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微波爐和電磁爐的幾個物理知識

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微波爐和電磁爐的幾個物理知識
[摘要] 物理知識在我們的日常應用的非常多。而物理教學中複雜的解題與計算卻與生活聯繫不大。爲了提高同學們的學習興趣,將所學的物理知識與生活中的東西相聯繫。我將一種新興的家用電器——微波爐和電磁爐的原理作爲一個知識點給同學們介紹,不少同學對此產生了強烈的興趣,提高了學習物理的積極性。
[關鍵詞] 微波爐 電磁爐 物理原理
        一、微波爐作爲一種新興電器已步入尋常百姓之家,它不但熱效率高,發熱快,而且環保節能,使用方便,還不破壞食物中的營養成分,深受人們喜歡。下面我就給同學們介紹一些有關微波爐中的物理知識。
  1、微波是怎樣產生的?
        微波是一種電磁波,它的波長在1mm—1m之間,頻率在300—300000MHz範圍內。磁控管是微波爐中發射微波的電子管,它的陰極在低壓加熱後,產生大量的電子,這些電子在電場和磁場共同作用下,向陽極高速旋轉推進,在到達陽極之前,還要透過很多的諧振腔,最後形成2450MHz的微波。
  2、微波爐爲什麼不能加熱金屬容器內的食物?
        微波射到金屬物質的表面如同光束照射到平面鏡上一樣,會發生反射而不能透過,不僅無法加熱食物,而且微波爐中的微波達到一定的程度,還有可能損壞磁控管。另外,金屬還會因微波照射而放電,引起火花,破壞爐體內的平滑表面,這是非常危險的。而對於玻璃、塑料、陶瓷等絕緣材料,微波卻很容易穿透它們,就如同光束透過玻璃一樣。所以,在微波爐內不宜使用金屬容器,而應該使用玻璃、陶瓷而耐高溫塑料等非金屬材料製作的器皿。
  3、微波爐爲什麼熱效率高又加熱快?
        當微波遇到肉類、蔬菜、水果等碳水化合物時,微波被明顯的吸收。 
微波爐工作時,發射的微波在爐腔內壁來回發射,使微波來回穿過食物,致使微波大量被食物吸收,又因爲食物分子的振動頻率與微波比較接近,引起食物中的分子共振、摩擦使微波能直接轉化爲食物中的熱能,並且食物內外一起加熱,所以加熱效率高,加熱速度非常快。    4、如何檢測微波泄漏?
        如果微波爐發生泄漏,會造成對人體健康帶來損害。在微波爐工作時,可以開啟袖珍式調頻收音機在微波爐門及機身四周來回移動,如收音機發出輕微的噝噝聲,這說明有微波泄漏。也可以在夜晚,關閉其它光源,開啓微波爐,用一隻8w左右的熒光燈放在微波爐附近。若熒光燈發出微弱的熒光,則說明微波爐有泄露。因爲微波透過熒光燈的螺旋狀的燈絲時,燈絲中產生很強的感應電流,從而使燈絲髮熱,發出大量電子激發水銀蒸氣,產生強烈的紫外線,射到熒光粉上使之釋放出可見光。
  二、電磁爐的工作原理
        1、電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板,交變電流透過陶瓷板下方的.線圈產生磁場,它利用高頻的電流透過環形線圈,從而產生無數封閉磁場力,當磁場那磁力線透過導磁(如:鐵質鍋)的底部,既會產生無數小渦流(一種交變電流,家用電磁爐使用的是15-30KHZ的高頻電流),使鍋體本生自行高速發熱 ,達到加熱食品的目的。由於電磁爐線圈和鍋體沒有直接接觸,而是靠電磁感應加熱,所以沒有漏電危險。電磁爐發熱線圈本身有磁條陳列,和鍋體對磁力線的匯聚吸收作用,並且經過金屬外殼屏蔽所以不會對人體造成傷害。
        2、電磁爐竈臺臺面是一塊高強度、耐衝擊的陶瓷平板(結晶玻璃),檯面下邊裝有高頻感應加熱線圈(即勵磁線圈)、高頻電力轉換裝置及相應的控制系統,檯面的上面放有平底烹飪鍋。 電流透過陶瓷板下方的線圈產生磁場,磁場內的磁力線透過鐵鍋,不鏽鋼鍋,搪瓷鍋等底部時,產生渦流,令鍋底迅速發熱,達到加熱的目的。
        3、其工作過程如下:電流電壓經過整流器轉換爲直流電,又經高頻電力轉換裝置使直流電變爲超過音頻的高頻交流電,將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應加熱線圈上,由此產生高頻交變磁場。其磁力線穿透竈臺的陶瓷臺板而作用於金屬鍋。在烹飪鍋體內因電磁感應就有強大的渦流產生。渦流克服鍋體的內阻流動時完成電能向熱能的轉換,所產生的焦耳熱就是烹調的熱源。