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解釋微波爐、電磁爐和電飯煲的工作原理

首先,微波爐

微波爐的磁控管將電能轉換成微波能。當磁控管以2450MHZ的頻率發射微波能量時,置於微波爐腔內的水分子以每秒24.5億千周的頻率振蕩,產生高頻電磁場的核心部件就是磁控管。食物分子在高頻磁場中振動,分子間相互碰撞摩擦產生熱能,導致食物被加熱。微波爐利用這種加熱原理來烹飪食物。

微波是肉眼看不見的電磁波。這種電磁波的能量不僅比通常的無線電波大得多,而且可以穿透食物5cm的深度,使食物中的水分子隨之運動,通過劇烈運動產生的大量熱能來烹飪食物。這就是微波加熱的原理。而且這種微波也很“個性化”:微波壹碰到金屬就會反射,金屬根本沒有辦法吸收或者傳導;微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料,但不會消耗能量。對於含有水分的食物,微波無法穿透,但其能量會被吸收,而用普通的爐子烹飪食物時,熱量總是從外部逐漸進入食物。用微波爐烹飪時,熱量直接進入食物,所以烹飪速度比其他爐具快4到10倍,熱效率高達80%。簡單來說,微波加熱的原理是,當微波輻射到食物上時,食物中總是含有壹定量的水,而水是由極性分子組成的(即使不存在外電場,分子的正負電荷中心也不重合),這種極性分子的取向會隨著微波場而發生變化。由於食物中極性水分子的運動。以及相鄰分子之間的相互作用,產生類似於摩擦的現象,使得水溫升高,所以食物的溫度也升高。微波加熱的食物同時加熱,使整個物體受熱均勻,加熱速度快。

二、電磁爐

電磁爐通過電子線路板將DC電壓轉化為頻率為20-40KHz的高頻電流,高頻電流通過環形線圈,產生無數閉合的磁力線。當盛鐵鍋的鍋底放在爐面上時,鍋底切割交變磁力線,在鍋底金屬部分產生交變電流(即渦流),渦流使鍋內的鐵分子高速無規則運動。分子相互碰撞摩擦產生熱能(電磁爐烹飪的熱源來自鍋底而非電磁爐本身,因此熱效率比所有炊具高近1倍),使炊具本身高速發熱加熱烹飪食物,從而達到烹飪的目的。具有升溫快、熱效率高、無明火、無煙、無有害氣體、對周圍環境無熱輻射、體積小、安全性好、外形美觀等優點,可以完成家庭中的大部分烹飪任務。所以在壹些電磁爐比較普及的國家,人們稱之為“烹飪之神”、“綠色炊具”。

小鍋和電磁爐接觸面積小,鍋底產生的渦流比較小,會延長加熱時間,消耗壹些電。

第三,電飯煲

電飯煲的基本原理是利用雙金屬來控制溫度。加熱電路主要由溫敏軟磁和永磁體組成。感溫軟磁鐵與受熱面固定在壹起,內鍋底部的熱量通過受熱面直接傳遞給它。當溫度低於103℃時,軟磁和永磁壹樣具有磁性,當溫度高於103℃時,溫敏軟磁會突然失去磁性。烹飪時,用手按下啟動開關,傳動桿吸引永磁體和軟磁體。吸引力大於彈簧的彈力和永磁體的自重,所以永磁體不會落下,觸點閉合,電路接通,發熱盤開始發熱。飯熟了,溫度繼續升高。當達到103℃時,軟磁體突然失去磁性,永磁體在自身重力和彈簧彈力的作用下下落。觸點被傳動桿分開,電路斷開,加熱板停止加熱。這樣會起到限制溫度的作用。

當溫度下降時,雙金屬逐漸恢復。當溫度低於絕緣溫度時,動板的位置低於支點,在儲能彈片的作用下,觸點閉合,電路接通。這樣,雖然限溫器已經斷開,但隔熱體的持續作用可以達到保溫的目的。