Индукционная плита принцип работы польза вред

Индукционная варочная панель или плита – изобретение, которое не оставит равнодушным никого, кто хоть раз попробовал готовить на такой плите после обычной электрической. Два года назад мы купили в Икее варочную панель, в которой встроены четыре зоны нагрева – две индукционные и две обычные. Теперь пользуемся только индукционными. Быстрый нагрев, легкое управление мощностью и малая инерционность, естественное отключение при удалении кастрюли. К тому же значительная экономия электроэнергии и отсутствие открытого огня и газа. 

Когда-то, в более давние времена, такой же успех имела микроволновка, которая сейчас очень часто подвергается критике и иногда даже считается вредным прибором (что нельзя считать обоснованным, о чем см. заметку на нашем сайте «Вред и польза микроволновки»). 

Очевидно, что индукционная плита тоже является источником мощного электромагнитного поля, причем открытым источником (в отличие от микроволновки, у которой дверцы закрыты). Поэтому резонно возникает вопрос о возможном влиянии этого поля на здоровье людей. Производители индукционных печей, конечно, не заинтересованы в исследовании электромагнитного излучения, исходящего от их техники. Представьте, какой экономический ущерб вызовет любая негативная информация о влиянии этого излучения на здоровье. Обычно в описании печи отмечается, что она абсолютно безвредна.

Попробуем, опираясь на опубликованные в открытом доступе результаты, разобраться вредна ли индукционная панель. Во-первых, несколько слов о механизме работы печи. Этот механизм основан на явлении электромагнитной индукции и фактически применяется для нагрева и плавки металлов в промышленности очень давно. В установках индукционного нагрева электромагнитное поле создают индуктором, представляющим собой многовитковую цилиндрическую катушку (соленоид). Через индуктор пропускают переменный электрический ток, в результате чего вокруг индуктора возникает изменяющееся во времени переменное магнитное поле. Нагреваемый объект помещают внутрь индуктора или рядом с ним. Изменяющийся (во времени) поток магнитной индукции, созданной индуктором, пронизывает нагреваемый объект и индуцирует вихревое электрическое поле. В нагреваемом объекте возникают токи проводимости (вихревые токи) и энергия переменного электрического поля по закону Джоуля-Ленца необратимо переходит в тепловую. Описанные превращения энергии электромагнитного поля дают возможность:
1) передать электрическую энергию от индуктора в нагреваемый объект бесконтактным способом (в отличие от печей сопротивления),
2) выделить тепло непосредственно в нагреваемом объекте, в результате чего использование тепловой энергии оказывается наиболее эффективным и скорость нагрева значительно увеличивается (по сравнению с так называемыми “печами с внешним источником нагрева”).

В бытовой индукционной варочной панели под каждой зоной нагрева расположены катушки индуктивности, по которым протекает переменный ток средней частоты от 20 до 100 Кгц. Катушки генерируют магнитное поле той же частоты, которое проходит через керамическое покрытие плиты и вызывает вихревые токи непосредственно в дне кастрюли или сковороды. Наиболее эффективно преобразуют переменный вихревой ток  в тепло ферромагнитные материалы. В таких материалах переменное электрическое поле выталкивается в тонкий внешний слой дна кастрюли (т. н. «скин эффект»), что повышает электрическое сопротивление и вызывает интенсивный нагрев. Переменное магнитное поле постоянно намагничивает и размагничивает материал дна кастрюли, что создает дополнительный нагрев (т.н. «гистерезисные потери»).

На рисунке – устройство индукционной плиты (рис. с сайта ru.wikipedia.org)

Что мы имеем от индукционной плиты, кроме нагретой пищи? Мы имеем вблизи варочной панели переменное электромагнитное поле. Причем оно становится интенсивнее, если диаметр кастрюли меньше диаметра излучающей поверхности. Поскольку вихревые токи в дне кастрюли создают магнитное поле противоположное полю индукционных катушек, то общее магнитное излучение гасится в случае совпадения диаметров дна кастрюли и варочной зоны. Кроме того, мы имеем токи утечки. Эти токи создаются за счет того, что индукционная катушка и кастрюля формируют электрический конденсатор, и когда человек дотрагивается до кастрюли, через его тело может идти слабый ток.

Особенно быстро индукционные плиты распространились в начале 21 века в Японии. Количество проданных плит в 2001 году возросло по сравнению с 1998 г. на 51%. И именно оттуда стали поступать тревожные сигналы об их возможном вреде для здоровья. До сих пор многие противники индукционных панелей цитируют статью от одной Японской некоммерческой организации, которая проводила исследования индукционных печей в 2002 г. и якобы выявила существенное превышение международных норм по электромагнитному излучению. Излучение по их данным превысило порог, установленный Международной комиссией по защите от неионизирующего излучения (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, ICNIRP) в 16 раз.  Японская организация обратилась к производителям с требованием раскрыть информацию об электромагнитных полях, существующих вблизи бытовых индукционных печей.

Было бы странно, если бы на такую критику не откликнулись международные организации по защите здоровья населения. Многие солидные организации серьезно взялись за исследование индукционного нагрева. Некоторые результаты можно найти сейчас в Интернете. Приведем здесь результаты исследований, опубликованные в 2006 г. швейцарским Федеральным центром здоровья (Federal Office of Public Health FOPH). 

