電磁爐電路原理及關鍵技術的探究

摘 要：高中物理課程是一門基礎自然科學，作為高中學習階段的必修課程之一，在高中學習階段中具有重要意義。為了提高學生自身物理知識和物理應用能力，本文通過對高中物理課程的學習和理解，以電磁感應知識為例，觀察和探討電磁爐電路原理以及關鍵技術，希望可以為廣大高中生擴大物理知識范圍，進一步加深電磁感應知識的理解，幫助高三學生復習知識點。

關鍵詞：高中物理；電磁；電路原理；技術

電磁爐作為一種常見家用電器，越來越多應用于人們生活，隨著電磁感應技術成熟和完善，大大提高了電磁爐的使用效能和安全性，被廣大消費者認可。通過高中物理知識學習得知，電磁感應現象（electromagnetic induction）是運用交變電流產生交變磁場，然后由法拉第定律產生渦旋電流，最后運動產生的焦耳熱效應讓導體溫度升高，從而完成電磁爐的加熱。鑒于此，本文結合自身在高中物理課程中對電磁感應知識的認識，總結電磁爐電路原理和關鍵技術。

一、 認識電磁爐以及組成

在高中物理課程內容中得知，電磁爐又稱為電磁灶，是現代廚房智能化發展的產物，沒有明火、不耗氧，不產生溫室氣體，改變了過去傳導加熱方式，完全靠電能提供能量的加熱廚具。一臺電磁爐主要有五部分組成：①加熱部分：電磁爐鍋體以及臺面下的感應線圈；②控制部分：電源開關、溫度調節器等智能開關等；③冷卻部分：爐內電器元件的冷卻處理，內部電扇和底部進風口完成散熱冷卻；④電氣部分：整流回路、控制回路以及繼電器、電風扇等組成；⑤烹飪部分：鋁、搪瓷、不銹鋼和鐵等材料組成。

二、 電磁爐電路實現原理

電磁爐電路通常由市電電路、主電流回路、驅動電路、保護電路、LED低壓電路和過流保護電路等構成，電路實現原理如下：

（一） 市電回路

當電磁爐設備接入220 V直流電源后，電壓通過熔斷器所產生的熱量將熔體斷開，經過電容（C）過濾來自高頻干擾的脈沖，壓敏電阻（R）防止電壓過高造成電磁損壞，熔斷器用來防止功率元件造成電流過大故障，從而形成一種電路保護機制。

（二） 主電流回路

主電流回路由扼流線圈、濾波電容、整流橋、高頻轉換設備、勵磁線圈以及功率工作管線等構成。當220 V的電壓通過整流橋時，電感的低濾波和濾波電容可以獲取到300 V的直流電壓，從而為功率工作管線提供正常電壓環境。

（三） 同步電路

同步電路是由外圍電路構成，直流電壓通過高頻干擾過濾、串聯分壓之后，傳輸到反相輸入端，作為比較器的基準信號使用，功率工作管線通過c極電壓實現串聯分壓工作，得到的采樣信號傳輸至同相輸入端。當電磁爐開始正常工作之后，隨著功率工作管線的導通與截面的采樣電壓進行運動變化，通過這些信號來控制振蕩電路，從而實現同步電路。

三、 電磁爐關鍵技術及特征

（一） 小功率智能加熱控制技術

在傳統老式電磁爐低功率加熱中，一般采用大功率間歇式加熱方法，在烹飪時會出現食材混合現象，還容易造成溢出或者糊底情況，食材口感較差；而現在的電磁爐則充分運用物理科學原理，采用小功率智能加熱控制，對電流的控制周期要比普通電磁爐提高500倍，加熱持久均勻、食物口感較好。另外，普通電磁爐在滿負荷運轉階段，電器元件會超負荷運轉，導致壽命縮短和安全隱患，而小功率智能加熱控制技術的運用，可采用溫度傳感器對加熱部件進行智能監控和調節控制，保障電子元器件的安全性和穩定性。

（二） 500倍逐頻技術和聚能雙層線圈盤

電磁爐熱效率主要取決于對電流電壓的精準控制，現在電磁爐一般采用周期跟蹤控制技術，將控制周期控制在0.002秒之內，能夠實現頻率提高500倍速，大大提高了電磁爐技術革新。另外，雙層疏繞設計下的聚能雙層線圈盤能夠提高電磁爐磁通量，熱銷能高達90%以上，線圈盤采用專利技術，磁條底部安裝，與銅線保持絕緣狀態，同時又不影響線圈盤與磁條相互聚磁的性能，解決了長期困擾磁爐的燒盤問題，大大提升了線圈盤的壽命，減少了磁爐的維修率。

（三） 聚磁金盾技術

傳統方式電磁爐采用單層線圈盤，磁通量僅為70%-75%左右，熱效能不能充分利用，現在的電磁爐采用聚磁金盾技術，磁通量大大提高，保證效能90%以上，而且還有防輻射系統，杜絕電磁泄漏，使用更加健康；另外，防水和防干燒已經成為消費者關注的安全問題，為此電磁爐已經改進技術，大大提升了安全性。

綜上所述，高中物理學科規律具有較大的普遍性和基本性，電磁感應作為重要知識點之一，同時也是近年來高考中的熱點命題，對其進行深入了解，可以充分了解我們日常生活中電磁感應現象的原理和作用。因此，本文結合自身對電磁感應知識的理解和學習重點歸納，分析了電磁爐的電路原理以及關鍵技術，希望為高中生提供復習幫助。

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作者簡介：

陳芊一，山東省濟南市，山東省實驗中學。