Меню

Чем отличии тока от индукции



Чем отличии тока от индукции

Т.к. вопросов по первой части не поступило, я делаю вывод, что пока всё понятно. Правда по генератору тоже никто ничего не написал, значит будем разбираться подробнее.

Итак, это схема простйшего электрогенератора:

При вращении рамки в постоянном магнитном поле в ней возникает электрический ток, называемый индукционным, а сам процесс называется электромагнитной индукцией:

«Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина электродвижущей силы (ЭДС) не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой ЭДС, называется индукционным током».

У этого тока есть одно важное свойство, которое для одних стало возможностью скрыть правду, а для других – простым объяснением, почему для получения большего количества энергии от генератора нужно приложить большую силу для его вращения. В Вики это звучит так:

«Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток».

В реальном генераторе это происходит так: при приближении части рамки к северному полюсу магнита в этой части рамки возникает ЭДС и северный магнитный полюс. Два одноимённых магнитных полюса начинают отталкиваться и возникает сопротивление вращению рамки. Во второй части рамки происходит тоже самое, только с южным полюсом. Чем быстрее вращается генератор, тем быстрее меняется магнитное поле в рамке, а значит возникает бОльший ток, соответственно бОльшее магнитное поле и бОльшее сопротивление вращению. Этого оказалось достаточно, чтобы заявить о соблюдении закона сохранения энергии: хотите больше энергии – приложите большее усилие. Очень многим этого хватило и теперь эти убеждения сложно переломить. Однако давайте рассмотрим процесс индукции чуть внимательнее. Я уже писал об этом в посте «Зарождение».

Итак, при приближении рамки к магнитному полюсу, в ней возникает ток и такой же магнитный полюс, который начинает оказывать сопротивление движению. А что происходит с магнитным полем магнита?

Оно ослабевает, переходя в электрическую энергию? Нет. Иначе при увеличении скорости вращения генератора и увеличении тока всё больше магнитного поля переходило бы в электричество и сопротивление вращению наоборот уменьшалось бы.

Оно переходит на проводник, разделяется, но в сумме остаётся таким же? Нет. Тогда бы усилие для вращения генератора не менялось от скорости и нагрузки.

На самом деле оно остаётся без изменений, а суммарное магнитное поле ещё и увеличивается на поле, возникшее вокруг проводника. Магнит при этом не теряет своей энергии и это доказывается десятилетиями работы генераторов на постоянных магнитах. Тогда откуда появляется энергия в проводнике? Кинетическая энергия вращения превращается в электрическую? Правда? А если ничего не вращать? Вы знаете как работает электрический трансформатор? Например такой:

«Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:
Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм).
Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция).
На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока , при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку
».

Хочу обратить ваше внимание на выделенный текст: ток индукции появляется во всех обмотках трансформатора, ЭДС во всех обмотках равны и зависят только от скорости изменения магнитного потока. Получается, что если намотать две или три вторичных обмотки, то можно получить в два-три раза больше энергии, чем было затрачено (за минусом разных потерь)? В принципе, даже ещё больше. Ведь на самом деле, закон сохранения энергии работает только с телами, обладающими массой покоя. Но тут вовремя появилась и проблема, называемая самоиндукцией, которая помогла скрыть дармовую энергию.

«Самоиндукция — это явление возникновения ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении протекающего через контур тока.
При изменении тока в контуре пропорционально меняется и магнитный поток через поверхность, ограниченную этим контуром. Изменение этого магнитного потока, в силу закона электромагнитной индукции, приводит к возбуждению в этом контуре индуктивной ЭДС. Это явление и называется самоиндукцией. (Понятие родственно понятию взаимоиндукции, являясь как бы его частным случаем).
Направление ЭДС самоиндукции всегда оказывается таким, что при возрастании тока в цепи ЭДС самоиндукции препятствует этому возрастанию (направлена против тока), а при убывании тока — убыванию (сонаправлена с током). Этим свойством ЭДС самоиндукции сходна с силой инерции
».

Оказалось, что ток, проходя по проводнику, создаёт вокруг него магнитное поле, изменение которого создаёт ток в этом же проводнике и он не всегда совпадает с направлением первичного тока (потому что если бы он всегда совпадал, то получился бы вечный источник энергии, а если бы всегда не совпадал, то никакого тока вообще не было бы). Другими словами, ЭДС самоиндукции оказывает сопротивление току в катушке почти так же, как обычный генератор сопротивляется вращению. Чем больше ток и его частота в катушке, тем больше это сопротивление, а значит и потери. При подключении катушки к источнику переменного напряжения получается вот такая картина:

А при добавлении дополнительных катушек в общее магнитное поле их взаимное влияние увеличивается, индуктивность и поля складываются и накладываются друг а друга, а сопротивление (а значит и потери) всей системы только возрастают. В результате получилась красивая зависимость, которая, якобы, подтверждает закон сохранения энергии и не даёт получить больше энергии, чем затрачено. Это сопротивление назвали реактивным, без ваттным, из-за него не выделяется тепло в катушке и списали на него все потери энергии.

Однако Никола Тесла в своё время нашёл выход из этого положения и главным вопросом его жизни стал вопрос беспроводной передачи энергии, а не её получение. Это сейчас катушки Тесла называют трансформаторами, а сам он называл их генераторами энергии и так оно и было. Получать энергию он мог в неограниченных количествах и не считал это чем-то сложным и тем более невозможным, т.к. он понял саму суть происходящего процесса. Я попробую объяснить его как можно доступнее, но опять придётся начинать из далека.

