电磁炉还有微波炉加热的原理是怎样的？

如题所述

　　电磁炉
　　【简介】
　　电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，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。

　　【工作原理 】
　　电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质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金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：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）使器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。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。
　　[工作过程]由于电磁炉是由锅底直接感应磁场产生涡流来产生热量的，因此应该选择对磁敏感的铁来作为炊具，由于铁对磁场的吸收充分、屏蔽效果也非常好，这样减少了很多的磁辐射，所以铁锅比其他任何材质的炊具也都更加安全。此外，铁是对人体健康有益的物质，也是人体长期需要摄取的必要元素。
　　工作过程
　　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N－S极的产生，亦即有磁通量穿越。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（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能
　　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量也就要越大，当然磁场强度也就要越强。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。 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。

　　【主要构成 】
　　电磁炉主要有两大部分构成：电子线路部分及结构性包装部分。
　　① 电子线路部分包括：功率板、主机板、灯板、线圈盘及热敏支架、风扇马达等。

　　② 结构性包装部分包括：瓷板、塑胶上下盖、风扇叶、风扇支架、电源线、说明书、功率贴纸、操作胶片、合格证、塑胶袋、防震泡沫、彩盒、条码、卡通箱。

　　【特性】
　　1、电磁炉系利用低频（20~25KHZ）线圈之磁场，经过导磁性（铁质）锅具产生感应电流转化为热量来加热食物，能源效率特高。
　　2、务必使用铁质、特殊不锈钢或铁烤珐琅之平底锅具，且其锅底直径以12~26厘米为宜。
　　3、电磁炉附有温度控制器，可防过热，省电又安全。

　　【选购注意事项 】

　　产品测试分五步：
　　一、听听声音
　　接通电源开机，除了正常的散热风扇的声音，应听不到其它杂音及电流声。
　　二、测试按键
　　逐个测试所有按键功能是否能正常操作，淘汰按键失灵的产品。
　　*三、测试安全性（在200到300元之间的电磁炉，一般应带以下功能）
　　无锅保护
　　在工作状态下移开锅具，观察电磁炉是否能自动报警，通常在2分钟左右会自动切断电源。
　　空锅保护
　　空锅加热时间稍长，电磁炉应当会自动发出报警并停止加热。有些电磁炉没有此项功能。
　　不当加热保护
　　试试在炉面放置铁汤勺等小件物品然后开机，通常锅具面积少于65%时不能正常加热。有的电磁炉没有此项功能。
　　四、测试锅具适应性
　　通电加热过程中，重复多次取锅、放锅的动作，看看恢复加热的时间是否正常，通常取锅后放回1-3秒就会恢复加
　　热，如果恢复时间大于5秒，说明这款机器对锅具的适应性不好。
　　五、测试温控
　　检查电磁炉是否有100℃温区设计，用配套的锅具烧水，看水开后设定在100℃挡位是否还能维持沸腾状态。温度设计不准会导致烧机隐患，因为内部的很多保护功能是基于温度监测的。在烧水过程中，可把锅向边缘移1/4或1/3，保持1-2分钟左右，应能继续加热，说明电磁炉加热功能正常。在选择时，尽量选温度调节挡多的，在100℃至270℃间如能按10或20逐级递升的，使用会更方便。
　　1.功率输出稳定性。优质的电磁炉应具备输出功率自动调整功能，这一功能可改善电源适应性和负载适应性。有些电磁炉不具备这一功能，电源电压升高时，输出功率急剧上升；电源电压下跌时，功率又显著减小，会给使用者带来不便，且影响烹饪质量。
　　2.可靠性与有效寿命。电磁炉的可靠性指标一般用MTBF(平均无故障工作时间)表示，单位为“小时”，优质产品应在1万小时以上。电磁炉寿命主要取决于使用环境、维护保养及主要元器件的寿命。据推测，电磁炉使用三四年后，即会进入失效期。
　　3.外观与结构。优质产品一般外观整洁挺括、图案字形清晰、色泽鲜艳，塑料配件无明显的凹凸不平，上下盖配合紧密，给人以舒适感，内部结构布局合理、安装牢固、通风良好、接触可靠，灶板以选用陶瓷玻璃为佳，若选钢化玻璃则性能略差。
　　4.锅底温度控制特征。锅底发热直接传至灶板(陶瓷玻璃)，且灶板又是导热材料，故一般都将热敏元件安装在灶板底部，探测锅底的温度。

