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[转帖] (视频)李永乐老师科普:电磁炉的原理是什么?对人体...

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发表于 2018-12-29 17:58:36 | 显示全部楼层 |阅读模式

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电磁炉使用的是电磁感应所产生的涡流对食物进行加热的。


                               
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英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象,即当磁场变化时,导体中有感应电流产生。随后,科学家麦克斯韦推断:电磁感应产生的原因是变化的磁场会在周围空间产生电场,这种电场与磁场垂直,并且首尾相接,称为涡旋电场。如果在涡旋电场处存在导体,电场就会推动电荷运动,产生涡旋电流。


                               
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电磁炉就是利用这种原理制作的。在电磁炉内部,首先通过一定的方法将50Hz的工频电流变为直流,然后再变为20KHz左右的高频电流。高频电流通入电磁炉面板中的线圈里,就会产生高频磁场,而高频变化的磁场又会产生涡旋电场。

在不放锅时,涡旋电场附近没有导体,因此不会产生电流。如果放上了导体锅,锅底就会产生电流,这个电流生热,因此就可以加热食物了。

为什么电磁炉要使用铁锅或者不锈钢锅呢?这是因为铁锅有两个好处:

第一,铁锅是导电的。如果用陶瓷锅,不导电,就不能产生涡流。

第二,铁锅是铁磁性的。所谓铁磁性,就是可以加强外界磁场。高频电流产生的磁场被加强之后,可以产生更强的涡旋电场,电流才足够大。如果使用铜锅或者铝锅,由于这两种金属不是铁磁性的,不能加强磁场,因此涡旋电场不够大。

由于电磁炉产生高频振荡磁场,会有电磁波产生。一般而言,电磁波范围不够大,强度也不足以对普通人产生危害。但是,这种电磁波依然可能对某些电子设备产生影响,例如对装有心脏起搏器的人,最好避免距离电磁炉太近。

机场安检时使用的手持式安检仪(金属探测器)原理与电磁炉相同。


                               
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这种安检仪内部有个线圈,通过交流电时会产生变化磁场,变化磁场产生涡旋电场。如果人身上藏有金属物体,金属物体上就会产生涡流。而这个涡流会再次产生磁场,磁场会被探测器感受到,发出警报。探雷器等原理也基本相同。


李永乐老师:北京大学物理与经济双学士,清华大学电子工程硕士;北京市中学物理教师/物理竞赛教练。从教十年,培养清华北大学生200余人,国际奥赛、亚洲奥赛、国家奥赛金牌十余名。

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