ID: 00039964
Источник: ФИПИ
Индукционная плита: под стеклокерамикой лежит катушка индуктивности, по ней течёт переменный ток. Сверху стоит кастрюля с металлическим дном. Частоту переменного тока в катушке увеличивают. Вопрос — как изменится время нагревания.
Плита не греет дно теплом от спирали — она греет его током, наведённым прямо в металле. Цепочка такая:
Главное в формуле ЭДС — не сама величина магнитного потока, а скорость его изменения $\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$. Увеличили частоту — поле стало «перекладываться» из одного направления в другое чаще, за меньшее время: тот же размах изменения потока укладывается в более короткий промежуток. Значит $\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ растёт, растёт ЭДС индукции, а с ней и сила вихревых токов $I$.
По закону Джоуля—Ленца выделяемая в дне мощность $P=I^2R$ зависит от тока в квадрате — она увеличивается ещё заметнее.
Чтобы нагреть кастрюлю с содержимым, нужно одно и то же количество теплоты $Q=cm\Delta t$. Время нагревания $t=\dfrac{Q}{P}$: числитель не изменился, знаменатель вырос — дробь стала меньше.
Время нагревания кастрюли уменьшится: чем выше частота тока в катушке, тем мощнее вихревые токи в дне и тем быстрее греется посуда.