Hogyan működik az indukciós főzőlap?

Az indukciós főzőlap kifejezést mindenki ismeri, és az egyik leggyakrabban feltett kérdés, hogy érdemes-e ennek a technológiának a felárát megfizetni egy hagyományos kerámia főzőlappal szemben. A téma mélyebb megértéséhez ismerjük meg az indukció fogalmát

Az elektromos indukció

Nagy valószínűséggel utoljára fizika órán az elektromosság témakörben kerülhetett szóba érintőlegesen az elektromos indukció fogalma. Az elektromágneses indukció törvényeit először Michael Faraday angol fizikus és kémikus fektette le 1831-ben. Az elektromos áramnak mágneses hatása van, ami azt jelenti, hogy egy áramjárta fémtekercs mágneses mezőt hoz létre. De mi történik az ellenkező esetben, amikor egy áram nélküli tekercsbe mágnest helyezünk? Létrejön az elektromos áram?

Ha egy réztekercset mágneses mezőben mozgatunk, a végpontjai között feszültség jön létre, zárt áramkör esetében indukált áramot hoz létre a feszültség, ami az elektromágneses indukció. Ha egy fémtekercs belsejébe egy mágnesrudat helyezünk és azt mozgatni kezdjük azzal folyamatos változó mágneses mezőt hozunk létre, ami elektromos áramot hoz létre a tekercsben. A mágneses mező változása előidézhető a mágnesrúd vagy a tekercs mozgatásával is, emellett a tekercsben lévő áramkör ki és bekapcsolásával vagy az áramerősség változtatásával. Heinrich Lenz német fizikus törvénye alapján a tekercs végpontjai közötti indukált feszültség és áramerősség arányos a mágneses mező változásának intenzitásával. Tehát egy gyorsabb mozgatással vagy erősebb mágnessel az indukált áramerősség is növelhető.

A főzőlap lelke: a réztekercs

A fentiekben említett tekercset egy réztekercs formájában a főzőlap alá helyeznek. A bekapcsoláskor az elektromos hálózatból váltóáram megy a tekercselt vezetékbe, ami mágneses mezőt hoz létre. Ezt oszcilláló mágneses erőtérnek is nevezik. Az így létrehozott mágneses erőtér egy mágnesezhető edényben áramot gerjeszt, majd az áram az edény falán hővé alakul.

Kettőn áll a vásár: az edény

Az egész indukciós mágneses erőtérre felépített mechanizmus semmit sem ér ha a főzőlapon elhelyezett edény nem mágnesezhető. Erre a magas vastartalommal rendelkező, mágneses erőtérrel reakcióba lépő lábosok és serpenyők alkalmasak, amelyen fel van tüntetve hogy használható-e indukciós főzőlapon. Amint a mágneses erőtér kölcsönhatásba lép az edénnyel, elkezdi felmelegíteni az edény alját majd az oldalfalat – de hogyan teszi mindezt?

Az örvényáram

Az előbb említett oszcilláló mágneses mező változása örvényáramot hoz létre ami ebben az esetben nem egy vezetékben hanem az edény falában, pontosan annak a fémkötéssel egymáshoz kapcsolódó vas és egyéb vezető részecskék elektronjaiban folytatja jön létre, áramlik nagy energiával és hőt termel. Összefoglalva, egy kis extra kerülő beiktatásával sikerült a fématomok mozgási energiáját jelentősen megemelni, ami egyenlő: hő.

Fontos hogy a távolság növekedésével a mágneses erőtér ereje csökken, ezért az edénynek a főzőlap felülete alatt közvetlenül elhelyezett réztekercs alatt kell lennie. Ez általában 10 – 20 mm távolságot jelent a váltóáram alatt lévő réztekercs és az edény alja között. Ezáltal az elektromágneses indukció az edény alsó felületén fejti ki a hatását majd a keletkező hő tovább terjed az edény falán. Ez a folyamat ettől a ponttól már nem elektromosság hanem hőtan, figyelembe véve hogy a vas nem csak mágnesezhető hanem kiváló hővezető is.