　　【使用注意事项 】
　　一、电源线要符合要求。电磁炉由于功率大，在配置电源线时，应选能承受15A电流的铜芯线，配套使用的插座、插头、开关等也要达到这一要求。否则，电磁炉工作时的大电流会使电线、插座等发热或烧毁。另外，如果可能，最好在电源线插座处安装一只保险盒，以确保安全。
　　二、放置要平整。放置电磁炉的桌面要平整，特别是在餐桌上吃火锅等时更应注意。如果桌面不平，使电磁炉的某一脚悬空，使用时锅具的重力将会迫使炉体强行变形甚至损坏。另外，如桌面有倾斜度，当电磁炉对锅具加温时，锅具产生的微震也容易使锅具滑出而发生危险。
　　三、保证气孔通畅。工作中的电磁炉随锅具的升温而升温。因此。在厨房里安放电磁炉时，应保证炉体的进、排气孔处无任何物体阻挡。炉体的侧面、下面不要垫（堆）放有可能损害电磁炉的物体、液体。需要提示的是，当电磁炉在工作中如发现其内置的风扇不转，要立即停用，并及时检修。
　　四、锅具不可过重。电磁炉不同于砖或铁等材料结构建造的炉具，其承载重量是有限的，一般连锅具带食物不应超过5公斤，而且锅具底部也不宜过小，以使电磁炉炉面的受压之力不至于过重、过于集中。万一需要对超重超大的锅具进行加热时，应对锅具另设支撑架，然后把电磁炉插入锅底。
　　五、清洁炉具要得法。电磁炉同其它电器一样，在使用中要注意防水防潮，和避免接触有害液体。不可把电磁炉放入水中清洗及用水进行直接的冲洗，也不能用溶剂、汽油来清洗炉面或炉体。另外，也不要用金属刷、砂布等较硬的工具来擦拭炉面上的油迹污垢。清除污垢可用软布沾水抹去。如是油污，可用软布沾一点低浓度洗衣粉水来擦。正在使用或刚使用结束的炉面不要马上用冷水去擦。为避免油污沾污炉面或炉体，减少对电磁炉清洗工作量，在使用电磁炉时可在炉面放一张略大于炉面的纸如废报纸，以此来沾吸锅具内跳、溢出的水、油等污物，用后即可将纸扔弃。
　　六、检测炉具保护功能要完好。电磁炉具有良好的自动检测及自我保护功能，它可以检测出如炉面器具（是否为金属底）、使用是否得当、炉温是否过高等情况。如电磁炉的这些功能丧失，使用电磁炉是很危险的。
　　七、按按钮要轻、干脆。电磁炉的各按钮属轻触型，使用时手指的用力不要过重，要轻触轻按。当所按动的按钮启动后，手指就应离开，不要按住不放，以免损伤簧片和导电接触片。
　　八、炉面有损伤时应停用。电磁炉炉面是晶化陶瓷板，属易碎物。

　　微波炉

　　【简介】
　　微波炉，顾名思义，就是用微波来煮饭烧菜的。微波炉是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具。微波是一种电磁波。这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多，而且还很有"个性"，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，其能量反而会被吸收。
　　微波是指波长为0．01～1米的无线电波，其对应的频率为30000兆赫到300兆赫。为了不干扰雷达和其他通信系统，微波炉的工作频率多选用915兆赫或2450兆赫。
　　微波炉由电源，磁控管，控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4000伏高压，磁控管在电源激励下，连续产生微波，再经过波导系统，耦合到烹调腔内。在烹调腔的进口处附近，有一个可旋转的搅拌器，因为搅拌器是风扇状的金属，旋转起来以后对微波具有各个方向的反射，所以能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内。微波炉的功率范围一般为500～1000瓦。

　　【基本构造】
　　①门安全联锁开关——确保炉门打开，微波炉不能工作，炉门关上，微波炉才能工作；
　　②视屏窗——有金属屏蔽层，可透过网孔观察食物的烹饪情况；
　　③通风口——确保烹饪时通风良好；
　　④转盘支承——带动玻璃转盘转动；
　　⑤玻璃转盘——装好食物的容器放在转盘上，加热时转盘转动，使食物烹饪均匀；
　　⑥控制板——控制各档烹饪；
　　⑦炉门开关——按此开关，炉门打开。

