Magnetisk induksjonsmatlaging kan kutte kjøkkenets karbonavtrykk

Magnetisk induksjonsmatlaging kan kutte kjøkkenets karbonavtrykk
Farvel, brennere.
brizmaker / iStock / Getty Images Plus

For å dempe klimaendringene har mange eksperter etterlyst et massivt skifte fra fossilt brensel til elektrisitet. Målet er å elektrifisere prosesser som å varme opp boliger og drive biler, og deretter generere det økte behovet for elektrisk kraft ved bruk av kull med lave eller null karbon som vind, sol og vannkraft.

Mer enn 30 byer i California, inkludert Berkeley og San Fransisco, har beveget seg i denne retningen ved å forby naturgass i de fleste nybygg. For tiden genererer energibruk i bygninger over 40% av San Franciscos klimagassutslipp.

Det er enkle elektriske alternativer for oppvarming av bygninger og varmt vann og tørking av klær, men å gå elektrisk kan være mer kontroversielt på kjøkkenet. Tradisjonelle elektriske ovner er notorisk sakte å varme opp og kjøle seg ned. De utgjør også sikkerhetsproblemer fordi oppvarmingsbatteriene kan holde seg varme i titalls minutter etter at de er slått av.

Hva er en seriøs kokk å gjøre? Et høyteknologisk alternativ er magnetisk induksjon. Denne teknologien ble først foreslått for over 100 år siden og demonstrert på verdensmessen i Chicago i 1933. I dag er magnetiske induksjonsovner og kokeplater vanlige i Europa og Asia, men forblir en nisje-teknologi i USA As flere byer og stater beveger seg mot elektrifisering, her er en titt på hvordan magnetisk induksjon fungerer og fordeler og ulemper ved matlaging.


Elektroingeniør Bill Kornrumpf beskriver hvordan magnetisk induksjonsmatlaging fungerer.

Oppvarming uten flamme

jeg er en elektroingeniør som spesialiserer seg i elektromagnetisk feltforskning. Mye av arbeidet mitt fokuserer på medisinsk terapi - men om du utsetter menneskelig vev eller en panne på en platetopp for elektromagnetiske felt, er prinsippene de samme.

For å forstå hva elektromagnetiske felt er, er nøkkelprinsippet at en elektrisk ladning skaper et felt rundt den - i hovedsak en kraft som strekker seg i alle retninger. Tenk på statisk elektrisitet, som er en elektrisk ladning som ofte produseres av friksjon. Hvis du gni en ballong på håret ditt, vil friksjonen lade ballongen med statisk elektrisk ladning; når du løfter ballongen bort fra hodet, vil håret ditt stige, selv om ballongen ikke berører den. Ballongen trekker i håret ditt med en attraktiv elektrisk kraft.

Bevegelige elektriske ladninger, som strøm som strømmer gjennom ledning, produserer magnetiske felt - soner med magnetisk kraft rundt strømens bane. Jorden har et magnetfelt fordi elektriske strømmer strømmer i sin smeltede kjerne.

Magnetfelt kan også produsere elektriske felt, og det er derfor vi bruker begrepet elektromagnetiske felt. Dette konseptet ble oppdaget på 1830-tallet av Engelsk forsker Michael Faraday, som viste at hvis et elektrisk ledende materiale, for eksempel en ledning, plasseres i et magnetfelt i bevegelse, opprettes et elektrisk felt i lederen. Vi kaller dette magnetisk induksjon. Hvis lederen formes til en sløyfe, vil en elektrisk strøm strømme rundt sløyfen.

Faradays oppdagelse dannet grunnlaget for utvikling av elektriske motorer. Hans arbeid demonstrerte også en måte å varme opp materialer på uten å bruke en tradisjonell varmekilde som ild.


 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

Hvor kommer varmen fra?

Alle materialer har motstand, noe som betyr at når elektrisk strøm strømmer gjennom dem, vil strømmen være hindret i det minste noe. Denne motstanden fører til at noe av den elektriske energien går tapt: Energien blir til varme, og som et resultat varmes lederen opp. I min biomedisinske forskning undersøker vi bruk av magnetiske felt for radiofrekvens for å varme opp vev i kroppen til hjelpe vevet å gro.

I stedet for konvensjonelle brennere kalles kokeplatene på induksjonstoppene kokeplater, og består av trådspoler som er innebygd i overflaten til koketoppen. For maksimal effektivitet vil ingeniører så mye som mulig av magnetfeltenergien som produseres av hver kokeplate, absorberes av kokekaret som sitter på den. Magnetfeltet vil skape et elektrisk felt i bunnen av kokekaret, og på grunn av motstand vil pannen varme opp, selv om kokeplaten ikke gjør det.

Magnetiske spoler under platetoppens keramiske glassoverflate genererer et magnetfelt som sender pulser direkte til kokekaret. Disse magnetiske pulser er det som varmer kokekaret.
Magnetiske spoler under platetoppens keramiske glassoverflate genererer et magnetfelt som sender pulser direkte til kokekaret. Disse magnetiske pulser er det som varmer kokekaret.
San Jose by

For best ytelse må magnetiske induksjonsovner og kokeplater operere med en høy magnetfeltfrekvens - vanligvis 24 KHz. De krever også potter laget av materialer som magnetfelt ikke lett passerer gjennom. Metaller med høyt jern- eller nikkelinnhold absorberer magnetfelt, så de er de mest effektive alternativene for induksjonskoking. Jern absorberer magnetfelt lettere enn nikkel og er langt billigere, så jernbaserte materialer brukes oftest til kokekar med magnetisk induksjon.

