厨房中的电磁原理课件

小厨房 大道理,厨房中的电磁学原理,厨房中的常用电器,微波炉 电磁炉,电饭煲 豆浆机,微波炉简介,微波炉就是用微波来煮饭烧菜的工具,它和其他的炉子不同。 微波是一种电磁波。这种电磁波的能量很大，微波一碰到金属就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它；微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，但不会消耗能量；而含有水分的食物，微波不但不能透过，微波上所携带的能量就会被水分子所吸收产生很高的热量，这样食物熟了。 下面我们来具体的探讨一下微波炉原理。,微波炉原理,微波炉的频率是2450MHz ，电场方向每秒钟变化24.5 亿次，其生成的热量之大是可想而知的。 微波炉原理是由一种电子真空管磁控管(核心元件)，产生2450MHz 的超短波电磁波，通过微波传导元件波导管，发射到炉内各处，通过发射、传导、被食物吸收，引起食物内的极性分子（如水、脂肪、蛋白质、糖等）以每秒 24.5 亿次的极高速振动并由振动所引起的摩擦使食物内部产生高热，将食物烹熟。,微波炉的原理图,磁控管图,微波加热原理,被加热的介质一般可分为无极分子电介质和有极分子电介质。 如果将有极分子电介质放在外加电场中，每个极性分子会沿着电场力的方向形成有序排列，即发生极化。外加电场越强，极化作用也越强。 当外加电场改变方向时，极性分子也随之以相反的方向形成有序排列。若外加的是交变电场和磁场，极性分子将被反复交变磁化，交变电场的频率越高，极性分子反复转向的极化也就越快。此时，分子热运动的动能增大，也就是热量增加，食物的温度也随之升高，便完成了电磁能向热能的转换。,微波炉的工作过程,电控系统将220V交流电压通过高压变压器和高压整流器，转换成4000左右的直流电压，送到微波发生器产生微波，微波能量通过波导管传入炉内腔里。由于炉内腔是金属制成的，微波不能穿过。只能在炉腔里反射，并反复穿透食物，加热食物。从而完成加热过程。,总结一下吧！,1.简单的说，微波炉原理就是在微波炉里面安装有一个微波发生器，该器件能产生频率非常高的电磁波，而电磁波是变化的磁场和变化的电场交替变换产生的，在高频率交替变化的电磁场作用下，食物分子中的正负带电微细粒子也随电磁场的变化而不断来回运动，在反复极化的作用下，食物内释放大量的热能，故在微波炉内，食物都是从内部熟开来的。 2.金属外壳能有效屏蔽电磁波，所以在使用微波炉的时候严禁将炉门打开，否则将造成室内所有水分快速气化，引起爆炸或者其他严重事故。,微波炉的弊端,微波炉的微波在人身体上沿神经纤维造成乙酰胆碱（一种激素物质）的积累，即使微波炉的微波发射极其微弱，也会引起许多疾病。 微波炉的电磁外溢（通常机体外面都有完整的金属外壳以及微薄防护板。加之微波炉的拉门有防护锁，因此向外泄漏的微波比较有限）能造成永远不能愈合的烧伤，微波炉能把半径35米的磁场结构破坏，在微波炉附近，由于人体细胞振荡所产生的磁场会被扰乱。长时间呆在微波炉旁会引起心跳变慢。一天工作完了就会感到全身疼痛，睡眠被扰乱，记忆力也会发生变化。 此外，微波炉对食物的破坏十分可怕，“煮”过的或仅仅回了一回锅的、解冻过的食物，就不再有任何活性维生素了。因此，人们不能图方便就经常使用微波炉。,电磁炉简介,电磁炉是一种新型的灶具，其原理是应用了 “涡流效应”。它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此热效率得到了极大的提高。是一种高效节能橱具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具。 电磁炉是利用电磁感应加热原理制成的电气烹饪器具。由高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置、控制器及铁磁材料锅底炊具等部分组成。