　　【工作原理】
　　(1)炉腔。炉腔是一个微波谐振腔，是把微波能变为热能对食品进行加热的空间。为了使炉腔内的食物均匀加热，微波炉炉腔内设有专门的装置。最初生产的微波炉是在炉腔顶部装有金属扇页，即微波搅拌器，以干扰微波在炉腔中的传播，从而使食物加热更加均匀。目前，则是在微波炉的炉腔底部装一只由微型电机带动的玻璃转盘，把被加热食品放在转盘上与转盘一起绕电机轴旋转，使其与炉内的高频电磁场作相对运动，来达到炉内食品均匀加热的目的。国内独创的自动升降型转盘，使得加热更均匀，烹饪效果更理想。
　　(2) 炉门：炉门是食品的进出口，也是微波炉炉腔的重要组成部分。对它要求很高，即要求从门外可以观察到炉腔内食品加热的情况，又不能让微波泄漏出来。炉门由金属框架和玻璃观察窗组成。观察窗的玻璃夹层中有一层金属微孔网，既可透过它看到食品，又可防止微波泄漏。由于玻璃夹层中的金属网的网孔大小是经过精密计算的，所以完全可以阻挡微波的穿透。
　　为了防止微波的泄漏，微波炉的开关系统由多重安全联锁微动开关装置组成。炉门没有关好，就不能使微波炉工作，微波炉不工作，也就谈不上有微波泄漏的问题了。
　　为了防止在微波炉炉门关上后微波从炉门与腔体之间的缝隙中泄漏出来，在微波炉的炉门四周安有抗流槽结构，或装有能吸收微波的材料，如由硅橡胶做的门封条，能将可能泄漏的少量微波吸收掉。抗流槽是在门内设置的一条异型槽结构，它具有引导微波反转相位的作用。在抗流槽入口处，微波会被它逆向的反射波抵销，这样微波就不会泄漏了。
　　由于门封条容易破损或老化而造成防泄作用降低，因此现在大多数微波炉均采用抗流槽结构来防止微波泄漏，很少采用硅橡胶门封条。抗流槽结构是从微波辐射的原理上得到的防止微波泄漏的稳定可靠的方法。广东格兰仕企业（集团）公司生产的格兰仕微波炉所采用的就是国际上最先进的抗流槽结构和生产工艺，加上其开发研制的多重防微波泄漏技术，使微波泄漏控制技术达到国际先进水平。
　　(3) 电气电路：电气电路分高压电路、控制电路和低压电路三部分。
　　(a) 高压电路：高压变压器次级绕组之后的电路为高压电路，主要包括磁控管、高压电容器、高压变压器、高压二极管。
　　(b) 磁控管：磁控管是微波炉的心脏，微波能就是由它产生并发射出来的。磁控管工作时需要很高的脉动直流阳极电压和约3～4V的阴极电压。由高压变压器及高压电容器、高压二极管构成的倍压整流电路为磁控管提供了满足上述要求的工作电压。
　　(c) 低压电路：高压变压器初级绕组之前至微波炉电源入口之间的电路为低压电路，也包括了控制电路。主要包括保险管、热断路器保护开关、联锁微动开关、照明灯、定时器及功率分配器开关、转盘电机、风扇电机等。
　　(4) 定时器。微波炉一般有两种定时方式，即机械式定时和计算机定时。基本功能是选择设定工作时间，设定时间过后，定时器自动切断微波炉主电路。
　　(5) 功率分配器。功率分配器用来调节磁控管的平均工作时间（即磁控管断续工作时，工作、停止时间的比例），从而达到调节微波炉平均输出功率的目的。机械控制式一般有3～6个刻度文件位，而计算机控制式微波炉可有10个调整档位。
　　(6) 联锁微动开关。联锁微动开关是微波炉的一组重要安全装置。它有多重联锁作用，均通过炉门的开门按键或炉门把手上的开门按键加以控制。当炉门未关闭好或炉门打开时，断开电路，使微波炉停止工作。
　　(7) 热断路器。热断路器是用来监控磁控管或炉腔工作温度的组件。当工作温度超过某一限值时，热断路器会立即切断电源，使微波炉停止工作。

　　【微波加热原理】
　　微波加热的原理简单说来是：当微波辐射到食品上时，食品中总是含有一定量的水分，而水是由极性分子（分子的正负电荷中心，即使在外电场不存在时也是不重合的）组成的，这种极性分子的取向将随微波场而变动。由于食品中水的极性分子的这种运动。以及相邻分子间的相互作用，产生了类似摩擦的现象，使水温升高，因此，食品的温度也就上升了。用微波加热的食品，因其内部也同时被加热，使整个物体受热均匀，升温速度也快。
　　发明与发现
　　使用微波来烹饪食物的方法是首先由Percy Spencer想到的，Percy Spencer过去为Raytheon公司建造雷达设备的磁电管。一天他在一个启动的雷达设备上工作时，突然发觉自己放在口袋里的巧克力融化了。经Percy Spencer的思索和研究，发现他的巧克力是被微波所溶化。