Исходя из теории Всемирного Эфира, которая существовала до Теории Относительности, Тесла полагал, что электромагнитная волна это волна эфира, окружающего нас везде. Эфир не имеет массы и инерции, а значит на то, чтобы его сдвинуть не тратится энергия. Получается, что для создания электромагнитной волны нужно раскачать эфир переменным магнитным полем, но так, чтобы почти не тратить на это энергию. И такой способ был найден. Был придуман последовательный колебательный контур:

«Колебательный контур – это замкнутая электрическая цепь, содержащая катушку индуктивности и конденсатор, в которой могут возбуждаться электрические колебания.
Колебания тока и напряжения в колебательном контуре связаны с переходом энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки индуктивности и обратно
».

Получается, что если зарядить конденсатор от источника тока, а потом соединить его с катушкой, то в цепи возникнут автоколебания. Ток из конденсатора будет переходить в магнитное поле катушки и обратно многократно, пока не рассеется от различных небольших потерь на нагрев и т.д. При этом на раскачивание самого эфира энергия не тратится. В добротных контурах колебания могут продолжаться несколько минут, при этом совершенно не потребляя энергии из вне. Всё это время вокруг катушки будет переменное магнитное поле, раскачивающее эфир вокруг неё. Казалось бы, осталось только поставить рядом ещё пару катушек и проблема энергии решена, но тут надо вспомнить, что индукционный ток в соседней катушке создаёт своё магнитное поле, направленное против поля, его создавшего и очень быстро его подавит (вспомним и про безваттное сопротивление). Получается, что первую катушку всегда надо подпитывать током и он будет как бы переходить на вторую катушку. При этом, если вторую катушку не замыкать, то тока в разомкнутом контуре не будет и первая катушка практически не будет потреблять энергии. Так работают современные трансформаторы. Только я бы сказал, что он не переливает энергию с одной катушки на другую, а продавливает с огромным усилием и потерями, нагреваясь и гудя при этом.

Решением проблемы могло бы стать создание катушки, которая бы не оказывала сопротивления магнитному потоку, т.е. не имеющей самоиндукции. Однако тут появляется противоречие: в катушке, обладающей индукцией всегда будет и ток самоиндукции, а в катушке, не имеющей индуктивности, не может появиться индукционный ток и она бесполезна. Любой замкнутый проводник имеет свою индуктивность, хоть самую малую.

Никола Тесла очень хорошо представлял себе магнитные поля и их взаимодействия и поэтому смог найти очень простое и, я бы сказал, элегантное решение проблемы. Он придумал катушку, у которой пропадает реактивное сопротивление на определённой частоте. Эта катушка была названа бифилярной:

Тесла запатентовал эту катушку, как что-то совершенно новое, чем она и была, но не описал в патенте своего способа её использования, а скорее всего это описание было позже изъято. В описании осталось только упоминание, что эта катушка может использоваться для создания больших магнитных полей. С другой стороны, один из видов этой катушки как раз обладает нулевой самоиндукцией. Совпадение?

Сейчас различные виды этой катушки используются в радиотехнике, но оригинального назначения, похоже, так до сих пор никто и не понял. Более подробно об этой катушке я напишу в следующий раз.

Источник

Варочная панель: электрическая или индукционная?

Выбор варочной поверхности — один из тех вопросов, который приходится решать как счастливым новоселам, так и просто тем, чья старая плита пришла в негодность. Сегодня выбор делается, как правило, между электрическими и индукционными варочными поверхностями: газовые плиты тоже по-своему хороши, но во многие новостройки сейчас даже не проводят газ. И выбор этот, при всей его неизбежности, не слишком очевиден. Так какая же плита лучше — электрическая или индукционная.

Читайте также:  Как ток проходит через тела человека схема

Варочная панель: электрическая или индукционная? - фото

Я давно планировал написать статью о плюсах и минусах электрических и индукционных варочных поверхностей, но хотел сделать это с практических позиций, на что теперь имею полное право: шесть лет я готовил на электрической плите, которую недавно заменил на индукционную варочную поверхность Pyramida IFEA 640 B, и теперь могу рассказать о достоинствах и недостатках обоих решений из собственного опыта.

Чем индукционная плита отличается от электрической?

Перед тем, как дать ответ на вопрос, какая плита лучше — индукционная или электрическая, — разберемся, чем они отличаются. Начнем с электрических варочных поверхностей как более старых. Их принцип действия довольно прост: электрический ток проходит через резистор, тот выделяет тепловую энергию, а она, в свою очередь, передается размещенной на нагревательном элементе посуде. Современные электрические плиты в основном имеют поверхность, выполненную из стеклокерамики, но по своему устройству они ушли от стареньких электроплиток с металлическими конфорками не так уж и далеко.

Варочная панель: электрическая или индукционная? - фото

Индукционная варочная панель действует по-другому: под каждой конфоркой размещен высокочастотный генератор, который создает в поставленной на конфорку металлической посуде вихревые индукционные токи. В этом случае посуда выступает в качестве проводника, и нагревается именно она, а не катушка или поверхность плиты — при условии, что посуда обладает проводящими свойствами. Если все это звучит для вас не очень понятно — не забивайте голову теорией, давайте лучше выясним, что это значит для нас на практике.