Mer responsiv og tryggere, men dyrere

Siden induksjonstopper trenger noe for å absorbere magnetfelt for å produsere varme, er de iboende tryggere enn en tradisjonell elektrisk platetopp. Å plassere hånden på koketoppen vil ikke varme opp hånden i noen merkbar grad. Og siden disse systemene varmer kokekar uten å varme opp koketoppen, kjøles kokeplatene raskt etter at kokekaret er fjernet, noe som reduserer risikoen for forbrenning.

Selve kokekaret har en tendens til å varme seg opp og avkjøles raskt, og temperaturkontrollen er veldig nøyaktig - en av nøkkelegenskapene som koker verdien i gasskomfyrer. Et annet pluss er at induksjonstopper ofte har glatte overflater - ofte glass eller keramikk - slik at de er enkle å rengjøre.

Moderne induksjonstopper er like energieffektive som tradisjonelle elektriske ovner og omtrent dobbelt så effektive som gassovner. Men dette betyr ikke nødvendigvis at de er billigere å betjene. I mange deler av USA naturgass er langt billigere enn strøm, noen ganger med en faktor på tre eller fire. Dette forklarer delvis bredere aksept av induksjonstopper i Europa, der inntil nylig var naturgass mye dyrere enn elektrisitet.

En annen faktor som har påvirket adopsjonen er at induksjonsovner og kokeplater vanligvis koster mer enn tradisjonelle gass- eller elektriske ovner, men ikke vesentlig. Og kokker må erstatte aluminium, kobber, ikke-magnetisk rustfritt stål og keramiske gryter, hvorav ingen fungerer effektivt på induksjonstopper. En rask sjekk er at hvis en magnet stikker til bunnen av en gryte, vil gryten fungere på en induksjonstopp.

Til tross for disse faktorene forventer jeg at ordinanser for reduksjon av naturgassbruk vil føre til sterkt utvidet bruk av magnetiske induksjonsovner og koketopper. Disse tiltakene fokuserer vanligvis på nybygde bygninger, slik at de ikke vil kreve dyre ombygginger av eksisterende boliger.

Unge enslige og familier som flytter inn i disse nye boligene, har kanskje ikke fått mye kokekar ennå, og vil sannsynligvis sette pris på sikkerheten forbundet med magnetisk induksjon, spesielt hvis de har barn. Og tidlige adoptere som er villige til å betale mer for strøm fra grønne kilder, eller for en hybrid- eller elbil, er kanskje ikke lei seg for å betale noen hundre dollar mer for en magnetisk induksjonstopp og panner som fungerer med den.

På nasjonalt nivå kan USA vedta en eller annen form for karbonprising i nær fremtid, noe som vil øke kostnadene for naturgass. Og det er også økende bekymring for innendørs luftforurensning fra gassapparater. Mer enn et århundre etter at det ble foreslått for første gang, kan den magnetiske induksjonsmatlagingens dag i solen ha kommet.

om forfatterenDen Conversation

Kenneth McLeod, professor i systemvitenskap, og direktør, klinisk vitenskap og ingeniørforskningslaboratorium, Binghamton University, State University of New York

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Flere artikler av denne forfatteren

Kan hende du også liker

følg InnerSelf på

facebook icontwitter ikonetyoutube-ikonetinstagram ikonpintrest-ikonetrss ikon

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

TILGJENGELIGE SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MEST LES

digitale penger 9 15
Hvordan digitale penger har endret hvordan vi lever
by Daromir Rudnyckyj
Enkelt sagt kan digitale penger defineres som en form for valuta som bruker datanettverk til å...
Et Equinox-alter
Å lage et jevndøgnalter og andre høstjevndøgnsprosjekter
by Ellen Evert Hopman
Høstjevndøgn er tiden da havet blir grovt når vinterkulingen setter inn. Det er også...
Sedna og vår nye verden
Sedna og vår nye verden
by Sarah Varcas
Sedna er inuittenes havgudinne, også kjent som havets mor eller elskerinne og gudinnen til...
havskoger 9 18
Havskogene er større enn Amazonas og mer produktive enn vi trodde
by Albert Pessarrodona Silvestre, et al
Utenfor kysten av det sørlige Afrika ligger den store afrikanske havskogen, og Australia kan skryte av…
tegn på ulikhet 9 17
USA har falt drastisk på globale rangeringer som måler demokrati og ulikhet
by Kathleen Frydl
USA kan betrakte seg selv som en "leder av den frie verden", men en indeks for utvikling ...
tropiske sykdommer 9 24
Hvorfor tropiske sykdommer i Europa kanskje ikke er sjeldne så mye lenger
by Michael Head
Dengue, en virusinfeksjon som spres av mygg, er en vanlig sykdom i deler av Asia og Latin ...
en bestemor som leser for sine to barnebarn
En bestemors skotske fortelling for høstjevndøgn
by Ellen Evert Hopman
Denne historien har en liten bit av Amerika i seg og en liten bit av Orknøyene i seg. Orknøyene er på…
en ung mann meditasjon utenfor
Hvordan meditere og hvorfor
by Joseph Selbie
Meditasjon gir oss større tilgang til ikke-lokale realiteter: oppløftende og harmoniserende følelser,...

Nye holdninger - Nye muligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasjoner. Alle rettigheter reservert.