　　【使用微波炉的禁忌】
　　1.忌用普通塑料容器：一是热的食物会使塑料容器变形，二是普通塑料会放出有毒物质，污染食物，危害人体健康。使用专门的微波炉器皿盛装食物放入微波炉中加热，
　　2.忌用金属器皿：因为放入炉内的铁、铝、不锈钢、搪瓷等器皿，微波炉在加热时会与之产生电火花并反射微波，既损伤炉体又加热不熟食物。
　　3.忌使用封闭容器：加热液体时应使用广口容器，因为在封闭容器内食物加热产生的热量不容易散发，使容器内压力过高，易引起爆破事故。即使在煎煮带壳食物时，也要事先用针或筷子将壳刺破，以免加热后引起爆裂、飞溅弄脏炉壁，或者溅出伤人。
　　4.忌超时加热：食品放入微波炉解冻或加热，若忘记取出，如果时间超过2小时，则应丢掉不要，以免引起食物中毒。
　　5.忌将肉类加热至半熟后再用微波炉加热：因为在半熟的食品中细菌仍会生长，第二次再用微波炉加热时，由于时间短，不可能将细菌全杀死。冰冻肉类食品须先在微波炉中解冻，然后再加热为熟食。
　　6.忌再冷冻经微波炉解冻过的肉类：因为肉类在微波炉中解冻后，实际上已将外面一层低温加热了，在此温度下细菌是可以繁殖的，虽再冷冻可使其繁殖停止，却不能将活菌杀死。已用微波炉解冻的肉类，如果再放入冰箱冷冻，必须加热至全熟。
　　7.忌油炸食品：因高温油会发生飞溅导致火灾。如万一不慎引起炉内起火时，切忌开门，而应先关闭电源，待火熄灭后再开门降温。
　　8.忌将微炉置于卧室，同时应注意不要用物品覆盖微波炉上的散热窗栅。
　　9.忌长时间在微波炉前工作：开启微炉后，人应远离微波炉或人距离微波炉至少在1米之外。

　　【清洗微波炉的方法】
　　微波炉用过后若不随即擦拭，很容易在内部结成油垢，所以只好用特别的招数除垢：将一个装有热水的容器放入微波炉内热两三分钟，让微波炉内充满蒸气，这样可使顽垢因饱含水分而变得松软，容易去除。
　　清洁时，用中性清洁剂的稀释水先擦一遍，再分别用清水洗过的抹布和干抹布作最后的清洁，如果仍不能将顽垢除掉，可以利用塑料卡片之类来刮除，千万不能用金属片刮，以免伤及内部。最后，别忘了将微波炉门打开，让内部彻底风干。

　　【使用与维护】
　　[一]微波炉要放置在通风的地方，附近不要有磁性物质，以免干扰炉腔内磁场的均匀状态，使工作效率下降。还要和电视机、收音机离开一定的距离，否则会影响视、听效果。
　　[二]炉内未放烹饪食品时，不要通电工作。不可使微波炉空载运行，否则会损坏磁控管，为防止一时疏忽而造成空载运行，可在炉腔内置一盛水的玻璃杯。
　　[三]凡金属的餐具，竹器、塑料、漆器等不耐热的容器，有凹凸状的玻璃制品，均不宜在微波炉中使用。瓷制碗碟不能镶有金、银花边。盛装食品的容器一定要放在微波炉专用的盘子中，不能直接放在炉腔内。
　　[四]微波炉的加热时间要视材料及用量而定，还和食物新鲜程度、含水量有关。由于各种食物加热时间不一，故在不能肯定食物所需加热时间时，应以较短时间为宜，加热后可视食物的生熟程度再追加加热时间。否则，如时间太长，会使食物变得发硬，失去香、色、味。按照食物的种类和烹饪要求，调节定时及功率（温度）旋钮，可以仔细阅读说明书，加以了解。
　　[五]带壳的鸡蛋、带密封包装的食品不能直接烹调。以免爆炸。
　　[六]一定要关好炉门，确保连锁开关和安全开关的闭合。微波炉关掉后，不宜立即取出食物，因此时炉内尚有余热，食物还可继续烹调，应过1分钟后再取出为好。
　　七]炉内应经常保持清洁。在断开电源后，使用湿布与中性洗涤剂擦拭，不要冲洗，勿让水流入炉内电器中。
　　[八]定期检查炉门四周和门锁，如有损坏、闭合不良，应停止使用，以防微波泄漏。不宜把脸贴近微波炉观察窗，防止眼睛因微波辐射而受损伤。也不宜长时间受到微波照射，以防引起头晕、目眩、乏力、消瘦、脱发等症状，使人体受损。

　　【微波炉的利与弊】

　　微波炉由于烹饪的时间很短，能很好地保持食物中的维生素和天然风味。比如，用微波炉煮青豌豆，几乎可以使维生素C一点都不损失。另外，微波还可以消毒杀菌。
　　微波炉虽然快捷，但它的危害性却很少有人知道。早在1961年，美国科学家戈登就发现，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。这个发现在不久之后，又得到了法国居里基金会研究人员达尔达隆的证实。
　　微波炉的电磁外溢（由于采取了安全措施，这种外溢量很小）能造成永远不能愈合的烧伤，微波炉能把半径3—5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。据美国研究人员试验，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，只剩下一些热量在胃里“滥竽充数”。因此，人们不能图方便就经常使用微波炉。另外，使用微波炉的人，应该多食用一些含维生素类饮食（生菜、粗粮等）来维持人体所需的能量。

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