27 ก.ย. 2020 เวลา 03:45 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
เตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า (Induction cooktops) ทำงานอย่างไร?
(เรียบเรียงโดย สัมโมทิก สวิชญาน)
ในสมัยก่อน เตาไฟให้ความร้อนกับเครื่องครัวด้วยเปลวไฟหรือพื้นผิวร้อนๆ แต่เตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าสมัยใหม่ที่เราใช้กันนั้น ใช้หลักฟิสิกส์ทางแม่เหล็กไฟฟ้ามาทำให้เครื่องครัวร้อนขึ้นโดยตรง
ข้อดีแรกคือ ความร้อนมีความสม่ำเสมอเท่าๆ กันโดยรอบ ไม่ได้ร้อนขึ้นจากด้านใต้เป็นหลัก ข้อดีต่อมาคือ เมื่อไม่มีตัวกลาง ก็ประหยัดพลังงานได้มากกว่า
การเหนี่ยวนำทางแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ที่วงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ไปเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในอีกวงจรหนึ่งที่อยู่ใกล้ๆ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นได้เพราะ
(1) กระแสไฟฟ้าที่ไหลอยู่ จะสร้างสนามแม่เหล็กให้เกิดขึ้นรอบๆ
(2) ถ้ากระแสไฟฟ้าเป็นแบบกระแสสลับ สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบๆ จะเปลี่ยนแปลงขึ้น-ลงไปมา
(3) ถ้าวัสดุที่เป็นตัวนำไฟฟ้า มีสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงขึ้นลงไปมาผ่าน วัสดุนั้นจะเกิดกระแสไฟฟ้าไหล ยิ่งสนามแม่เหล็กขึ้นลงถี่ๆ กระแสก็ยิ่งไหลเยอะ กระแสนี้เรียกว่า "กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ" ปรากฏการณ์นี้ถูกค้นพบโดย ไมเคิล ฟาราเดย์ (Michael Faraday) ในปี ค.ศ.1831
Michael Faraday
(4) กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ก็สร้างสนามแม่เหล็กรอบๆ ตัวเองเช่นกัน
เตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า ใช้ปรากฏการณ์นี้ให้เป็นประโยชน์ โดยสร้างขดลวดเอาไว้ภายในเตา และปล่อยไฟฟ้ากระแสสลับความถี่สูง (สูงกว่าไฟบ้านเป็นพันเท่า) ให้ไหลผ่าน เมื่อนำเครื่องครัวที่เป็นเหล็กหรือวัสดุชนิดที่เรียกกันว่า ferromagnetic มาวาง จะเกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำไหลวนๆ ภายในตัววัสดุ ที่ก้นภาชนะก่อน แล้วกระแสนี้ก็สร้างสนามแม่เหล็กไปเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าไหลวนๆ ต่อๆ กันไปจนทั่วภาชนะอย่างรวดเร็วเป็นลูกโซ่
กระแสไฟฟ้าวนๆ นี้เรียกว่า "eddy current" (คำว่า eddy นี้ไม่ได้มาจากชื่อคน แต่เป็นคำภาษาอังกฤษที่แปลว่า "ไหลวนๆ")
eddy current
เหล็กเป็นตัวนำไฟฟ้าก็จริง แต่เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดี กล่าวคือ มีความต้านทานไฟฟ้าเยอะ ซึ่งยิ่งต้านทานเยอะ แปลว่าพลังงานจากกระแสไฟฟ้าที่วิ่งผ่าน จะแปลงไปเป็นความร้อนเสียมาก (นึกถึงเวลาเอาของถูกัน ยิ่งเสียดทานมาก ยิ่งร้อน) เพราะเหตุนี้ กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่วิ่งพล่านมั่วซั่วไปทั่วในเครื่องครัวที่เป็นเหล็ก จึงทำให้ภาชนะร้อนขึ้น ทำอาหารได้
โดยหลักการ เครื่องครัวจากวัสดุเป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี เช่น ทองแดงหรืออะลูมิเนียม (หรือทอง ถ้าบ้านใครรวยมาก) สามารถใช้กับเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าได้ แต่จะแทบไม่ค่อยร้อนเลย เนื่องจากกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำวิ่งได้ลื่นไหลมาก ไม่เกิดความร้อนสักเท่าไร ส่วนถ้าเป็นเครื่องแก้ว ก็ไม่ร้อนเช่นกัน เพราะไม่ใช่ตัวนำไฟฟ้า
วิธีง่ายๆ ในการทดสอบว่าเครื่องครัวใดวางบนเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้าแล้วร้อนคือ ให้ลองนำแม่เหล็กมาสัมผัส ถ้าดูด แปลว่าโอเคเลย
https://www.123rf.com
ข้อเสียหนึ่งที่ต้องระวังคือ สนามแม่เหล็กที่สร้างจากเตาเหนี่ยวนำไฟฟ้า อาจรบกวนการทำงานของเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าหัวใจได้ หากหน้าอกใครติดตั้งเครื่องดังกล่าว ต้องยืนห่างๆ เตามากเป็นพิเศษ (อย่างน้อยๆ 60 ซม.) ข้อเสียอีกข้อหนึ่งที่ต้องระวังคือ ระวังเสียเงินไปกับค่าเตาเยอะ!
โฆษณา