자기 유도 요리는 부엌의 탄소 발자국을 줄일 수 있습니다
안녕, 버너.
brizmaker / iStock / Getty Images Plus

기후 변화를 억제하기 위해 많은 전문가들은 화석 연료에서 전기로의 엄청난 변화. 목표는 주택 난방 및 자동차 전력 공급과 같은 프로세스에 전기를 공급 한 다음 풍력, 태양열 및 수력과 같은 저탄소 또는 제로 탄소 소스를 사용하여 증가 된 전력 수요를 생성하는 것입니다.

다음을 포함하여 캘리포니아의 30 개 이상의 도시 버클리샌프란시스코는 대부분의 신축 건물에서 천연 가스 서비스를 금지함으로써이 방향으로 이동했습니다. 현재 건물의 에너지 사용은 샌프란시스코 온실 가스 배출량의 40 % 이상.

건물 난방, 온수 및 옷 건조를위한 간단한 전기 옵션이 있지만 전기를 사용하는 것은 주방에서 더 논란이 될 수 있습니다. 전통적인 전기 스토브는 가열 및 냉각 속도가 느린 것으로 악명이 높습니다. 또한 가열 코일이 꺼진 후에도 수십 분 동안 뜨거울 수 있기 때문에 안전 문제가 발생합니다.

할 수있는 진지한 요리사는 무엇입니까? 하나의 하이테크 대안은 자기 유도입니다. 이 기술은 100 년 전에 처음 제안되었으며 1933 년 시카고 세계 박람회에서 시연. 오늘날 자기 유도 스토브와 쿡탑은 유럽과 아시아에서 일반적이지만 여전히 미국의 틈새 기술 As 더 많은 도시와 주가 전기 화로 이동, 여기에 자기 유도가 작동하는 방식과 요리에 대한 장단점을 살펴 보겠습니다.

{vembed Y=glH71fM9Oe4}
전기 엔지니어 Bill Kornrumpf가 자기 유도 요리가 어떻게 작동하는지 설명합니다.


내면의 구독 그래픽


불꽃없이 가열

나는 전자기장 연구 전문 전기 기술자. 제 작업의 대부분은 의료 치료 응용 분야에 초점을 맞추고 있습니다.하지만 인체 조직이나 쿡탑의 팬을 전자기장에 노출 시키 든 원칙은 동일합니다.

전자기장이 무엇인지 이해하기 위해 핵심 원리는 전하가 주변에 자기장을 생성한다는 것입니다. 본질적으로 모든 방향으로 확장되는 힘입니다. 종종 마찰에 의해 생성되는 전하 인 정전기를 생각해보십시오. 머리카락에 풍선을 문지르면 마찰이 풍선을 정전기로 충전합니다. 풍선을 머리에서 들어 올리면 풍선이 닿지 않더라도 머리카락이 올라갑니다. 풍선은 매력적인 전기력으로 머리카락을 당기고 있습니다.

와이어를 통해 흐르는 전기처럼 움직이는 전하는 전류 경로 주변의 자기력 영역 인 자기장을 생성합니다. 녹은 코어에 전류가 흐르기 때문에 지구에는 자기장이 있습니다.

자기장은 또한 전기장을 생성 할 수 있으며 이것이 우리가 전자기장이라는 용어를 사용하는 이유입니다. 이 개념은 1830 년대에 영국 과학자 마이클 패러데이그는 와이어와 같은 전기 전도성 물질이 움직이는 자기장에 배치되면 전도체에 전기장이 생성된다는 것을 보여주었습니다. 우리는 이것을 자기 유도라고 부릅니다. 도체가 루프로 형성되면 전류가 루프 주위로 흐릅니다.

패러데이의 발견은 전기 모터 개발. 그의 작업은 또한 불과 같은 전통적인 열원을 사용하지 않고 재료를 가열하는 방법을 보여주었습니다.

열은 어디에서 오는가?

모든 재료에는 저항이 있습니다. 즉, 전류가 흐르면 흐름이 적어도 다소 방해. 이 저항으로 인해 일부 전기 에너지가 손실됩니다. 에너지가 열로 바뀌고 결과적으로 도체가 예열됩니다. 제 생의학 연구에서 우리는 무선 주파수 자기장을 사용하여 신체의 조직을 가열하여 조직 치유를 돕습니다.

기존 버너 대신 인덕션 쿡탑의 조리 지점을 호브라고하며 쿡탑 표면에 내장 된 와이어 코일로 구성됩니다. 효율성을 극대화하기 위해 엔지니어는 각 호브에서 생성되는 자기장 에너지를 가능한 한 많이 그 위에 놓인 조리기구에 흡수하기를 원합니다. 자기장은 조리기구의 바닥에 전기장을 생성하고 저항으로 인해 호브가 가열되지 않더라도 팬이 가열됩니다.