使用时，加热线圈中通入交变电流，线圈周围便产生一交变磁场，交变磁场的磁力线大部分通过金属锅体，在锅底中产生大量涡流，从而产生烹饪所需的热。在加热过程中没有明火，因此安全、卫生。 以前电磁炉只用于工业领域，比如炼钢炉等等。随着技术的发展和工艺的完善，电磁炉逐渐走入家庭，成为一种安全可靠、效率很高的新型灶具。,电磁炉原理,当一个回路线圈通予电流时，其效果相当于磁铁棒。因此线圈面有磁场的产生，亦即有磁通量穿过。若所使用的电源为交流电，线圈的磁极和穿越回路面的磁通量都会产生变化。 当有一导磁性金属面放置于回路线圈上方时，此时金属面就会感应电流来阻碍穿越回路面的磁通量变化。因为金属面上有电阻，因此感应的电流就会使金属面产生热能，而使用此热能以煮熟食物。 感应的电流越大则所产生的热量就越高，煮熟食物所需的时间就越短。要使感应电流越大，则穿越金属面的磁通变化率也就要越大，这样一来，原先通予交流电的线圈就需要越多匝数缠绕在一起，当然磁场强度变化率也就要越大。因为使用高强度的磁场感应，所以炉面没有电流产生，因此在烹煮食物时炉面不会产生高温，是一种相对安全的烹煮器具。,电磁炉图纸,电磁炉功放电路,电磁炉的加热原理,电磁炉是采用磁场感应涡流原理，它利用高频的电流通过环形线圈，从而产生无数封闭磁力线，当其通过导磁体（如：铁质锅）的底部，既会产生无数小涡流（一种交变高频电流），使锅体本生自行高速发热，然后再加热锅内食物。 锅和电磁炉内部发热线圈盘组成一个高频变压器，内部线圈是变压器初级，次级是锅。当内部初级发热线圈盘有交变电压输出后，必然在次级锅体上产生感应电流，感应电流通过锅体自身的电阻发热（所以锅本身也是负载），产生热量。 由于非导磁性材料不能有效汇聚磁力线，几乎不能形成涡流；另外，导电能力特别差的磁性材料由于其电阻率太高，产生的涡流电流也很小，也不能很好产生热量。 所以：电磁炉使用的锅体材料是导电性能相对较好，铁磁性材料的金属或者合金以及它们的复合体。一般采用的锅有：铸铁锅，生铁锅，不锈铁锅。纯不锈铁锅材料由于其导磁性能非常低，所以在电磁炉上并不能正常工作。,电磁炉工作过程,电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。,电磁炉的利与弊,电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍（更节能）。 当磁场内的磁力线通过非金属物体时，不会产生涡流，故不会产生热力。炉面和人都是非金属物体，本身不会发热，因此没有被电磁炉烧伤的危险，更不怕风吹，不会爆炸或引致气体中毒（更安全）。 电磁炉在工作过程中会产生极低频电场与磁场，由于与金属加热对象是分开的，因此电磁炉电磁辐射量比普通家电高数十倍乃至上百倍。,谈一谈电磁辐射,其实人类一直生活在电磁环境里。地球本身就是一个大磁场，其表面的热辐射和雷电都可产生电磁辐射。此外，太阳及其他星球也自外层空间源源不断地产生电磁辐射。但天然产生的电磁辐射对人体是没有损害的，对人体构成威胁、对环境造成污染的是人工产生的电磁辐射。 家用电器、电子设备、移动通讯设备等电器装置，只要处于操作使用状态，它的周围就会存在电磁辐射。又听说电磁辐射可以穿透包括人体在内的多种物质。有人因此将产品电磁辐射产生的污染比喻为“隐形杀手”。 电磁辐射并没有想象中的那么可怕。电磁辐射只有超过一定的数值时，才会对人的身体产生不良影响。只要进行适当的屏蔽防护，就可以大大降低辐射影响。,电饭煲简介,电饭煲是家庭生活中不可缺少的家用电器， 是人们煮米饭的主要工具。目前，市场上的电饭煲有两种：一种是采用微电脑模糊控制技术的自动电饭煲；另一种是采用机械控制的普通电饭煲。普通电饭煲主要由发热盘、限温器、保温开关、杠杆开关、限流电阻、指示灯、插座等组成。