Итак, давайте сравним индукционные и электрические плиты по различным параметрам, а затем выведем итоговый счет. По каждому показателю обоим типам плит будет начисляться от 0 до 2 баллов в зависимости от того, насколько удачно они покажут себя в том или ином аспекте.

Варочная панель: электрическая или индукционная? - фото

Подходящая посуда

Первое, что я сделал, став счастливым обладателем индукционной плиты — пошел в магазин и купил адаптер, вот этот стальной блин, который стоит намного дороже, чем можно предположить, глядя на его форму. Как уже сказано выше, индукционная плита способна нагревать только ту посуду, которая обладает ферромагнитными свойствами, каковой среди служивших мне верой и правдой сковородок и кастрюль оказалось на удивление мало.

Адаптер способен превратить индукционную плиту в обычную электрическую, нагреваясь и передавая свое тепло поставленной на него посуде, однако он лишает ее всех достоинств, о которых пойдет речь ниже. Если же вы поставите на индукционную конфорку неподходящую сковородку, она даже не включится.

Чтобы понять, подойдет ли посуда для индукционной плиты, приложите к ней магнит или просто переверните, на совместимой посуде обычно размещают вот такую пиктограмму:

Варочная панель: электрическая или индукционная? - фото

Электрические плиты на первый взгляд лишены данного недостатка, однако на практике и они далеки от идеала. Электрическая варочная поверхность способна обеспечивать равномерный нагрев только в том случае, если посуда имеет идеально ровное дно, но даже у самой надежной кастрюли или сковороды с годами оно деформируется под воздействием сильного жара. По этой же причине на электрической плите неудобно или попросту невозможно готовить, используя обычный вок или казан со скругленными стенками и дном, придется использовать посуду, адаптированную специально для электрических варочных поверхностей.

Индукционная варочная поверхность — 0 баллов
Электрическая варочная поверхность — 1 балл

Удобство в использовании

Главная добродетель, которая понадобится вам при использовании электрической плиты — терпение. Конфорка нагревается достаточно быстро, почти моментально, однако для передачи ее тепла посуде нужно время. Много времени. На то, чтобы нагреть сковороду до температуры, подходящей для жарки, уходит минут 7, на то, чтобы довести до кипения кастрюлю воды для пасты — минут 15-20.

С тем, чтобы изменить температуру уже нагретой посуды, тоже все непросто — быстро увеличить «огонь» с низкого до максимального просто не получится, а самый надежный способ быстро снизить нагрев — снять посуду с плиты. Пожалуй, это самый главный недостаток электрической варочной поверхности — она медленна, инертна, и это делает ее жутко неудобной.

Варочная панель: электрическая или индукционная? - фото

С индукционной варочной поверхностью все не так. Источником тепла в ее случае является дно самой посуды, поэтому увеличение или уменьшение нагрева происходит в буквальном смысле моментально: если вашей предыдущей плитой была газовая, вы даже не заметите разницы.

Я специально провел эксперимент и засек время, которое потребовалось моей Pyramida IFEA 640 B для того, чтобы довести до кипения 2 литра воды в кастрюле без крышки. На это ушло 9,5 минут — в два с лишним раза меньше, чем я бы потратил, используя электрическую плиту. Кроме того, у индукционной варочной поверхности есть и другие плюсы, вытекающие из ее принципа действия.

Во-первых, это высокий КПД — тепловая энергия не уходит «в воздух», а почти полностью используется для нагрева пищи.

Во-вторых, ее экономичность — поскольку почти вся энергия используется по назначению, индукционная плита при прочих равных потребляет меньше электричества и обходится вам дешевле. Учитывая, что электрические и индукционные варочные поверхности стоят примерно одинаково, это крайне полезное по нынешним временам свойство.

В-третьих, плита автоматически выключится, если вы снимете с конфорки посуду, что также способствует экономии и природных ресурсов, и ваших денег. В общем, в плане удобства индукционная варочная панель заслуживает твердой пятерки (что по нашей шкале соответствует твердой двойке).

Индукционная варочная поверхность — 2 балла
Электрическая варочная поверхность — 0 баллов

В процессе своей работы индукционная варочная поверхность издает различные звуки, что явилось для меня открытием, ведь электрическая плита абсолютно бесшумна. Про индукционную этого сказать нельзя, она негромко потрескивает, включает скрытый в ее недрах вентилятор для охлаждения катушки и радиатора транзистора, словом, живет своей жизнью.

Ни в коем случае не подумайте, что эти звуки раздражают, пугают или как-то мешают мне жить, но они есть, и после не издавшей за несколько лет ни малейшего звука электрической плиты это удивляет. К чести индукционной плиты могу заверить, что звуки эти довольно тихие, и замечать их перестаешь достаточно быстро.

Индукционная варочная поверхность — 1 балл
Электрическая варочная поверхность — 2 балла

Варочная панель: электрическая или индукционная? - фото

Нагрев варочной поверхности

Принцип работы электрической плиты заключается в том, что тепло передается посуде путем контакта с разогретой конфоркой. Иными словами, электрическая плита просто обязана быть горячей, быстро нагреваться и не слишком быстро остывать, что влечет за собой несколько не самых приятных последствий.

