Elektrizitätslehre

Elektromagnetische Induktion

Induktionsherd

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Induktionsherd

Seit einigen Jahrzehnten gibt es Herde, bei den man die Töpfe nicht mehr auf die schlecht zu pflegenden Herdplatten aus Eisen (linkes Bild) stellen muss. Diese neueren Herde haben eine Glaskeramikplatte (mittleres Bild) unter der die Heizwicklungen liegen (rechtes Bild). Das physikalische Prinzip ist jedoch immer noch das Gleiche, nämlich die Erhitzung durch glühende Metalldrähte.

In jüngerer Zeit gibt es nun einen Herdtyp, der nach einem ganz anderen physikalischen Prinzip arbeitet, den Induktionsherd. Der Unterschied zeigt sich, sobald man die Kochzonen der Glaskeramikplatte einschaltet: Wenn kein Kochtopf auf der Zone steht erwärmt sich zunächst überhaupt nichts. Erst wenn man z.B. einen wassergefüllten Stahltopf auf die Kochzone stellt, dann erwärmt sich dieser schneller als bei den herkömmlichen Herden und das Wasser siedet im Nu.

Wirbelströme im Geschirrboden erhitzen den Boden. Die Feldspule wird umgangssprachlich oft als Induktionsspule bezeichnet.

Wie der Name schon sagt, nutzt man bei dem neuen Herdtyp das physikalische Phänomen der Induktion: Unter der Glaskeramik befindet sich eine Induktionsspule, die von einem sehr hochfrequenten Strom durchflossen wird. Dieser Wechselstrom verursacht ein sich schnell änderndes Magnetfeld, das auch den metallischen Boden des Topfes durchsetzt. Das magnetische Wechselfeld verursacht - nach Faraday - im Topfboden eine elektrische Spannung und diese wiederum einen Induktionsstrom (Wirbelstrom). Dieser Strom erwärmt den Boden sehr schnell und schließlich kommt es auch zur Erwärmung des Kochgutes (natürlich kommt es jetzt auch zur Erwärmung der Keramikplatte durch den Topfboden).

Aufgrund der hohen Frequenz des Wechselfeldes dringt dieses nur etwa 0,1mm in den Topfboden ein (Skineffekt). Im Prinzip breitet sich das magnetische Wechselfeld der Induktionsspule in gleichem Maße nach oben in Richtung Topf (erwünscht) und unten in Richtung Herd (unerwünscht) aus. Wählt man als Topfboden eine ferromagnetisches Material (also z.B. Stahl und nicht Kupfer oder Aluminium), so ist die Magnetfeldabstrahlung nicht mehr nach oben und unten symmetrisch, sondern nach oben hin verzerrt.

Stelle einige Vorteile des Induktionsherds gegenüber den herkömmlichen Elektroherden zusammen.

 

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