再見，燃燒器。 brizmaker / iStock / Getty Images Plus

為了遏制氣候變化，許多專家呼籲 從化石燃料到電力的巨大轉變。 目標是使房屋供暖和為汽車供電等過程電氣化，然後使用低碳或零碳源（如風能，太陽能和水力發電）來滿足不斷增長的電力需求。

加利福尼亞州30多個城市，包括 伯克利 和 舊金山，已通過禁止大多數新建築中的天然氣服務朝這個方向發展。 當前建築物中的能源使用產生 舊金山溫室氣體排放量的40％以上.

對於建築物，熱水和乾衣的加熱，有直接的電選項，但是在廚房中使用電可能會引起更多爭議。 眾所周知，傳統的電爐加熱和冷卻速度很慢。 它們還帶來安全問題，因為它們的加熱線圈在關閉後會保持數十分鐘的高溫。

一個認真的廚師怎麼辦？ 一種高科技的替代方法是磁感應。 這項技術最早是在100多年前提出的， 在1933年芝加哥世界博覽會上展示。 如今，電磁爐和爐灶在歐洲和亞洲很普遍，但仍然存在 美國的利基技術 As 更多的城市和州朝著電氣化邁進，這是電磁感應的工作原理以及烹飪的利弊。

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電氣工程師Bill Kornrumpf描述了電磁感應烹飪的工作原理。

無火加熱

我是一個 專門從事電磁場研究的電氣工程師。 我的大部分工作都集中在藥物治療方面，但是無論您是將人體組織還是灶台上的鍋暴露在電磁場中，原理都是相同的。

要了解什麼是電磁場，關鍵原理是電荷在其周圍產生一個電場-本質上是一種向各個方向延伸的力。 想一想靜電，靜電通常是由摩擦產生的電荷。 如果您在頭髮上擦氣球，那麼摩擦力會使氣球帶上靜電； 那麼當您將氣球從頭上抬起時，即使氣球沒有碰到它，頭髮也會升起。 氣球以誘人的力量拉動您的頭髮。

移動的電荷，像流經電線的電流一樣，會產生磁場-圍繞電流路徑的磁力區域。 由於電流在其熔融核中流動，因此地球具有磁場。

磁場也會產生電場，這就是為什麼我們使用術語電磁場的原因。 這個概念是在1830年代由 英國科學家邁克爾·法拉第（Michael Faraday）他的研究表明，如果將導電材料（例如電線）放置在移動磁場中，則會在導體中產生電場。 我們稱之為磁感應。 如果導體形成迴路，則電流將在迴路周圍流動。

法拉第的發現構成了 電動機的發展。 他的工作還展示了一種無需使用傳統熱源（例如火）即可加熱材料的方法。

熱量從哪裡來？

所有材料都具有電阻，這意味著當電流流過它們時， 至少有一點阻礙。 這種電阻會導致一些電能損失：電能轉化為熱量，結果導體變熱。 在我的生物醫學研究中，我們研究了使用射頻磁場加熱人體組織以達到 幫助組織癒合.

代替傳統的燃燒器，電磁爐灶上的烹飪點稱為爐灶，由嵌入爐灶表面的線圈組成。 為了獲得最高效率，工程師希望每個爐架產生的磁場能量盡可能多地被爐具上的炊具吸收。 磁場將在炊具的底部產生電場，並且由於阻力，即使灶具沒有加熱，鍋也會加熱。

灶台陶瓷玻璃表面下方的電磁線圈會產生磁場，將脈衝直接發送到炊具。 這些電磁脈衝加熱炊具。 聖何西市

為了獲得最佳性能，電磁爐和爐灶需要在高磁場頻率（通常為24KHz）下運行。 他們還需要用磁場不易通過的材料製成的鍋。 鐵或鎳含量高的金屬會吸收磁場，因此它們是感應烹飪的最有效選擇。 鐵比鎳更容易吸收磁場，而且價格便宜得多，因此，鐵基材料最常用於磁感應炊具。

反應更快，更安全，但價格更高

由於電磁爐灶需要一些東西來吸收磁場以產生熱量，因此它們本質上比傳統的電爐灶更安全。 將手放在爐架上不會使您的手發熱到任何明顯的程度。 並且由於這些系統無需直接加熱爐架即可加熱炊具，因此爐具在移除炊具後會迅速冷卻，從而降低了燙傷的風險。

炊具本身往往會快速升溫和降溫，並且溫度控制非常精確，這是在燃氣灶上烹飪價值的關鍵特性之一。 另一個優點是電磁爐通常具有光滑的表面（通常是玻璃或陶瓷），因此易於清潔。

現代電磁爐的能源效率與傳統電爐一樣，約為燃氣爐的兩倍。 但這並不一定意味著它們的運行成本較低。 在美國許多地方 天然氣遠比電便宜，有時是三到四倍。 這部分解釋了歐洲對電磁爐灶具的廣泛接受，直到最近，天然氣在天然氣中的使用要比電價昂貴得多。

影響採用的另一個因素是電磁爐和灶台通常 成本比傳統的燃氣或電爐高，儘管實際上並非如此。 而且廚師將不得不替換鋁，銅，非磁性不銹鋼和陶瓷鍋，這些鍋都不能在電磁爐上有效地工作。 快速檢查一下，如果磁鐵粘在鍋底，則該鍋將在電磁爐上工作。

儘管有這些因素，我預計減少天然氣使用條例將導致電磁爐和爐灶的使用大大擴展。 這些措施通常集中在新建建築物上，因此不需要 現有房屋的昂貴改造.

搬到這些新住所的年輕單身人士和家庭可能尚未購買很多炊具，並且可能會喜歡與磁感應相關的安全性，尤其是在有孩子的情況下。 願意為綠色能源，混合動力汽車或電動汽車支付更高價格的早期採用者可能不會為為與之配套的電磁爐灶和鍋具支付​​幾百美元而感到不安。

在國家一級，美國可能 採用某種形式的碳定價 在不久的將來，這將提高天然氣成本。 而且人們也越來越關注 燃氣具對室內空氣的污染。 首次提出以來，已經有一個多世紀的歷史了，電磁感應烹飪的日子可能已經到了。

關於作者

系統科學教授兼臨床科學與工程研究實驗室主任Kenneth McLeod， 賓厄姆頓大學，紐約州立大學

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