La revedere, arzătoare. brizmaker / iStock / Getty Images Plus

Pentru a reduce schimbările climatice, mulți experți au solicitat acest lucru o schimbare masivă de la combustibili fosili la electricitate. Scopul este de a electriza procese cum ar fi încălzirea locuințelor și alimentarea mașinilor, și apoi generarea nevoilor crescute de energie electrică utilizând surse cu conținut scăzut sau zero de carbon, cum ar fi eolianul, energia solară și hidroenergia.

Peste 30 de orașe din California, inclusiv Berkeley și San Francisco, s-au deplasat în această direcție prin interzicerea serviciului de gaze naturale în majoritatea clădirilor noi. În prezent, consumul de energie în clădiri generează peste 40% din emisiile de gaze cu efect de seră din San Francisco.

Există opțiuni electrice simple pentru încălzirea clădirilor și a apei calde și pentru uscarea hainelor, dar alimentarea electrică ar putea fi mai controversată în bucătărie. Sobe electrice tradiționale sunt notoriu lente pentru a se încălzi și a se răci. De asemenea, pun probleme de siguranță, deoarece bobinele lor de încălzire pot rămâne fierbinți zeci de minute după oprire.

Ce trebuie să facă un bucătar serios? O alternativă de înaltă tehnologie este inducția magnetică. Această tehnologie a fost propusă pentru prima dată acum peste 100 de ani și demonstrat la Târgul Universal din Chicago din 1933. Astăzi, aragazele cu inducție magnetică și blaturile de bucătărie sunt comune în Europa și Asia, dar rămân o tehnologie de nișă în SUA As mai multe orașe și state se îndreaptă spre electrificare, iată o privire la modul în care funcționează inducția magnetică și avantajele și dezavantajele acesteia pentru gătit.

{vembed Y = glH71fM9Oe4}
Inginerul electric Bill Kornrumpf descrie cum funcționează gătitul cu inducție magnetică.

Încălzire fără flacără

eu sunt un inginer electric specializat în cercetarea câmpului electromagnetic. O mare parte din munca mea se concentrează pe aplicațiile de terapie medicală - dar indiferent dacă expuneți țesuturi umane sau o tigaie pe un blat la câmpuri electromagnetice, principiile sunt aceleași.

Pentru a înțelege ce sunt câmpurile electromagnetice, principiul cheie este că o sarcină electrică creează un câmp în jurul său - în esență, o forță care se extinde în toate direcțiile. Gândiți-vă la electricitatea statică, care este o sarcină electrică produsă adesea prin frecare. Dacă vă frecați un balon pe păr, fricțiunea va încărca balonul cu încărcare electrică statică; atunci când ridici balonul departe de cap, părul tău se va ridica, chiar dacă balonul nu îl atinge. Balonul îți trage părul cu o forță electrică atractivă.

Încărcările electrice în mișcare, cum ar fi electricitatea care curge prin sârmă, produc câmpuri magnetice - zone de forță magnetică în jurul căii curentului. Pământul are un câmp magnetic deoarece curenții electrici curg în miezul său topit.

Câmpurile magnetice pot produce și câmpuri electrice și de aceea folosim termenul de câmpuri electromagnetice. Acest concept a fost descoperit în anii 1830 de către Omul de știință englez Michael Faraday, care a arătat că, dacă un material conductor electric, cum ar fi un fir, este plasat într-un câmp magnetic în mișcare, se creează un câmp electric în conductor. Numim asta inducție magnetică. Dacă conductorul este format într-o buclă, un curent electric va curge în jurul buclei.

Descoperirea lui Faraday a constituit baza pentru dezvoltarea motoarelor electrice. Munca sa a demonstrat, de asemenea, o modalitate de a încălzi materialele fără a utiliza o sursă tradițională de căldură, cum ar fi focul.

De unde vine căldura?

Toate materialele au rezistență, ceea ce înseamnă că atunci când curentul electric curge prin ele, fluxul va fi împiedicat măcar oarecum. Această rezistență face ca o parte din energia electrică să fie pierdută: energia se transformă în căldură și, ca rezultat, conductorul se încălzește. În cercetările mele biomedicale investigăm folosind câmpuri magnetice cu frecvență radio pentru a încălzi țesuturile din corp ajuta tesutul sa se vindece.

În loc de arzătoare convenționale, punctele de gătit de pe blaturile de inducție sunt numite plite și constau din bobine de sârmă încorporate în suprafața blatului. Pentru o eficiență maximă, inginerii doresc cât mai multă energie din câmpul magnetic produs de fiecare plită să fie absorbită de vasele de gătit așezate pe ea. Câmpul magnetic va crea un câmp electric în partea de jos a vaselor de gătit și, din cauza rezistenței, tigaia se va încălzi, chiar dacă plita nu.

