

2. 主题内容的电磁学原理或物理原理
电磁炉加热原理如下图所示:
灶台台面是一块高强度、耐击的陶瓷玻璃平板(结晶玻璃),台面下边装有高频感应加热线圈(即励磁线圈或诱导加热线圈)、高频电力转换装置及相应的控制系统,台面的上面放有平底铁质烹饪锅。
电流电压经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电,将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上,由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换,所产生的焦耳热就是烹调的热源.
研究内容的理论基础
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,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流,涡流使锅具铁分子高速无规则运动,分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热,
既然电磁炉的工作原理是利用涡流, 那么在电磁炉上放上铜锅、铝锅的话应该也会产生涡流; 但是实验并没观察到涡流产生的热量. 是不是因为铜锅、铝锅上产生的涡流特别小呢?但根据涡流的特点, 块状金属的电阻率越小, 则导体中的涡流应越大. 铜、铝的电阻率都比铁的电阻率小, 似乎铜锅、铝锅在电磁炉上产生的涡流应比铁锅的大. 其实铜锅、铝锅放在打开的电磁炉上基本没有产生涡流. 这是因为涡流的大小除了与磁场的变化方式、金属电阻率有关外, 导体的磁导率起着关键作用. 按照磁介质的分类, 铜属于抗磁介质, 磁导率略小于1, 铝属于顺磁介质, 磁导率略大于1, 而铁属于铁磁质
, 磁导率大概在2 000 到100 000 之间