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(yīng)用的非常多。而物理教學(xué)中復(fù)雜的解題與計算卻與生活聯(lián)系不大。為了提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，將所學(xué)的物理知識與生活中的東西相聯(lián)系。我將一種新興的家用電器——微波爐和電磁爐的原理作為一個知識點給同學(xué)們介紹，不少同學(xué)對此產(chǎn)生了強烈的興趣，提高了學(xué)習(xí)物理的積極性。
[關(guān)鍵詞] 微波爐 電磁爐 物理原理
        一、微波爐作為一種新興電器已步入尋常百姓之家，它不但熱效率高，發(fā)熱快，而且環(huán)保節(jié)能，使用方便，還不破壞食物中的營養(yǎng)成分，深受人們喜歡。下面我就給同學(xué)們介紹一些有關(guān)微波爐中的物理知識。
　　1、微波是怎樣產(chǎn)生的？
        微波是一種電磁波，它的波長在1mm—1m之間，頻率在300—300000MHz范圍內(nèi)。磁控管是微波爐中發(fā)射微波的電子管，它的陰極在低壓加熱后，產(chǎn)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(zhuǎn)推進，在到達陽極之前，還要通過很多的諧振腔，最后形成2450MHz的微波。
　　2、微波爐為什么不能加熱金屬容器內(nèi)的食物？
        微波射到金屬物質(zhì)的表面如同光束照射到平面鏡上一樣，會發(fā)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(nèi)的平滑表面，這是非常危險的。而對于玻璃、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(nèi)不宜使用金屬容器，而應(yīng)該使用玻璃、陶瓷而耐高溫塑料等非金屬材料制作的器皿。
　　3、微波爐為什么熱效率高又加熱快？
        當(dāng)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(fā)射的微波在爐腔內(nèi)壁來回發(fā)射，使微波來回穿過食物，致使微波大量被食物吸收，又因為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(zhuǎn)化為食物中的熱能，并且食物內(nèi)外一起加熱，所以加熱效率高，加熱速度非�？�。   　4、如何檢測微波泄漏？
        如果微波爐發(fā)生泄漏，會造成對人體健康帶來損害。在微波爐工作時，可以打開袖珍式調(diào)頻收音機在微波爐門及機身四周來回移動，如收音機發(fā)出輕微的咝咝聲，這說明有微波泄漏。也可以在夜晚，關(guān)閉其它光源，開啟微波爐，用一只8w左右的熒光燈放在微波爐附近。若熒光燈發(fā)出微弱的熒光，則說明微波爐有泄露。因為微波通過熒光燈的螺旋狀的燈絲時，燈絲中產(chǎn)生很強的感應(yīng)電流，從而使燈絲發(fā)熱，發(fā)出大量電子激發(fā)水銀蒸氣，產(chǎn)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(yīng)用電磁感應(yīng)原理對食品進行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過陶瓷板下方的線圈產(chǎn)生磁場，它利用高頻的電流通過環(huán)形線圈，從而產(chǎn)生無數(shù)封閉磁場力，當(dāng)磁場那磁力線通過導(dǎo)磁（如：鐵質(zhì)鍋）的底部，既會產(chǎn)生無數(shù)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(fā)熱 ，達到加熱食品的目的。由于電磁爐線圈和鍋體沒有直接接觸，而是靠電磁感應(yīng)加熱，所以沒有漏電危險。電磁爐發(fā)熱線圈本身有磁條陳列，和鍋體對磁力線的匯聚吸收作用，并且經(jīng)過金屬外殼屏蔽所以不會對人體造成傷害。
        2、電磁爐灶臺臺面是一塊高強度、耐沖擊的陶瓷平板（結(jié)晶玻璃），臺面下邊裝有高頻感應(yīng)加熱線圈（即勵磁線圈）、高頻電力轉(zhuǎn)換裝置及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，臺面的上面放有平底烹飪鍋。 電流通過陶瓷板下方的線圈產(chǎn)生磁場，磁場內(nèi)的磁力線通過鐵鍋，不銹鋼鍋，搪瓷鍋等底部時，產(chǎn)生渦流，令鍋底迅速發(fā)熱，達到加熱的目的。
        3、其工作過程如下：電流電壓經(jīng)過整流器轉(zhuǎn)換為直流電，又經(jīng)高頻電力轉(zhuǎn)換裝置使直流電變?yōu)槌�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(yīng)加熱線圈上，由此產(chǎn)生高頻交變磁場。其磁力線穿透灶臺的陶瓷臺板而作用于金屬鍋。在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應(yīng)就有強大的渦流產(chǎn)生。渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動時完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換，所產(chǎn)生的焦耳熱就是烹調(diào)的熱源。 

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