Bobinele magnetice aflate sub suprafața de sticlă ceramică a mesei de gătit generează un câmp magnetic care trimite impulsuri direct la vase. Aceste impulsuri magnetice sunt cele care încălzesc vasele de gătit. Orașul San Jose

Pentru cele mai bune performanțe, aragazele cu inducție magnetică și blaturile de gătit trebuie să funcționeze la o frecvență ridicată a câmpului magnetic - de obicei, 24 KHz. Acestea necesită, de asemenea, oale realizate din materiale prin care câmpurile magnetice nu trec ușor. Metalele cu un conținut ridicat de fier sau nichel absorb câmpurile magnetice, deci sunt cele mai eficiente opțiuni pentru gătitul cu inducție. Fierul absoarbe câmpurile magnetice mai ușor decât nichelul și este mult mai puțin costisitor, astfel încât materialele pe bază de fier sunt cel mai frecvent utilizate pentru vase de inducție magnetică.

Mai receptiv și mai sigur, dar mai scump

Deoarece blaturile cu inducție necesită ceva pentru a absorbi câmpurile magnetice pentru a produce căldură, ele sunt intrinsec mai sigure decât un blat electric tradițional. Așezarea mâinii pe plită nu vă va încălzi mâna într-o măsură vizibilă. Și din moment ce aceste sisteme încălzesc ustensile de gătit fără a încălzi direct plita, plitele se răcesc rapid după îndepărtarea ustensilelor de gătit, ceea ce reduce riscul de arsuri.

Vesela în sine tinde să se încălzească și să se răcească rapid, iar controlul temperaturii este foarte precis - una dintre proprietățile cheie care gătește valoarea în sobele cu gaz. Un alt plus este că blaturile cu inducție au de obicei suprafețe netede - adesea din sticlă sau ceramică - astfel încât să fie ușor de curățat.

Blaturile moderne de inducție sunt la fel de eficiente din punct de vedere energetic ca sobe electrice tradiționale și de aproximativ două ori mai eficiente decât sobe cu gaz. Dar aceasta nu înseamnă neapărat că sunt mai puțin costisitoare de operat. În multe părți ale SUA gazul natural este mult mai ieftin decât electricitatea, uneori cu un factor de trei sau patru. Acest lucru explică parțial acceptarea mai largă a blatelor cu inducție în Europa, unde până de curând gazele naturale erau mult mai scumpe decât electricitatea.

Un alt factor care a influențat adoptarea este că, în mod obișnuit, aragazele cu inducție și blaturile de gătit costă mai mult decât sobele tradiționale cu gaz sau electrice, deși nu în mod substanțial. Și bucătarii vor trebui să înlocuiască vasele din aluminiu, cupru, oțel inoxidabil nemagnetic și ceramică, dintre care niciunul nu funcționează eficient pe blaturile de inducție. O verificare rapidă este că, dacă un magnet se lipeste de fundul unei oale, oala va funcționa pe un blat de inducție.

În ciuda acestor factori, mă aștept ca ordonanțele de reducere a utilizării gazelor naturale să ducă la o utilizare mult mai extinsă a sobelor cu inducție magnetică și a blaturilor. Aceste măsuri se concentrează de obicei pe clădirile nou construite, deci nu vor necesita conversii scumpe de case existente.

Este posibil ca tinerii singuri și familiile care se mută în aceste noi reședințe să nu fi achiziționat încă o mulțime de vase și ar putea aprecia siguranța asociată cu inducția magnetică, mai ales dacă au copii. Iar adoptatorii timpurii care sunt dispuși să plătească mai mult pentru electricitate din surse verzi sau pentru o mașină hibridă sau electrică, nu ar putea fi deranjați să plătească cu câteva sute de dolari în plus pentru o plită cu inducție magnetică și tigăi care funcționează cu ea.

La nivel național, SUA ar putea adoptă o formă de stabilire a prețului carbonului în viitorul apropiat, ceea ce ar crește costul gazelor naturale. Și există și o îngrijorare tot mai mare cu privire la poluarea aerului interior de la aparatele cu gaz. La mai bine de un secol după ce a fost propusă pentru prima dată, este posibil să fi sosit ziua de gătit cu inducție magnetică la soare.

Despre autor

Kenneth McLeod, profesor de știință a sistemelor și director, Laboratorul de cercetare în științe clinice și inginerie, Universitatea Binghamton, Universitatea de Stat din New York

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.