Hatékonyság vizsgálat

Sokunkat a hatékony működés és energiatakarékos megoldások jobban érdekelnek a fizikánál, ezért nézzük meg az indukciós főzőlap hatékonyságát szemben más típusokkal. Hasonlóan egy fűtési rendszer vagy kazán hatékonyság vizsgálatánál, itt is azt nézzük, hogy az elhasznált energia mekkora hányada kerül felhasználásra az adott cél eléréséhez és mekkora hányada lesz a veszteség, ami más közegbe kerül leadásra. Az indukciós főzőlap közvetlenül az edény alján hozza létre a magas hőmérsékletet, így sem a főzőlap kerámia felülete sem a légnemű közeg nem kap energiát. A megtermelt hő a már felforrósodott edényről és annak tartalmáról kerül vissza a levegőbe és a főzőlap felületére. Ez a működés 80 – 90 %-os energia hatékonyságot jelent, ami messze a legmagasabb a főzőlapok között.

A hagyományos elektromos fűtőszállal működő kerámia főzőlapok már csak 50%-os hatékonysággal üzemelnek, ahol a főzőlap felületének a felfűtése sok energiát emészt fel. A gázfőzőlapok esetében ez az érték még rosszabb, ott 35 %-os hatékonyságot tapasztalunk. A magas veszteség oka egyszerűen a nyílt láng, ami óriási hőmennyiséget ad át a levegőnek és a főzőlap egyéb fém részeinek.

Előnyök

A kiváló energia felhasználási mutató mellett nézzük meg milyen egyéb előnyei vannak egy indukciós főzőlapnak:

Nincs nyílt láng: ez talán a legnagyobb előnye mind a mind az elektromos fűtőszálas, mind az indukciós főzőlapoknak. Minimálisra csökken a főzéskor kialakuló lakástűz kockázata és az égési sérülések veszélye is kisebb.

Edény kell a melegedéshez: csak akkor indul meg a melegedési folyamat ha az edény a főzőlapon van. Ez egyértelműnek tűnik, de a kerámia főzőlapok edény nélkül is átforrósodnak, az indukciós főzőlapoknál szükség van a médiumra, emellett a legtöbb modell edény érzékelővel is el van látva.

Ha nincs edény kikapcsol: a főzőlap érzékeli az edény hiányát és egyszerűen kikapcsolja az áramot az edénnyel nem rendelkező főzőlap alatt.

Gyors melegedés: az indukciós lapok gyorsabban melegítik át az edényt, emellett fokozat váltásnál is hamarabb lesz eredmény. Általában 0 + 9 fokozat áll rendelkezésre, amelyeknek a le és felfelé történő fokozatváltások másodpercek alatt változást hoznak.

Booster: a booster funkció egy megemelt áramerősséget táplál a főzőlapba, ami nagyon rövid idő alatt nagy energiát ad át az edénynek, így a forralás vagy a kezdeti átmelegedés rövidebb idő alatt végbemegy.

Alacsonyabb felszíni hőmérséklet: az indukciós főzőlap edény által „visszaforrósított” felülete is megégetheti a kezet, de egy sokkal alacsonyabb hőmérséklet van jelen a felszínen, ami maximum annyi lehet mint az edény hőmérséklete. A fűtőszálas kerámia főzőlapok akár 400 – 500 °C fok, a nyílt gázláng már több mint 1000  °C fokos hőmérsékletű is lehet. Ezek nagyságrenddel forróbbak.

Milyen edényt használjak?