Во-первых, такая плита представляет опасность ожогов, особенно для детей и домашних животных, а также пускай умеренную, но все же угрозу пожарной безопасности.

Во-вторых, остывая, плита отдает остаточное тепло в окружающий воздух, и если дело происходит жарким летом, а у вас к тому же нет кондиционера, можете сами вообразить, в какое пекло превращается кухня при одновременном приготовлении нескольких блюд.

В-третьих, любая жидкость, будто то соус или суп, капнув на нагретую конфорку, мгновенно превращается в едкий дым, оставаясь на поверхности трудноудаляемым черным пятном. Конечно, в продаже имеется широкий выбор средств для борьбы с такими загрязнениями, но сам факт появления неприятных запахов и дополнительной головной боли радовать не может.

Иное дело индукционная варочная поверхность! Как уже говорилось выше, она не нагревается сама, а порождает тепло непосредственно в размещенной на ней посуде — и одно это создает огромную пропасть между электрическими и индукционными плитами. Да, индукционная плита может нагреться, но это будет тепло поставленной на нее посуды, и если вы снимете кастрюлю с плиты, варочная поверхность быстро остынет. Не будет ожогов, не будет перегрева воздуха, а пятна, если и будут, оттираются с гораздо меньшим трудом. Словом, по этому параметру индукционная плита опережает электрическую с большим отрывом.

Индукционная варочная поверхность — 2 балла
Электрическая варочная поверхность — 0 баллов

Варочная панель: электрическая или индукционная? - фото

Вердикт

Разумеется, я перечислил далеко не все различия между индукционными и электрическими плитами — но самые основные привел, так что пора подвести итог. Подсчитаем набранные баллы:

Индукционная варочная поверхность — 5/8
Электрическая варочная поверхность — 3/8

О чем это говорит? О том, что электрическая варочная поверхность вполне пригодна к использованию, что я доказал на собственном опыте, а вы можете проверить сами, ведь 99% рецептов с этого сайта за последние 6 лет приготовлены именно на электрической плите.

В свою очередь, индукционную плиту тоже нельзя назвать идеалом — и если на такую мелочь, как небольшой шум, вполне можно закрыть глаза, то несовместимость с большим количеством хорошей в остальном посудой печалит куда сильнее. Значит, технологиям есть куда расти, и мы можем надеяться на появление в обозримом будущем варочных поверхностей и плит без этих недостатков.

Однако на данный момент индукционная плита — это день сегодняшний, а электрическая — уже вчерашний. Значит ли это, что индукционная плита однозначно лучше электрической? Пожалуй, я готов ответить на этот вопрос утвердительно, ведь достоинства моей новой плиты Pyramida перевешивают ее недостатки, да и в посуде, подходящей для индукционных плит, недостатка не наблюдается.

Для тех же, кто успел обзавестись любимой посудой и не хочет отправлять ее на свалку истории вместе со старой плитой, есть вполне рабочие решения — уже упомянутый адаптер для индукционных плит или комбинированные варочные поверхности, часть конфорок которых является обычными электрическими, а остальные работают по индукционному принципу. Это позволит вам не расставаться с любимой посудой, но при этом приоткрыть дверь в будущее — коль скоро вы все еще боитесь открыть ее нараспашку.

Источник

Индукционная или электрическая варочная панель – какую выбрать?

Сегодня на рынке бытовой техники инновационные решения все чаще приходят на смену классическим технологиям и концепциям. Яркий пример передовых идей, которые приобрели массовую популярность среди потребителей – варочные поверхности.

Компактные и стильные, безопасные и практичные – они уверенно вытесняют привычные газовые плиты на отечественных кухнях. Электрические и индукционные панели используются повсеместно, они получают все больше положительных отзывов: не только благодаря дизайну, но и отличным эксплуатационным показателям. Энергоэффективность – весомое преимущество отдельных моделей. Стоит подробнее разобраться в особенностях такого инженерного решения и сравнить две базовые категории приборов.

Читайте также:  Подвижной частью генератора переменного тока является

В чем преимущество варочной поверхности?

Такая техника относится к категории модульных агрегатов: панели компактны, легко комбинируются с другими видами встраиваемых или отдельностоящих бытовых приборов. Варочная поверхность идеально подойдет для тех, кто не собирается довольствоваться стандартными интерьерными решениями, а планирует индивидуально и вдумчиво подойти к вопросу оптимизации рабочей зоны.

Главное отличие от плиты и ключевое преимущество панелей – возможность монтажа в корпусную мебель, фактически в любой части кухни. У независимых встраиваемых моделей есть свои плюсы и минусы, но они однозначно помогут сэкономить полезную площадь на кухне при правильной организации пространства. Такие агрегаты созданы по принципам эргономики и обеспечивают широкие возможности по кастомизации, а это – два самых актуальных тренда в сфере разработки кухонной техники.

Выбирая такое устройство и комбинируя варочную поверхность с духовым шкафом, вы сами обустраиваете рабочее пространство, ориентируясь на персональные потребности и критерии комфорта. В ассортименте ведущих производителей легко найти технику с подходящим дизайном и нужной конструкцией: с разными расположением, размером и формой зон нагрева. Встречаются даже модели, у которых вся площадь представляет собой одну большую рабочую поверхность. Такие образцы – явление редкое, но дизайн набирает популярность.

