Güle güle brülörler. brizmaker / iStock / Getty Images Plus

İklim değişikliğini engellemek için birçok uzman fosil yakıtlardan elektriğe büyük bir geçiş. Amaç, evleri ısıtmak ve arabaları çalıştırmak gibi süreçleri elektriklendirmek ve ardından rüzgar, güneş ve hidroelektrik gibi düşük veya sıfır karbonlu kaynakları kullanarak artan elektrik gücü ihtiyaçlarını oluşturmaktır.

Kaliforniya'da 30'dan fazla şehir Berkeley ve San Franciscobirçok yeni binada doğalgaz hizmetini yasaklayarak bu yönde ilerlemiştir. Halihazırda binalarda enerji kullanımı, San Francisco'nun sera gazı emisyonlarının% 40'ından fazlası.

Binaları ve sıcak suyu ısıtmak ve çamaşırları kurutmak için basit elektrik seçenekleri var, ancak mutfakta elektrik kullanmak daha tartışmalı olabilir. Geleneksel elektrikli sobaların ısınması ve soğuması herkesin bildiği gibi yavaştır. Ayrıca, ısıtma bobinleri kapatıldıktan sonra onlarca dakika sıcak kalabileceği için güvenlik sorunları da oluştururlar.

Yapılması gereken ciddi bir aşçı nedir? Bir yüksek teknoloji alternatifi manyetik indüksiyondur. Bu teknoloji ilk olarak 100 yıl önce önerildi ve 1933 Chicago Dünya Fuarı'nda sergilendi. Günümüzde manyetik indüksiyonlu ocaklar ve ocaklar Avrupa ve Asya'da yaygındır, ancak ABD'de niş bir teknoloji As daha fazla şehir ve eyalet elektrifikasyona doğru ilerliyor, işte manyetik indüksiyonun nasıl çalıştığına ve yemek pişirmek için artı ve eksilerine bir göz atın.

{vücut Y=glH71fM9Oe4}
Elektrik Mühendisi Bill Kornrumpf, manyetik indüksiyonlu pişirmenin nasıl çalıştığını anlatıyor.

Alevsiz ısıtma

Ben değilim elektromanyetik alan araştırmasında uzmanlaşmış elektrik mühendisi. Çalışmalarımın çoğu tıbbi terapi uygulamalarına odaklanıyor - ancak ister insan dokusunu ister ocak üzerindeki bir tavayı elektromanyetik alanlara maruz bırakıyor olun, prensipler aynı.

Elektromanyetik alanların ne olduğunu anlamak için temel ilke, bir elektrik yükünün çevresinde bir alan yaratmasıdır - esasen, her yöne genişleyen bir kuvvet. Genellikle sürtünme ile üretilen bir elektrik yükü olan statik elektriği düşünün. Saçınıza bir balon sürerseniz, sürtünme balonu statik elektrik yüküyle yükleyecektir; daha sonra balonu başınızdan uzaklaştırdığınızda, balon ona değmese bile saçlarınız yükselir. Balon, çekici bir elektrik kuvvetiyle saçınızı çekiyor.

Telin içinden akan elektrik gibi hareket eden elektrik yükleri, manyetik alanlar oluşturur - akım yolu etrafında manyetik kuvvet bölgeleri. Dünyanın manyetik bir alanı vardır çünkü erimiş çekirdeğinde elektrik akımları akmaktadır.

Manyetik alanlar da elektrik alanları üretebilir ve bu nedenle elektromanyetik alanlar terimini kullanıyoruz. Bu kavram 1830'larda İngiliz bilim adamı Michael Faraday, tel gibi elektriksel olarak iletken bir malzeme hareketli bir manyetik alana yerleştirilirse, iletkende bir elektrik alanı oluştuğunu gösterdi. Buna manyetik indüksiyon diyoruz. İletken bir döngü halinde oluşturulursa, döngü etrafında bir elektrik akımı akacaktır.

Faraday'ın keşfi, elektrik motorlarının geliştirilmesi. Çalışmaları ayrıca, ateş gibi geleneksel bir ısı kaynağı kullanmadan malzemeleri ısıtmanın bir yolunu da gösterdi.

Isı nereden geliyor?

Tüm malzemelerin direnci vardır, yani içlerinden elektrik akımı geçtiğinde, akış en azından biraz engelledi. Bu direnç elektrik enerjisinin bir kısmının kaybolmasına neden olur: Enerji ısıya dönüşür ve bunun sonucunda iletken ısınır. Biyomedikal araştırmamda, vücuttaki dokuları ısıtmak için radyo frekansı manyetik alanları kullanarak araştırıyoruz. dokunun iyileşmesine yardım et.

Geleneksel brülörler yerine indüksiyonlu ocaklar üzerindeki pişirme noktaları ocak olarak adlandırılır ve ocağın yüzeyine gömülü tel bobinlerden oluşur. Maksimum verimlilik için mühendisler, her bir ocak tarafından üretilen manyetik alan enerjisinin, üzerinde oturan tencere tarafından emilmesini mümkün olduğunca istiyor. Manyetik alan, pişirme kabının dibinde bir elektrik alanı oluşturacak ve direnç nedeniyle tava, ocak ısınmasa bile ısınacaktır.