В исследовании FOPH были использованы две встроенные модели индукционных печей и одна портативная настольная плитка. Все три модели соответствовали действующему европейскому стандарту (SN EN 62233 “Electromagnetic fields around household and similar electrical appliances – Methods for evaluation and measurement”), который  требует, чтобы излучение было не более 6,25 мкТ на расстоянии 30 см от варочной поверхности, согласно значениям, рекомендованным ICNIRP. Но надо отметить, что эти значения были получены при условии использования посуды, сделанной из качественного ферромагнитного материала, достаточно большого диаметра и центрированной в зоне нагрева.

Однако в повседневной жизни не всегда удается выполнять все условия ICNIRP, иногда посуда не перекрывает полностью зону индукционного нагрева, она может быть изготовлена не из самого подходящего материала, расстояние до поверхности плиты может быть меньше 30 см. Поэтому исследования FOPH проводились в зоне от 1 до 30 см до плиты, изучался эффект не правильного расположения кастрюли, плохого центрирования, эффект некачественного материала и эффект от включения нескольких зон нагрева в одной плите.

В результате экспериментов было выяснено следующее. Электромагнитное излучение, измеренное на расстоянии 1 см всегда существенно превышает норму ICNIRP. Если кастрюля была сдвинута относительно центра индукционной зоны, или ее диаметр был меньше диаметра зоны, то норма была превышена вплоть до расстояния 12 см от плиты при использовании оптимальной посуды и вплоть до 20 см. при использовании не совсем подходящей посуды (например, эмалированной кастрюли).

Электромагнитное поле, возникающее в непосредственной близости от индукционной панели может создавать наведенные токи в человеческом организме и воздействовать на нервную систему. ICNIRP установила требования к предельным значениям токов. Чтобы проверить соответствие этим нормам, исследователи из FOPH провели эксперименты с группой людей разного пола и возраста, которые находились вблизи варочных индукционных панелей на расстоянии 5 см. Измерялись токи, текущие внутри тела человека, и токи, возникающие в нервной системе. Было обнаружено, что токи в теле человека ниже нормы при применении встроенных моделей печей и выше нормы при применении портативной модели. Токи в нервной системе не превысили норму во всех случаях. Надо отметить, что данные нормы были установлены ICNIRP исходя из того, чтобы наведенные внешнем полем токи были меньше в 50 раз, чем порог стимулирования центральных нервов человека. На приведенном ниже графике показаны токи в человеческом теле, вызванные электромагнитным полем индукционной плиты, расположенной на расстоянии 5 см. от человека (для разных плит и разных людей). Пороговое значение ICNIRP – желтая линия (100%). График из документа FOPH.

В заключении своего исследования FOPH признает, что в настоящее время опубликовано недостаточно данных о вреде электромагнитных полей средней частоты на здоровье человека. Те данные, которые получены при исследовании влияния излучения компьютерных мониторов не могут экстраполироваться на излучение от индукционных плит., т.к. природа источника излучения и величина излучения у этих приборов разная.

Одной из самых подробных  и компетентных публикаций, обобщающих исследования о вреде электромагнитного излучения низкой частоты на здоровье людей, является монография  Всемирной организации здравоохранения ВОЗ (WHO) Extremely Low Frequency Fields Environmental Health Criteria Monograph No.238. На сайте организации публикуется резюме на русском языке. Хочу отметить, что у меня создалось скорее оптимистическое впечатление после прочтения этого документа. Не смотря на то, что исследования проводятся и на животных и на людях, нет убедительных доказательств, что излучение низких частот вредно для сердечно-сосудистой или нервной системы.

В заключение приведем общие рекомендации для тех людей, которые не собираются отказываться от индукционных плит, но хотят получить как можно меньше электромагнитного облучения. Рекомендации даны на сайте FOPH.

– Используйте кастрюли и сковороды, дно которых полностью покрывает зону нагрева. Всегда размещайте посуду по центру зоны.

– Не используйте поврежденную посуду, посуду с выпуклым дном, даже если она хорошо нагревается.

– Старайтесь стоять подальше от плиты и не касаться ее телом.

– Самое важное – использовать надлежащую посуду, чтобы обеспечить эффективную передачу энергии от индукционной поверхности к дну кастрюли без потерь. Выбирайте кастрюли, специально помеченные производителем, как пригодные для индукционных печей.

– Не используйте металлические ложки при помешивании еды в кастрюле. 

Как и в случае с любым новым прибором, нам нужно решать – пользоваться плодами цивилизации или обходиться старыми устройствами. Можно конечно отказаться и от микроволновки и от индукционной печки. Готовить на газе, например. Но я лично, после изученных материалов, от этих устройств отказываться не собираюсь. Мы все живем уже среди электромагнитных полей. Это 21 век, ничего тут не поделаешь. 

Похожие по тематике статьи

Вредно ли разогревать пищу в микроволновке?

Польза и вред инфракрасного обогревателя

Вред и польза замороженных продуктов

Загорать или не загорать?

Источник

Источник