Сравнивая отличия и преимущества, можно с уверенностью говорить: индукционные и электрические панели с большой нагревательной зоной обеспечивают невиданную по сравнению с конфорочными плитами свободу действий на кухне. Более практичные варочные панели позволяют компактно разместить разные виды посуды и одновременно готовить множество блюд.

Что же касается характеристик, показателей производительности, экономичности и безопасности, то тут большое значение играет тип нагревателя. Чтобы подобрать оптимальную модель, стоит внимательно рассмотреть все представленные на рынке технологии. Это не займет много времени – в списке современных и перспективных решений всего две ключевые позиции.

Индукционная и электрическая варочная панель – в чем разница?

У этих двух категорий общая черта только одна – оба вида приборов питаются от сети. По конструкции же электрические и индукционные модели варочных панелей довольно существенно отличаются. В целом выделяют пять основных типов бытовых нагревателей:

  • катушка индукции;
  • простая спираль накаливания;
  • трубчатый электронагреватель;
  • галогенный инфракрасный;
  • тонкий ленточный (Hi-Light).

Только четыре используются в конструкции современных кухонных агрегатов. Разница между ними проявляется в особенностях эксплуатации и технических характеристиках. Нельзя однозначно сказать, какая варочная панель лучше: для кого-то экономнее и удобнее использовать индукционные поверхности, кому-то покажутся надежнее и производительнее электрические модели. Многое зависит от бренда и тех идей, которые он смог реализовать. Если рассматривать продукцию известных европейских торговых марок, то можно сказать, что однозначно неудачных решений нет среди агрегатов обеих категорий. Преимуществ у современных и функциональных моделей больше, чем недостатков, независимо от вида нагревателя.

В нашей статье мы подробно разберем и сравним принципы работы, особенности установки и эксплуатации, преимущества и недостатки каждого из вариантов. Для кого-то наш обзор станет лишним поводом выбрать индукционную панель, а кто-то окончательно убедится, что является поклонником электрических варочных поверхностей. В любом случае мы постараемся быть максимально объективными в нашей статье. Начнем с общего анализа, а в конце подробно рассмотрим продукцию Miele – немецкого производителя бытовой техники премиум-класса.

Электрические варочные поверхности

Закон Джоуля-Ленца, согласно которому электрический ток, проходя через проводник, выделяет тепло, был открыт еще в 1842 году, но первый бытовой прибор с нагревательной спиралью появился лишь на 50 лет позже. Плиту презентовал на международной выставке канадец Томас Ахерн, но большой популярностью его изобретение не пользовалось. Причина очевидна – в то время даже в развитых странах массовая электрификация домов была запредельной мечтой.

Серийно производство стало возможно только в начале 20 века, первыми за дело взялись немецкие инженеры. Они испробовали несколько технологий, экспериментируя с резистивными нагревательными элементами. В результате проверку временем прошли только два метода.

Принцип работы

В современных электрических панелях используют спираль накаливания или галогенный нагреватель. Выпускаются устройства с открытой и закрытой схемой – спираль нагревает металлический диск или контактирует с посудой через другой жаропрочный материал. Самыми экономными считаются модели со стеклокерамической поверхностью, которая отбирает минимальное количество тепла. Тем не менее даже такой принцип работы не идеален, ведь прибор нагревает не только посуду и продукты, но и окружающее пространство, иногда температура воздуха поднимается ощутимо.

Преимущества и недостатки

Это самые мощные варочные агрегаты электрического типа. Такая особенность панелей имеет свои плюсы и минусы:

  • очень быстро нагревается до максимума (воду можно вскипятить за считанные минуты);
  • совместимы с любым типом и формой посуды (если материалу не противопоказано высокотемпературное воздействие);
  • точность регулировки зависит от характеристик модели (как и набор автоматических функций);
  • есть возможность выбрать бюджетные варианты;
  • не самый высокий КПД;
  • довольно низкие показатели энергоэффективности (даже у компактных образцов);
  • показатели безопасности далеки от идеала (конфорки нагреваются до 550°С по центру и до 150-180 по периферии, исключение – галогенные).

Как выбрать

Ориентируйтесь на количество и расположение нагревательных зон, тип конфорок (закрытые и открытые), метод подключения и управления. Если для вас имеет значение скорость нагрева – лучше купить электрическую варочную панель с галогенными элементами, хотя их срок эксплуатации короче, чем у спиральных. Планируете использовать встраиваемую поверхность отдельно от духового шкафа – стоит выбрать независимую модель.

Индукционные поверхности

Английский физик Майкл Фарадей открыл явление электромагнитной индукции в 1831 году, но кухонные плиты с таким типом нагревателя появилась даже позже, чем обычные электрические. Несмотря на то, что в домах у людей уже имелись некоторые образцы приборов, питающихся от сети, потребители еще не были готовы к подобным «чудесам». Многие из них скептически отнеслись к плите, которая без прямого нагрева заставляла воду в кастрюле кипеть. Некоторые даже называли подобную технологию шарлатанской, а производителей плит – мошенниками.

Двадцатый век расставил все на свои места: благодаря стараниям инженеров производство таких агрегатов удешевилось, их себестоимость снизилась, а количество доступных на полках моделей расширилось. Теперь каждый мог попробовать и убедиться, что никакого волшебства в этом изобретении нет – чистая наука.