Ocağın seramik cam yüzeyinin altındaki manyetik bobinler, darbeleri doğrudan pişirme kabına gönderen manyetik bir alan oluşturur. Bu manyetik darbeler, pişirme kabını ısıtan şeydir. San Jose Şehri

En iyi performans için, manyetik indüksiyonlu ocaklar ve ocakların yüksek bir manyetik alan frekansında (tipik olarak 24KHz) çalışması gerekir. Ayrıca, manyetik alanların kolayca geçemeyeceği malzemelerden yapılmış tencere gerektirirler. Yüksek demir veya nikel içerikli metaller manyetik alanları emer, bu nedenle indüksiyonlu pişirme için en verimli seçeneklerdir. Demir, manyetik alanları nikelden daha kolay emer ve çok daha ucuzdur, bu nedenle demir bazlı malzemeler en yaygın olarak manyetik indüksiyonlu pişirme kapları için kullanılır.

Daha duyarlı ve daha güvenli, ancak daha pahalı

İndüksiyonlu ocaklar, ısı üretmek için manyetik alanları absorbe edecek bir şey gerektirdiğinden, geleneksel bir elektrikli ocaktan daha güvenlidirler. Elinizi ocağın üzerine koymanız elinizi farkedilir derecede ısıtmayacaktır. Ve bu sistemler pişirme kaplarını doğrudan ocağı ısıtmadan ısıttığından, pişirme kapları çıkarıldıktan sonra ocaklar hızla soğur ve bu da yanma riskini azaltır.

Pişirme kabının kendisi hızlı bir şekilde ısınma ve soğuma eğilimindedir ve sıcaklık kontrolü çok hassastır - gaz sobalarında değer sağlayan temel özelliklerden biri. Diğer bir artı, indüksiyonlu ocakların genellikle pürüzsüz yüzeylere sahip olmalarıdır - genellikle cam veya seramik - bu yüzden temizlemeleri kolaydır.

Modern indüksiyonlu ocaklar, geleneksel elektrikli sobalar kadar enerji tasarrufludur ve gaz sobalarından yaklaşık iki kat daha verimlidir. Ancak bu, çalıştırmanın daha ucuz olduğu anlamına gelmez. ABD'nin birçok yerinde doğal gaz elektrikten çok daha ucuz, bazen üç veya dört kat. Bu kısmen, yakın zamana kadar doğal gazın elektrikten çok daha pahalı olduğu endüksiyonlu ocakların Avrupa'da daha geniş kabul görmesini açıklıyor.

Benimsemeyi etkileyen bir başka faktör de indüksiyonlu ocakların ve ocakların tipik olarak geleneksel gaz veya elektrikli sobalardan daha pahalıbüyük ölçüde olmasa da. Aşçıların alüminyum, bakır, manyetik olmayan paslanmaz çelik ve seramik kapların yerini alması gerekecek ve bunların hiçbiri indüksiyonlu ocaklarda etkili bir şekilde çalışmayacaktır. Hızlı bir kontrol, bir mıknatıs bir tencerenin dibine yapışırsa, tencerenin indüksiyonlu bir ocak üzerinde çalışacağıdır.

Bu faktörlere rağmen, doğal gaz kullanımını azaltma yönetmeliklerinin manyetik indüksiyonlu ocakların ve ocakların büyük ölçüde genişlemesine yol açacağını umuyorum. Bu önlemler genellikle yeni inşa edilen binalara odaklanır, bu nedenle mevcut evlerin pahalı dönüşümleri.

Bu yeni konutlara taşınan genç bekarlar ve aileler henüz çok fazla tencere almamış olabilir ve özellikle çocukları varsa manyetik indüksiyonla ilişkili güvenliği takdir edeceklerdir. Yeşil kaynaklardan veya hibrit veya elektrikli bir araba için daha fazla elektrik ödemeye istekli olan ilk kullanıcılar, manyetik indüksiyonlu bir ocak ve onunla çalışan tavalar için birkaç yüz dolar daha fazla ödemekten rahatsız olmayabilirler.

Ulusal düzeyde ABD, bir çeşit karbon fiyatlandırması benimsemek yakın gelecekte doğalgaz maliyetini artıracaktır. Ayrıca, gazlı cihazlardan kaynaklanan iç mekan hava kirliliği. İlk önerildikten bir asırdan fazla bir süre sonra, manyetik indüksiyonlu pişirme günü güneşte gelmiş olabilir.

Yazar Hakkında

Sistem Bilimi Profesörü ve Klinik Bilim ve Mühendislik Araştırma Laboratuvarı Direktörü Kenneth McLeod, Binghamton Üniversitesi, New York Eyalet Üniversitesi

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.