Решение: Принцип работы индукционной плиты
Статья к заданиюТоки Фуко
Прочитайте текст и выполните задания.
Токи Фуко
Изменение магнитного потока производит индуцированное вихревое электрическое поле даже в пустом пространстве. Если металлическая пластина вставляется в это пространство, индуцированное электрическое поле приводит к появлению электрического тока в металле. Причём чем быстрее меняется магнитный поток, тем больше индуцированный ток.
Эти индуцированные токи называются вихревые токи или токи Фуко – в честь ученого Ж.Б.Л. Фуко, изучавшего эти токи. Первым же магнитное действие этих токов обнаружил французский ученый Д.Ф. Араго, проводивший в 1824 г. опыт с медным диском, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. В результате диск тоже начинал вращаться. Этот эффект стали называть в физике «явлением Араго».
Вредное действие вихревых токов связано с потерями энергии в сердечниках трансформаторов и генераторов из-за выделения большого количества тепла. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления и скорости изменения магнитного поля, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи Фуко могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.
С другой стороны, вихревые токи нашли применение для нагрева и плавки металлов в вакууме, для гашения (демпфирования) или предотвращения колебаний, возникающих в электроизмерительных приборах и других устройствах. Если под качающейся в горизонтальной плоскости магнитной стрелкой расположить массивную медную пластину, то возбуждаемые в медной пластине токи Фуко будут тормозить колебания стрелки.
Используя приведённый материал о токах Фуко и рисунок, определите верные утверждения о принципе работы индукционной плиты.
Выберите все верные утверждения.
Решение по шагам
4 шагаПеременный ток в катушке создаёт переменное магнитное поле. Оно вызывает в металлическом дне посуды индукционные вихревые токи.
Вихревые токи выделяют тепло в металлическом дне посуды, поэтому утверждение 3 верно.
При индукционном нагреве тепло возникает непосредственно в посуде, а не передаётся от нагретой конфорки через стеклокерамическую поверхность. Поэтому тепловые потери меньше, и утверждение 1 верно.
В основе работы устройства лежит электромагнитная, а не электростатическая индукция. Магнитное поле создаётся током в катушке, а не токами в посуде, поэтому утверждения 2 и 4 неверны.
Где здесь ошибаются
Путать электромагнитную индукцию с электростатической.
Считать, что магнитное поле катушки создаётся токами в посуде.
Выбирать только утверждение о вихревых токах и не учитывать преимущество прямого нагрева посуды.