쿡탑의 세라믹 유리 표면 아래에있는 자기 코일은 자기장을 생성하여 조리기구에 직접 펄스를 보냅니다. 이 자기 펄스는 조리기구를 가열하는 것입니다.
쿡탑의 세라믹 유리 표면 아래에있는 자기 코일은 자기장을 생성하여 조리기구에 직접 펄스를 보냅니다. 이 자기 펄스는 조리기구를 가열하는 것입니다.
산호세시

최상의 성능을 위해 자기 유도 스토브와 쿡탑은 높은 자기장 주파수 (일반적으로 24KHz)에서 작동해야합니다. 또한 자기장이 쉽게 통과하지 못하는 재료로 만든 냄비가 필요합니다. 철 또는 니켈 함량이 높은 금속은 자기장을 흡수하므로 인덕션 요리에 가장 효율적인 옵션입니다. 철은 니켈보다 자기장을 더 쉽게 흡수하고 훨씬 저렴하므로 철 기반 재료가 자기 유도 조리기구에 가장 일반적으로 사용됩니다.

반응이 빠르고 안전하지만 더 비쌉니다.

인덕션 쿡탑은 열을 발생시키기 위해 자기장을 흡수하는 무언가가 필요하기 때문에 기존의 전기 쿡탑보다 본질적으로 안전합니다. 호브에 손을 올려도 손이 눈에 띄게 뜨거워지지 않습니다. 또한 이러한 시스템은 쿡탑을 직접 가열하지 않고 조리기구를 가열하기 때문에 조리기구를 제거한 후 쿡탑이 빠르게 냉각되어 화상 위험이 줄어 듭니다.

조리기구 자체는 빠르게 예열 및 냉각되는 경향이 있으며, 온도 제어는 매우 정확합니다. 이는 가스 렌지에서 요리하는 핵심 속성 중 하나입니다. 또 다른 장점은 인덕션 쿡탑이 일반적으로 표면이 매끄 럽기 때문에 (종종 유리 또는 세라믹) 세척이 쉽다는 것입니다.

현대식 인덕션 쿡탑은 기존 전기 스토브만큼 에너지 효율적이며 가스 스토브보다 약 XNUMX 배 더 효율적입니다. 그러나 이것이 반드시 운영 비용이 저렴하다는 것을 의미하지는 않습니다. 미국의 많은 지역에서 천연 가스는 전기보다 훨씬 저렴합니다, 때로는 XNUMX ~ XNUMX 배입니다. 이는 최근까지 천연 가스가 전기보다 훨씬 더 비싼 유럽에서 인덕션 쿡탑의 광범위한 수용을 부분적으로 설명합니다.

채택에 영향을 준 또 다른 요인은 인덕션 스토브와 쿡탑이 일반적으로 전통적인 가스 또는 전기 스토브보다 더 비싸다, 실질적으로 그렇지는 않지만. 그리고 요리사는 알루미늄, 구리, 비자 성 스테인리스 스틸 및 세라믹 냄비를 교체해야합니다.이 중 어느 것도 인덕션 쿡탑에서 효과적으로 작동하지 않습니다. 한 가지 빠른 확인은 자석이 냄비 바닥에 달라 붙으면 냄비가 인덕션 쿡탑에서 작동한다는 것입니다.

이러한 요인에도 불구하고 천연 가스 사용 감축 조례가 자기 유도 스토브와 쿡탑의 사용을 크게 확대 할 것으로 기대합니다. 이러한 조치는 일반적으로 새로 지어진 건물에 중점을 두므로 필요하지 않습니다. 기존 주택의 값 비싼 전환.

이 새로운 주택으로 이사하는 젊은 독신자와 가족은 아직 많은 조리기구를 얻지 못했을 수 있으며, 특히 자녀가있는 경우 자기 유도와 관련된 안전을 높이 평가할 것입니다. 그리고 친환경 소스의 전기 나 하이브리드 또는 전기 자동차에 대해 더 많은 비용을 기꺼이 지불하려는 얼리 어답터는 자기 유도 쿡탑과 함께 작동하는 팬에 수백 달러를 더 지불하는 것에 대해 화를 내지 않을 것입니다.

국가 차원에서 미국은 어떤 형태의 탄소 가격 책정 채택 가까운 장래에 천연 가스 비용을 올릴 것입니다. 그리고 가스 기기로 인한 실내 공기 오염. 처음 제안 된 지 한 세기가 넘은 태양 아래에서 자기 유도 요리의 날이 도래했을 것입니다.

저자에 관하여대화

Kenneth McLeod, 시스템 과학 교수 겸 임상 과학 및 공학 연구소 소장, 뉴욕 주립 대학교 빙햄턴 대학교

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.