Первая полноценная индукционная варочная панель ушла в серийное производство только в 1987 году. Сегодня такие бытовые приборы стали компактнее, производительнее, экономичнее и в целом совершеннее, но принцип их работы практически не изменился.

Устройство

Работа индукционной варочной панели основана на принципе создания магнитного поля: ток поступает на специальную лакированную медную катушку, сгенерированная электромагнитная энергия проходит сквозь стеклокерамическую поверхность и создает вихревые токи на дне металлической посуды. Блуждающий заряд высвобождается в виде тепловой энергии – это локализованное температурное воздействие. Жар не рассеивается, не нагревает другие объекты, а при острожном обращении никогда не сможет стать причиной ожога. Сравним преимущества и недостатки индукционных панелей.

Плюсы и минусы

Электромагнитный метод нагрева считается одним из самых быстрых, безопасных и экономных. Это перспективное направление для создания практичных и эффективных кухонных приборов. Вот небольшой список плюсов и минусов:

  • идеально ровная поверхность из стеклокерамики (стильный дизайн, удобство использования);
  • абсолютная безопасность (нагревается до 60°С по центру и до 25 по периферии);
  • потери тепловой энергии минимальны (лучшие показатели энергоэффективности среди аналогов);
  • остатки пищи не пригорают (простота ухода – важное достоинство таких варочных панелей);
  • стоимость больше, чем у многих других категорий техники;
  • площадь соприкосновения посуды и материал ее изготовления – ключевые параметры готовки (необходимо покупать специальную утварь);
  • индукционный нагреватель – это источник электромагнитного излучения (влияет на работу других агрегатов).

Советы по выбору

Большинство моделей представлены встраиваемыми приборами с независимым подключением. За счет небольшой площади врезания можно выбрать индукционную панель с широкой варочной поверхностью и провести монтаж даже при нехватке свободного места на кухне. На рынке представлены модели с разным количеством зон нагрева. Они могут быть круглыми, прямоугольными, квадратными и комбинированными. Схема подключения подразумевает использование обычной бытовой сети, но нужно размещать агрегат в полуметре от холодильника и другой крупной бытовой техники или домашней электроники.

Стоит ли покупать специальную посуду?

Электромагнитный нагрев действует только на некоторые материалы. Поэтому вам понадобится специальная посуда для индукционных варочных панелей. Можно использовать: чугун, эмалированную сталь или нержавейку с особым покрытием. Дно у кастрюль и сковородки должно быть плоским и широким (готовить с WOK проблематично).

Миф о вредности индукционной поверхности

Ученые уже давно говорят, что такие приборы не наносят вреда здоровью человека, но некоторые потребители все еще сомневаются. Специалисты полностью «оправдали» индукционные панели в начале 21 века, проведя ряд исследований и доказав, что:

  • электромагнитное излучение от таких приборов находится в безопасном для человека и животных спектре;
  • поле полностью рассеивается уже на расстоянии 30 сантиметров от агрегата;
  • материалы и предметы окружающей обстановки поглощают практически всю энергию;
  • локальный характер распространения ограничивает индуктивность.

Единственный важный момент, о котором стоит помнить: людям с кардиостимуляторами и дефибрилляторами не стоит подходить к работающему агрегату ближе, чем на полметра.

Особенности и преимущества варочных поверхностей Miele

Разобравшись с общими рабочими принципами и отличиями двух методов нагрева, перейдем к обзору актуальных решений из каталога немецкого бренда. Эта компания хорошо известна покупателям из России и стран западной Европы. Под маркой Miele выходят десятки образцов бытовой техники, в основном модели премиум-класса, в том числе и стильные варочные панели для кухни. Это электроприборы с современным программным управлением, большим выбором функций, корпусом из ударопрочной стеклокерамики и износостойкой нержавеющей стали. Во всех отношениях такая продукция способна удовлетворить даже взыскательных потребителей.

Простота в управлении

Среди таких агрегатов механическое управление – большая редкость. Практически все варочные поверхности Miele снабжены цифровым интерфейсом, системой точной терморегуляции и удобной индикацией рабочих процессов. Множество программируемых параметров и функций прилагается.

Высокая степень безопасности

Приборы оснащаются системой аварийного отключения, блокировкой от детей и другими полезными функциями. Как мы уже упоминали: обжечься о поверхность индукционной варочной панели невозможно, а электрические модели с нагревателями типа Hi-Light очень быстро остывают.

Читайте также:  Определить задающий ток узла

Функция «Таймер» и сенсорное управление

Отсроченный старт и автоматическое отключение доступны далеко не на всех устройствах. Стоит внимательно изучить инструкцию конкретной варочной панели, чтобы узнать, есть ли у нее сенсорное управление, таймер и другие программируемые режимы.

Легкость в уходе

Обслуживание поверхности из стеклокерамики не требует лишних усилий: загрязнения не присыхают и не пригорают – чтобы поддерживать идеальную чистоту, достаточно влажной салфетки. Уход за индукционной варочной панелью не требует использования скребков и абразивных средств. Чистка электрических – в зависимости от материала изготовления: нержавеющая сталь и эмаль менее практичны. Бренд Miele выпускает в основном образцы с поверхностью из стеклокерамики или закаленного стекла, а сталь защищается специальным покрытием, на котором не остается отпечатков пальцев.

