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从涡旋电流谈电磁炉锅具的选择

2016-11-07赵鑫欣谭兴文

物理教学探讨 2016年8期

赵鑫欣 谭兴文

摘 要:电磁炉只能使用配备锅具,铝、铜、陶瓷等弱磁性或非磁性材料制成的锅具则不能正常使用,其原因是弱磁性、非磁性材料的磁导率较小,不利于涡流的产生,以致于难以在电磁炉上有效使用。

关键词:电磁炉;磁导率;电导率;涡流

中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003-6148(2016)8-0058-3

《涡流》一节出自人教版高中物理选修3-2第四章的第七节。在学习《涡流》这节内容时,很多老师会举电磁炉的例子,电磁炉是涡流的典型应用,且对于学生理解涡流的原理及应用有重要价值。从理论上来讲,当线圈中的电流随时间变化时,线圈附近的任何导体都会产生涡流,然而对于电磁炉来讲,并不是任何金属的锅具都能完成加热食物的目的,如铝锅便不能在电磁炉上正常使用。本文将以铝和铁两种金属材料为例,通过定量计算的形式来对电磁炉锅具材料选用的原因进行探讨。

电磁炉的主要结构包括:功率板、主机板、线圈盘1架、风扇马达等。其结构如图1所示:

其工作原理是:通过电子线路板组成部分产生交变电场,由交变电场产生交变磁场,当金属锅具底部放置炉面时,锅具即切割交变磁力线而在锅具底部的金属部分产生交变的电流,即涡流。涡流使铁原子高速无规则运动,原子相互碰撞、摩擦而产生热能使炊具本身自行高速发热,用来加热和烹饪食物,从而达到煮食的目的。[1]

如图2所示,在柱形铁芯上绕有线圈,当线圈中通上交变电流时,柱状铁芯片就处在交变的磁场中,通过铁芯的磁通量在不断变化,所以产生感应电流。……

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