家用电热器具都是利用了电流的热效应吗?

家用电热器具都是利用了电流的热效应吗?

山东省莒县店子集镇中心初中　常松东

　　随着社会的发展和人民生活水平的逐步提高，越来越多的电器进入到了我们寻常百姓之家。其中有好多都是将电能最终转化为内能的，如电熨斗、电烙铁、各种各样的电暖器、厨房里用的电炉子、电磁炉、电饭煲、微波炉、浴室里用的热水器等等，他们都是将电能转化为热，但并不都是利用了电流的热效应。

　　电热类家用电器按电热元件的电热转换方式可分为电阻式、红外式、感应式、微波式四大类。

　　一、电阻式

　　电阻式电热器具是直接利用了电流的热效应。这种电器的核心部分是发热体，是由电阻率大、熔点高的材料制成的。电流通过发热体后产生热，这些热再以热传递方式(传导、对流、辐射)传送到被加热物体。这种加热方式是目前使用最为广泛的一种形式。如电熨斗、电烙铁、电炉子、电饭煲(电饭锅)、电热水器、PTC暖风机、石英管电暖器等。充油式电暖器(又称电热油灯，机体内充有高温炼制的导热油，发热量比较大)，也是利用了电流的热效应。

　　二、红外式

　　红外线也是一种电磁波，其波长在1?m以上时极易被物体吸收，使物体温度升高。红外式电热器是利用了红外线的热作用。其加热原理就是在电热元件──电阻发热丝通电后，使电能转化为热能来加热某种红外线辐射物质，使其辐射出红外线来加热物体。红外式电热器具的原理是辐射加热方式，具有大幅度节约能源、升温迅速、穿透力强、设备简单、没有污染，是一种很有发展前途的电热器具。

　　红外线系列电暖器的灯管有卤素管与石英管之别，石英质量会好些。石英管电暖器即插即热，冷却得也快，适用于浴室。很多红外线系列的电暖器，都做成风扇的造型，可摇头、定时、伸缩直杆，因此，如果几个人在一起聊天，扇形电暖器是很适合的。但是，远红外系列的电暖器在使用的时候会散发出光线，所以不太适合放在卧室。

　　浴霸的工作原理是通过红外灯泡的热辐射，来升高光照区域内的温度。

　　电烤箱也称电烤炉，一般以石英管或金属电热管作为加热元件，都是以远红外辐射来加热食品。电烤箱可以在家庭中烤制肉类及面食等。

　　三、感应式

　　感应发热式的电器本身不具有发热元件，而是具有一定感应圈，感应圈通电后，在被加热器具上产生感应电流，引起被加热容器发热，如电磁炉。

　　电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流(又称为涡流)的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流(即涡流)，涡流在导体内部克服内阻而流动时便产生了热(故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍)使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。

　　电磁炉的加热原理决定了其使用的锅必须是导磁材料才能实现加热的目的。

　　四、微波式

　　微波是如何加热食物的呢?首先我们了解微波的特性：

　　1.微波是一种电磁波。其波长为0.01～1米，其对应的频率为30000兆赫到300兆赫，为了便于微波器件的标准化和不干扰雷达和其他通讯系统，微波炉的工作频率多选用915兆赫或2450兆赫。

　　2.微波在传播过程中碰到铜、铁、不锈钢等金属材料时就发生反射，金属根本没有办法吸收或传导它。

　　3.微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料，犹如光线通过玻璃一样，几乎不消耗能量。

　　4.由于水分子等自身的特性，对含有水分的食物，微波不但不能透过，其能量反而会被吸收。

　　微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成，可以阻挡微波从炉内逃出，以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用塑料或陶瓷等绝缘材料制成，这些材料吸收微波能力很差，所以在食物加热过程中容器几乎不发热。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器，它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波，能穿透食物达5cm深，这种每秒24.5亿次的振荡频率能高速振荡物体内的水分子和脂肪分子，使食物中的水分子和脂肪分子也随之剧烈运动，相互摩擦碰撞，从而产生了大量的热能，于是食物“煮”熟了，这就是微波炉加热的原理。

　　用普通炉灶煮食物时，热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪，热则是直接在食物内部的整体同时产生，所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍，热效率高达80%以上。目前，其它各种炉灶的热效率无法与它相比。而微波炉由于烹饪的时间很短，能很好地保持食物中的维生素和天然风味。比如，用微波炉煮青豌豆，几乎可以使维生素C一点都不损失。另外，微波还可以消毒杀菌、解冻、干燥……。

　　使用微波炉时，应注意不要空“烧”，因为空“烧”时，微波的能量无法被吸收，这样很容易损坏磁控管。也要注意不要直接烧水，以免出现过沸现象伤人。另外，人体组织是含有大量水分的，一定要在磁控管停止工作后，再打开炉门，提取食物。

　　通过以上材料我们可以看出：无论是电阻式，还是红外式或是感应式都是直接或是间接地利用了电流的热效应。

　　从能量角度来说，微波炉的微波与广播、电视的电波相似，它本身不会发热，只是一种能量。人们日常生活中使用的微波炉就是将通用的电能转化为2450兆赫的超高频电磁波(即微波)，并在炉腔内被食物吸收，使微波能又转化为食物的热能，从而达到对食物加热的目的。