Sokan riogatnak azzal, hogy az indukciós főzőlapokhoz nagyon speciális edények szükségesek, amik sokkal drágábbak. Ma már a legtöbb lábos és serpenyő alkalmas az indukciós főzőlapon történő használatra, az egyetlen kitétel, hogy mágnesezhető fém alapú anyagból készüljenek, ilyen a vas, acél (304; 404) és rozsdamentes acél. Az alumínium és réz, amelyekre szintén igaz az álltás, már nem ideálisak erre a célra, mert az alacsony ellenállásuk és mágnesezhetőségük miatt minimális a hőtermelésük. Ez ellentmondásosan hangzik, de ha egy fém túl jó vezető, ebben az esetben az sem jó, illetve ne feledkezzünk meg a mágnesezhetőségről. Az indukciós edény alján egy gravírozott jelzés mutatja, hogy alkalmas a feladatra, vásárlás előtt csak ellenőrizzük a jeleket az edényen vagy a termék adatlapon, vagy legyen nálunk egy hűtőmágnes.

Indukciós adapter

 Ha a meglévő, de nem indukciós edények mellett maradunk, akkor az áthidaló megoldást egy indukciós adapter nyújthatja. Ez egy egyszerű nyeles fémkorong, ami az edény helyett felveszi az oszcilláló mágneses mezőt és az energiát már hő formájában továbbítja az edénynek. Az adapterlemez egy mágnesezett rozsdamentes acél korong, ami gyorsan átmelegszik, több méretben is kapható és könnyen tisztítható.

Beépítés és tisztítás

Az egyik fő feltétel a beépítés során hogy néhány centiméteres biztonsági távolság legyen a főzőlap alja és az alatta található bútorlap vagy fiók és tartalma között. Bármi található az indukciós főzőlap alatt, legalább 3 cm biztonsági távolság szükséges a készülék alsó síkja alatt. Az indukciós főzőlapok helytakarékosak, mindössze néhány cm vastagságuk jelentős részét a konyhai munkalap elnyeli. Hasonlóan egy laptophoz, itt is szükséges, hogy a rejtett és felmelegedő elektromos alkatrészek megfelelő szellőzést kapjanak, ezért szükséges, hogy szellőző lyukak legyenek a konyhaszekrényben.

Egy átlagos 4 zónás indukciós főzőlap teljes áram igénye mind a 4 főzőlap együttes működtetése esetén 7200W. A szükséges áramerősség 2x16 vagy 1x 32A. Általában ritka, hogy mind a 4 főzőlap maximális fokozaton működik, de a tervezés során ezt az értéket kell figyelembe venni.

A főzőlapok felülete nagy teherbírású edzett üveg, ami használattól függően rendszeres takarítást igényel. Nem kizárólag esztétikai és egyészségügyi szempontból, hanem, hogy az érintőgombok, könnyen kezelhetők maradjanak és közvetlenül érzékeljék az ujjakat. Tisztításuk nem igényel egyedi tisztítószereket, bármi, ami a zsíros szennyeződéséket és vízkövet hatékonyan eltávolítja alkalmas a tisztításra. Fontos, hogy ne alkalmazzunk erősen dörzsölő fém szivacsokat, ami károsítja az üveg felületet.

Mi a jó döntés?

Figyelembe véve az összes szempontot a gázfőzőlap, a kerámia főzőlap és az indukciós főzőlapok között egyértelműen az indukciós főzőlap bizonyult a legjobb választásnak. Ezzel szemben az ára is messze a legmagasabb, de figyelembe véve a gazdaságosabb üzemeltetést hosszú távon már nem a legdrágább. A gázfőzőlap csak akkor lehet opció, ha a gáz csatlakozás rendelkezésre áll, de a gáz bevezetését a konyhába már egyre ritkábban alkalmazzák. A gázfőzőlap mellett szól, hogy az ételek egy természetesebb úton felmelegített edényben készülnek el, és az energiaköltéségeket sem emeli jelentősen. Ellene szól a költséges gázvezeték kiépítése, az alacsony energia hatékonyság és a nyílt láng kockázata.