Современный дизайн

Производитель бытовой техники из Германии регулярно презентует на международных выставках новые оригинальные коллекции и эксклюзивные серии. Среди них немало встраиваемых варочных панелей, которые обладают универсальным лаконичным оформлением и без труда интегрируются в дизайн любого интерьера. Такие модели от Miele будут одинаково удачно смотреться и в минималистической стилистике, и в кухне с винтажной мебелью. Чтобы оценить актуальные направления в дизайне, советуем вам ознакомиться с каталогом новинок на нашем сайте.

При необходимости вы всегда можете рассчитывать на бесплатную консультацию нашего профильного менеджера: оставьте контактные данные на этой странице, и он перезвонит вам в течение нескольких минут.

Варочная панель Miele CS 7612 FL

Источник

Катушка индуктивности, дроссель.

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Катушка индуктивности (inductor. -eng)– устройство, основным компонентом которого является проводник скрученный в кольца или обвивающий сердечник. При прохождении тока, вокруг скрученного проводника (катушки), образуется магнитное поле (она может концентрировать переменное магнитное поле), что и используется в радио- и электро- технике.

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

К точной и компьютерной технике технике больше близок дроссель (Drossel, регулятор, ограничитель), так как он чаще всего применяется в цепях питания процессоров, видеокарт, материнских плат, блоков питания & etc. В последнее время, применяются индукторы закрытые в корпуса из металлического сплава для уменьшения наводок, излучения, шумов и высокочастотного свиста при работе катушки.

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Дроссель служит для уменьшения пульсаций напряжения, сглаживания или фильтрации частотной составляющей тока и устранения переменной составляющей тока. Сопротивление дросселя увеличивается с увеличением частоты, а для постоянного тока сопротивление очень мало. Характеристики дросселя получаются от толщины проводника, количества витков, сопротивления проводника, наличия или отсутствия сердечника и материала, из которого сердечник сделан. Особенно эффективными считаются дроссели с ферритовыми сердечниками (а также из альсифера, карбонильного железа, магнетита) с большой магнитной проницаемостью.

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Используется в выпрямителях, сетевых фильтрах, радиотехнике, питающих фазах высокоточной аппаратуры и другой технике требующей стабильного и «правильного» питания. Многослойная катушка может выступать и в качестве простейшего конденсатора, так как имеет собственную ёмкость. Правда, от данного эффекта пытаются больше избавиться, чем его усиливать и он считается паразитным.

Как работает дроссель.

В цепях переменного тока, для ограничения тока нагрузки, очень часто применяют дроссели — индуктивные сопротивления. Перед обычными резисторами здесь у дросселей имеется серьезные преимущества — значительная экономия электроэнергии и отсутствие сильного нагрева.

Каково устройство дросселя, на чем основан принцип его работы?

Устроен дроссель очень просто — это катушка из электрического провода, намотанная на сердечнике из ферромагнитного материала. Приставка ферро, говорит о присутствии железа в его составе (феррум — латинское название железа), в том или ином количестве.

Принцип работы дросселя основан на свойстве, присущем не только катушкам но и вообще, любым проводникам — индуктивности. Это явление легче всего понять, поставив несложный опыт.

Для этого требуется собрать простейшую электрическую цепь, состоящую из низковольтного источника постоянного тока (батарейки), маленькой лампочки накаливания, на соответствующее напряжение и достаточно мощного дросселя (можно взять дроссель от лампы ДРЛ-400 ватт).

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Без дросселя, схема будет работать как обычно — цепь замыкается, лампа загорается. Но если добавить дроссель, подключив его последовательно нагрузке(лампочке), картина несколько изменится.

Присмотревшись, можно заметить, что во первых, лампа загорается не сразу, а с некоторой задержкой, во вторых — при размыкании цепи возникает хорошо заметная искра, прежде не наблюдавшаяся. Так происходит потому что, в момент включения ток в цепи возрастает не сразу — этому препятствует дроссель, некоторое время поглощая электроэнергию и запасая ее в виде электромагнитного поля. Эту способность и называют — индуктивностью.

Чем больше величина индуктивности, тем большее количество энергии может запасти дроссель. Еденица величины индуктивности — 1 Генри В момент разрыва цепи запасеная энергия освобождается, причем напряжение при этом может превысить Э.Д.С. используемого источника в десятки раз, а ток направлен в противоположную сторону. Отсюда заметное искрение в месте разрыва. Это явление называется — Э.Д.С. самоиндукции.

Если установить источник переменного тока вместо постоянного, использовав например, понижающий трансформатор, можно обнаружить что та же лампочка, подключенная через дроссель — не горит вовсе. Дроссель оказывает переменному току гораздо большое сопротивление, нежели постояному. Это происходит из за того, что ток в полупериоде, отстает от напряжения.

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Получается, что действующее напряжение на нагрузке падает во много раз(и ток соответственно), но энергия при этом не теряется — возвращается за счет самоиндукции обратно в цепь. Сопротивление оказываемое индуктивностью переменному току называется — реактивным. Его значение зависит от величины индуктивности и частоты переменного тока. Величина индуктивности в свою очередь, находится в зависимости от количества витков катушки и свойства материала сердечника, называемого — магнитной проницаемостью, а так же его формы.

Магнитная проницаемость — число, показывающее во сколько раз индуктивность катушки больше с сердечником из данного материала, нежели без него(в идеале — в вакууме.)

Т. е — магнитная проницаемость вакуума принята за еденицу.

