常松東
電熱類家用電器好多都是將電能最終轉化為內能的,如電熨斗、電烙鐵、電暖器、電爐子、電磁爐、電飯煲、微波爐、熱水器等,它們都是將電能轉化為熱,但這些家用電熱器都是利用了電流的熱效應嗎?答案是否定的。
電熱類家用電器按電熱元件的電熱轉換方式可分為電阻式、紅外式、感應式、微波式四大類。
一、電阻式
電阻式電熱器是直接利用了電流的熱效應,這種電器的核心部分是發熱體,是由電阻率大、熔點高的材料制成的,電流通過發熱體后產生熱,這些熱再以熱傳遞的方式(傳導、對流、輻射)傳送到被加熱物體,這種加熱方式是目前使用最為廣泛的一種形式,如電熨斗、電烙鐵、電爐子、電飯煲(電飯鍋)、電熱水器、暖風機等。
二、紅外式
紅外線也是一種電磁波,其波長在1um以上時極易被物體吸收,使物體溫度升高,紅外式電熱器就是利用了紅外線的熱作用,其加熱原理就是在電熱元件——電阻發熱絲通電后,發熱絲輻射出紅外線來加熱物體,紅外式電熱器的原理是輻射加熱方式,具有節約能源、升溫迅速、穿透力強、設備簡單、沒有污染等優點,是一種很有發展前途的電熱器具。
三、感應式
感應發熱式的電器本身不具有發熱元件,而是具有一感應圈,感應圈通電后,在被加熱器具上產生感應電流,引起被加熱容器發熱,如電磁爐。
電磁爐作為一種新型灶具,它打破了傳統的明火烹調方式,采用磁場感應電流(又稱為渦流)的加熱原理,電磁爐是通過電子線路板產生交變磁場,當含鐵質鍋具的底部放置爐面時,鍋具切割交變磁感線,在鍋具底部金屬部分產生交變的電流(即渦流),渦流在導體內部克服內阻流動時便產生了熱(故電磁爐煮食的熱源來自于鍋具底部,而不是電磁爐本身發熱傳導給鍋具,所以熱效率要比一般炊具的效率高出近1倍),使器具本身子行高速發熱,用來加熱和烹飪食物,從而達到煮食的目的,電磁爐具有升溫快、熱效率高、無明火、無煙塵、無有害氣體、對周圍環境不產生熱輻射、體積小巧、安全性好和外觀美觀等優點,能完成家庭的絕大多數烹飪任務。
電磁爐的加熱原理決定了其使用的鍋必須是導磁材料,這樣才能實現加熱的目的。
四、微波式
微波是如何加熱食物的?首先我們來了解微波的特性:
1.微波是一種電磁波,其波長為0,01m-1m,對應的頻率為30000MHz-300MHz,為了便于微波器件的標準化和不干擾雷達和其他通訊系統,微波爐的工作頻率多選用915MHz或2450MHz。
2.微波在傳播過程中碰到銅、鐵、不銹鋼等金屬材料時就發生反射,金屬根本沒有辦法吸收或傳導它。
3.微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料,猶如光線通過玻璃一樣,幾乎不消耗能量。
4.由于水分子等自身的特性,對含有水分的食物。微波不但不能透過,其能量反而會被吸收。
微波爐正是利用微波的這些特性制作的,微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成,可以阻擋微波從爐內逃出,以免影響人們的身體健康,裝食物的容器則用塑料或陶瓷等絕緣材料制成,這些材料吸收微波能力很差,所以在食物加熱過程中容器幾乎不發熱,微波爐的心臟是磁控管,這個叫磁控管的電子管是個微波發生器,它能產生每秒鐘振動頻率為24.5億次的微波,能穿透食物達5cm深,這種每秒24.5億次的振蕩頻率能高速振蕩物體內的水分子和脂肪分子,使食物中的水分子和脂肪分子也隨之劇烈運動,相互摩擦碰撞,從而產生大量的熱能,于是食物就被“煮”熟了,這就是微波爐加熱的原理。
用普通爐灶煮食物時,熱量總是從食物外部逐漸進入食物內部,而用微波爐烹飪,熱則是直接在食物的內部產生,所以烹飪速度比其他爐灶快4至10倍。熱效率高達80%以上,目前,其他各種爐灶的熱效率均無法與它相比,微波爐由于烹飪的時間很短,能很好地保持食物中的維生素和天然風味,另外,微波還可以消毒殺菌、解凍、干燥等。
使用微波爐時,應注意不要空“燒”,因為空“燒”時,微波的能量無法被吸收,這樣很容易損壞磁控管,也要注意不要直接燒水,以免出現過沸現象傷人,另外,人體組織是含有大量水分的。一定要在磁控管停止工作后,再打開爐門,提取食物。