,电饭煲工作原理,智能电饭煲主要由电源部分和控制电路组成，主控电路与热敏电阻形成反馈回路。主控电路实现两种功能，一是采集热敏电阻反馈回来的温度值，二是依据用户选用的工作方式，对继电器的工作方式的改变来对电热盘加热的控制。控制方法大致为：当电热盘温度达到当前的要求后，继电器的开关打开，以切断电热盘的电源，当下降到一定的温度范围后通电加热，闭合继电器，以使电热盘始终保持在适合的温度范围以内。,1.煮饭插上电源线，按下煮饭按钮，磁钢限温器吸合，带动磁钢杠杆，使微动开关从断开状态转到闭合状态，从而接通电热盘的电源，电热盘上电发热，由于热盘与内锅充分接触，热量很快传导到内锅，内锅也把相应的热量传导到米和水，使米和水受热升温至沸腾。由于水的沸腾温度是100，维持沸腾，这时磁钢限温器温度达到平衡，维持沸腾一段时间后，内锅里的水已基本被米吸干，而且锅底部的米粒有可能连同糊精粘到锅底形成一个热隔离层，因此，内锅底部会以较快的速度，由100上升到103±2，相应磁钢限温器温度从110上升到145左右，热敏磁块感应到相应温度，失去磁性不吸合，从而推动磁钢连杆机构带动杠杆支架，把微动开头从闭合转为断开状态，断开电热盘的电源，从而实现电饭煲的自动限温；进入保温状态，焖饭10分钟后，方可食用。,2.保温电饭煲煮好米饭后，进入保温过程，随着时间推移，米饭的温度下降，双金属片温控器的温度随着下降，当双金属片温控器温度下降到54左右，双金属片恢复原形，双金属片温控器触点导通，电热盘通电发热，温度上升，双金属片温控器温度达到69左右，双金属片温控器断开，温度下降，重复上述过程，实现电饭煲（锅）的自动保温功能。 3.煮粥（煲汤）采用双发热管加热，通过温度开关感应水的温度实现大小功率的转换，从而实现开始大功率加热，水接近沸腾后转换为小功率加热。,电饭煲原理图 （注：从网上找的，不太清楚，看个大概吧！）,豆浆机简介,豆浆机，采用微电脑控制，实现预热、打浆、煮浆和延时熬煮全自动化，这些过程都是通过 MCU有关脚控制，相应三极管驱动，再由多个继电器组成的继电器组实施电路转换来完成。 豆浆机由杯体、机头、电热器、防溢电极 、温度传感器 、防干烧电极 、刀片、网罩这八部分构成。,豆浆机工作原理,整个电路由微电脑芯片控制，若杯内盛水在正常范围之内，接通电源，电源指示灯（绿灯）亮。按下启动键（），复位，17脚输出高电平导通，继电器吸合，发热管通电加热；随着杯内水温的升高，测温电极的电阻随之变化，当温度升高到时，17脚输出低电平，发热管停止加热，此时11脚输出高电平，导通，继电器吸合，电动机得电转动开始打浆。打浆持续秒，停秒，共打浆次；打浆结束17脚又输出高电平，发热管又继续加热。当豆浆煮沸，泡沫上升至防溢电极时，9脚输入低电平，17脚输出低电平，停止加热，片刻后又开始加热，前后共煮沸次，可保证豆浆煮熟，加热结束16脚输出信号，蜂鸣器鸣叫，提示豆浆已经煮好。 正常情况下，测温电极浸在水中，8脚输入低电平，能正常工作；若杯内水位低于测温电极，使8脚输入高电；平时，机器自动断电，防止干烧，确保人、机安全。,豆浆机原理图,在使用中，用冷水制浆时常出现加热管表面轻微烧糊和豆浆溢出现象。 解决烧糊的方法 将换成的可变电阻，然后断开机内电源，用导线将发热管的外壳与测温电极连接起来，外接稳压电源。将测温电极浸在盛水的烧杯中，用酒精灯加热，当水温达到时，调节可变电阻使11脚刚好跳变为高电平，这样可提高打浆前的水温，既减少了豆浆加热时间，又可防止烧糊。 防溢方法 由于发热管加热后的余热，即使停止加热，泡沫也会继续溢出。解决方法是：在防溢电极上加套上一小段电炉的电阻丝，并少许拉长使防溢电极增长约即可。,物理二班 0710310 孙思齐,厨房虽小，却也潜藏着各种奇妙的电磁学原理，可见，物理作为一门基础学科，与我们的生活息息相关，只要时刻保持好奇心和敏锐的观察力，就能在生活中不断发现物理的魅力所在。,谢谢观赏！,