[natuurkunde] Waarom Aluminium niet werkt op een inductiekookplaat

[StephanK]

Beste lezer,

Wij (twee werktuigbouwkunde studenten) moeten voor ons natuurkunde practicum uitvinden waarom een aluminium pan niet werkt op een inductiekookplaat.

Ik heb twee theorieën omtrent het vraagstuk waarom aluminium pannen niet geschikt zijn voor inductie koken.

Graag zou ik van u vernemen welke klopt of het dichtst in de buurt komt.

1)

Aluminium werkt niet op een inductie kookplaat omdat Aluminium niet (elektro)magnetisch is. Nu kwam u met het argument dat RvS ook niet-magnetisch kan zijn en toch kan werken op een inductieplaat. Dit is omdat er in een niet-magnetische RvS pan een dubbele (/sandwich) bodem zit. Deze is licht magnetiseerbaar waardoor magneten er niet aan zullen blijven hangen maar inductie en registratie door de kookplaat wel degelijk mogelijk zijn. De plaat meet namelijk of er voldoende energie wordt opgenomen.

2)

Het gaat er niet zozeer om of het magnetisch is, maar in hoeverre het magnetisch veld kan binnen dringen in een stof, en in hoeverre er geleiding is. Het zou dus in principe ook in water kunnen, alleen heb je dan een enorm sterk magnetisch veld nodig. Omdat er geen geleiding is, zullen de elektronen niet ronddraaien (/van richting veranderen) en komen er ook geen Eddy currents.

Dus elk geleidend materiaal kan, waarbij hoe hoger de susceptibiliteit en hoe beter geleidend, des te beter het werkt.

Met vriendelijke groet,

Stephan

Martijn

[Benm]

Aluminium gebruiken voor inductie-koken is wel mogelijk, maar niet met de relatief lage frequenties en veldsterktes van gangbare inductiekookplaten. Principieel is het echter geen enkel probleem en met een ervoor gebouwde kookplaat is het ook mogelijk in aluminium pannen te koken.

Als je op een standaard 24 kHz inductiekookplaat een stuk koper of aluminium legt van pakweg 1 mm dikte kun je daarboven ook niet meer koken in een ferromagnetische pan: de geleidbaarheid van deze materialen is zo hoog dat ze de pan afschermen.

[klazon]

Dit onderwerp hebben we al eens bij de kop gehad.

De kern van het verhaal is: een magnetische panbodem bundelt het magneetveld, waardoor er meer wervelstromen in de pan gaan lopen.

In een niet-magenetische panbodem zullen de wervelstromen een tegengesteld veld opwekken, waardoor het oorspronkelijk magneetveld wordt weggedrukt.

[Benm]

An sich is dat wel waar, maar het probleem zit hem niet per se in al dan niet ferromagnetisch zijn van de gebruikte materialen. Metalen als aluminium en koper zijn niet ferromagnetisch, maar daarnaast ook zeer goede geleiders met relatief kleine skin diepte.

Ergens denk ik dat het best mogelijk is een niet-ferromagnetische pan te maken die werkt op een inductiekookplaat, zolang het materiaal maar geen extreem goede geleider is. Probleem is waarschijnlijk gebrek aan geschikte materialen: lood of tin lijkt me qua voedselveiligheid en laag smeltput niet zo handig. Titatium zou wellicht werken, al zou je het moeten proberen. Ik weet dat er pannen zijn die daadwerkelijk van titanium gemaakt worden, maar heb er zelf nooit een gezien, en weet ook niet 100% zeker of die geheel uit titanium bestaan of dat het wellicht een legering betreft.

[EvilBro]

Ik wil ook nog wel een duit in het zakje doen: bij koken gaat het om de productie van warmte. Deze warmte wordt gegenereerd door de stroom die door de weerstand van de pan loopt. Als je een materiaal hebt dat een goede geleider is dan zal de warmte productie kleiner zijn (als je een supergeleidende pan hebt dan werkt het helemaal niet). Hierbij zal er ongetwijfeld een optimum zijn. Immers, als de pan niet genoeg geleidt dan zal er geen stroompje gaan lopen en dan wordt er dus ook geen warmte gegenereerd.

[StephanK]

Dank u allen voor de antwoorden. Ik ga alles voorleggen aan mijn docenten natuurkunde/elektrotechniek en hoop zo tot één duidelijk antwoord te komen.

[Wdeb]

Gaat U die hier dan ook weer voorleggen? Ik ben altijd benieuwd.

Wdeb

[StephanK]

Mijn leraar zegt dat geen van de antwoorden goed is.

Het komt erop neer dat de magneetvelden niet gebundeld worden, dat is 1. Nu is de vraag alleen nog waarom de plaat überhaupt niet aanslaat als er een aluminium pan op staat.

[Benm]

Tja, er stond:

"De plaat meet namelijk of er voldoende energie wordt opgenomen."

Dat lijkt me een plausibele verklaring. Dat er een voorziening in zit die voorkomt dat je de plaat kunt inschakelen zonder pan erop lijkt me vooral een veiligheidsding: ik zie het wel mis gaan als iemand per ongeluk bijv een dienblad of wat bestek op het fornuis legt. Dat geldt natuurlijk ook wel voor ieder ander fornuis, maar dat is merkbaar warm als het aan staat.

Verder is het mogelijk gevaarlijk als je het fornuis bijv zou schoonmaken terwijl je metalen sierraden draagt. Geen idee hoeveel de inductie in een armband oid is, maar worst-case scenario is vast pijnlijk.

[klazon]

Mijn leraar zegt dat geen van de antwoorden goed is.

Dan ben ik benieuwd wat volgens je leraar dan wel het goede antwoord is.