Induktion

Die Induktionsherde sind nicht sehr stark verbreitet. Ob es daran liegt, dass es für viele Menschen ein Mysterium ist, wie er funktioniert oder, ob es am höheren Preis liegt, sei dahingestellt. Der große Vorteil des Induktionsherdes gegenüber einer herkömmlichen Kochplatte ist, dass die Herdplatte nicht heiß wird. Nachteil, es können nur eine bestimmte Art von Kochtöpfen verwendet werden. Sie müssen einen ferromagnetischen Boden besitzen.

Wie funktioniert ein Induktionsherd?
Der Grundbaustein ist eine großflächige Spule, die mit einer Frequenz von 25 – 50 kHz angeregt wird. Das elektromagnetische Feld der Spule generiert im Boden des Topfes Wirbelströme. Durch den fließenden Strom und den Ummagnetisierungsverlusten erwärmt sich der Boden des Kochtopfes. Diese Art des kochen hat einen energetischen Vorteil von ca. 20 % gegenüber der gängigen Herdplatte. Bedingt Unteranderem das das Ceranfeld nicht miterhitzt wird.

Zu unseren Aufbauten:
Die Schaltung ist ein selbstschwingender Oszillator, der auf seiner Resonanzfrequenz arbeitet. Frequenzbestimmend sind die Spule und die angeflanschten Kondensatoren. Zwingend notwendig sind bei den Kondensatoren MKP Typen, die eine hohe Spannungsfestigkeit besitzen. IGPT´s befeuern die Schaltung. In einem Aufbau sind Typen mit einem maximalen Strom von 120 A verbaut, was ein wenig überdimensioniert ist.

Wird nun ferromagnetisches Material in die Spule eingebracht, ist nach kurzer Zeit ein rötliches Glühen zu erkennen. Es kommt aber auch ein Effekt zum Tragen, der dafür sorgt, dass der Eisenstab sich nicht verflüssigt. Der sogenannte Curie Effekt, benannt nach dem französischen Wissenschaftler Pierre Curie. Es besagt, dass magnetische Materialien ab einer gewissen Temperatur (bei Eisen 744-774°C) ihre magnetische Eigenschaft verlieren. Somit stellt sich ein Regelmechanismus ein, der dafür sorgt, dass der Eisenstab nicht heißer wird.

Wie arbeiten aber die Induktionsöfen, die zum Beispiel Aluminium zum Schmelzen bringen? Hier wird die Wärme nur über Wirbelströme generiert. Um Magnetisierung Effekte fallen fast komplett weg (paramagnetisch). Es muss also wesentlich mehr Energie zur Verfügung gestellt werden.

Im ersten Teil des Videos bringen wir ein Stück Aluminium zum Schmelzen. Wie viel Energie im System steckt, demonstrieren wir, indem ferromagnetisches Material in die Erregerspule eingebracht wird. Hier ist schon nach recht kurzer Zeit ein rotes Glühen zu beobachten.
Ein weiteres Upgrade dieses Aufbaus wird es noch geben, um den Vorgang des Aluschmelzens zu beschleunigen.

Das Upgrade ist fertig. Aluminium wird nun in den flüssigen Zustand überführt. Hierfür muss eine Temperatur von 660 C° erreicht werden. Rot glühen bedeutet 880 C°.