В радиочастотных катушках малой индуктивности, для точной подстройки применяются сердечники стержеобразной формы. Материалами для них могут являться ферриты с относительно небольшой магнитной проницаемостью, иногда немагнитные материалы с проницаемостью меньше 1.

В электромагнитах реле — сердечники подковоообразной и цилиндрической формы из специальных сталей.

Для намотки дросселей и трансформаторов используют замкнутые сердечники — магнитопроводы Ш — образной и тороидальной формы. Материалом на частотах до 1000 гц служит специальная сталь, выше 1000 гц — различные ферросплавы. Магнитопроводы набираются из отдельных пластин, покрытых лаком.

У катушки, намотанной на сердечник, кроме реактивного(Xl) имеется и активное сопротивление(R). Таким образом, полное сопротивление катушки индуктивности равно сумме активной и реактивной составляющих.

Как работает трансформатор.

Рассмотрим работу дросселя собранного на замкнутом магнитопроводе и подключенного в виде нагрузки, к источнику переменного тока. Число витков и магнитная проницаемость сердечника подобраны таким образом, что его реактивное сопротивление велико, ток протекающий в цепи соответственно — нет.

Ток, переодически изменяя свое направление, будет возбуждать в обмотке катушки (назовем ее катушка номер 1) электромагнитное поле, направление которого будет также переодически меняться — перемагничивая сердечник. Если на этот же сердечник поместить дополнительную катушку(назовем ее — номер 2), то под действием переменного электромагнитного поля сердечника, в ней возникнет наведенная переменная Э.Д.С.

Если количество витков обеих катушек совпадает, то значение наведенной Э.Д.С. очень близко к значению напряжения источника питания, поданного на катушку номер 1. Если уменьшить количество витков катушки номер 2 вдвое, то значение наведенной Э.Д.С. уменьшится вдвое, если количество витков наоборот, увеличить — наведенная Э.Д.С. также, возрастет. Получается, что на каждый виток, приходится какая-то определенная часть напряжения.

Обмотку катушки на которую подается напряжение питания (номер 1) называют первичной. а обмотка, с которой трансформированое напряжение снимается — вторичной .

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Отношение числа витков вторичной(Np ) и первичной (Ns ) обмоток равно отношению соответствующих им напряжений — Up (напряжение первичной обмотки) и Us (напряжение вторичной обмотки).

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Таким образом, устройство состоящее из замкнутого магнитопровода и двух обмоток в цепи переменного тока можно использовать для изменения питающего напряжения — трансформации. Соответственно, оно так и называется — трансформатор .

Если подключить к вторичной обмотке какую-либо нагрузку, в ней возникнет ток(Is ). Это вызовет пропорциональное увеличение тока(Ip ) и в первичной обмотке. Будет верным соотношение:

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Трансформаторы могут применяться как для преобразовния питающего напряжения, так и для развязки и согласования усилительных каскадов. При работе с трансформаторами необходимо обратить внимание на ряд важных параметров, таких как:

1. Допустимые токи и напряжения для первичной и вторичной обмоток.

2. Максимальную мощность трансформатора — мощность которая может длительное время передаваться через него, не вызывая перегрева обмоток.

3. Диапазон рабочих частот трансформатора.

Параллельный колебательный контур.

Если соединить катушку индуктивности и конденсатор — получится очень интересный элемент радиотехники — колебательный контур. Если зарядить конденсатор или навести в катушке Э.Д.С. используя электромагнитное поле — в контуре начнут происходить следующие процессы: Конденсатор разряжаясь, возбуждает электромагнитное поле в катушке индуктивности. Когда заряд истощается, катушка индуктивности возвращает запасенную энергию обратно в конденсатор, но уже с противоположным знаком, за счет Э.Д.С. самоиндукции. Это будет повторяться снова и снова — в контуре возникнут электромагнитные колебания синусоидальной формы. Частота этих колебаний называется резонансной частотой контура, и зависит от величин емкости конденсатора(С), и индуктивности катушки (L).

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Параллельный колебательный контур обладает очень большим сопротивлением на своей резонансной частоте. Это позволяет использовать его для частотной селекции(выделения) в входных цепях радиоаппаратуры и усилителях промежуточной частоты, а так же — в различных схемах задающих генераторов.

Цветовая и кодовая маркировка индуктивностей.

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Обычно для индуктивностей кодируется номинальное значение индуктивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала. Номинальное значение кодируется цифрами, а допуск — буквами. Применяется два вида кодирования.

Первые две цифры указывают значение в микрогенри (мкГн), последняя — количество нулей. Следующая за цифрами буква указывает на допуск. Например, код 101J обозначает 100 мкГн ±5%. Если последняя буква не указывается —допуск 20%. Исключения: для индуктивностей меньше 10 мкГн роль десятичной запятой выполняет буква R, а для индуктивностей меньше 1 мкГн — буква N.

D=±0,3 нГн; J=±5%; К=±10%; M=±20%

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Индуктивности маркируются непосредственно в микрогенри (мкГн). В таких случаях маркировка 680К будет означать не 68 мкГн ±10%, как в случае А, а 680 мкГн ±10%.

Катушка индуктивности, дроссель. Катушка индуктивности, Дроссель, Ремонт техники, Видео, Длиннопост

Как измерить индуктивность катушки, дросселя.

Источник