Geheimnis des Induktionsherds

Wie heizt ein Induktionsherd wirklich auf?

Dr. Martin Large
So funktioniert ein Induktionsherd: Ein Induktionsherd nutzt die elektromagnetische Induktion, bei der ein magnetisches Wechselfeld in einer Kupferspule Wirbelströme im Boden des ferromagnetischen Kochgeschirrs erzeugt und so direkt Wärme im Kochgeschirr erzeugt.
So funktioniert ein Induktionsherd: Ein Induktionsherd nutzt die elektromagnetische Induktion, bei der ein magnetisches Wechselfeld in einer Kupferspule Wirbelströme im Boden des ferromagnetischen Kochgeschirrs erzeugt und so direkt Wärme im Kochgeschirr erzeugt.

Beim Induktionskochen wird die Wärme mittels elektromagnetischer Wellen unmittelbar im Kochgeschirr erzeugt. Wie das funktioniert, was Induktion genau ist und weitere Fragen klären wir hier.

In Kürze: Wie funktioniert ein Induktionsherd?

Ein Induktionsherd funktioniert nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Dafür erzeugt die Spule in der Herdplatten, durch die ein Wechselstrom fließt, ein magnetisches Wechselfeld. Durch dieses entstehen wiederum in jedem ferromagnetischen Topf, der auf die Herdplatte gestellt wird, elektrische Wirbelströme. Diese Wirbelströme erzeugen dann im Topf ein eigenes Magnetfeld, das die Moleküle im Topfboden zum Schwingen anregt und dadurch Wärme erzeugt. Diese Wärme überträgt sich auf den Inhalt des Topfes und erwärmt so das Kochgut. Da die Wärme direkt im Topf erzeugt wird, heizt sich die Herdplatte selbst nicht auf und bleibt relativ kühl.

Die Leistung des Induktionsherdes kann durch Veränderung der Stärke des magnetischen Wechselfeldes genau gesteuert werden. Dies ermöglicht eine schnelle und effiziente Erwärmung des Kochguts. Außerdem reagiert der Induktionsherd schnell auf Änderungen der Einstellungen, da die Wärme sofort erzeugt oder reduziert wird, sobald die Einstellungen geändert werden. Der Induktionsherd erkennt ferromagnetisches Kochgeschirr automatisch. Befindet sich kein geeignetes Kochgeschirr auf dem Kochfeld, wird die Induktionsheizung nicht aktiviert. Dadurch ist der Induktionsherd sicherer als herkömmliche Herde, da es keine offene Flamme und kein heißes Heizelement gibt.

Induktion – eine sichere Technik

Das Induktionskochen ist eine Variante des elektrischen Kochens, bei dem das Kochgeschirr mithilfe von Magnetspulen erwärmt wird. Das Elegante an dieser Technik ist, dass die Kochfläche kühl bleibt, da die Wärme direkt im Kochgeschirr erzeugt wird. Verglichen mit anderen, konventionellen Methoden ist das Induktionskochen daher schnell und überaus energieeffizient – abgesehen davon, dass es ohne offenes Feuer auskommt und somit auch sicherer ist.

Beim Induktionskochen wird die Wärme unmittelbar im Kochgeschirr erzeugt, und zwar durch elektromagnetische Induktion und der daraus resultierenden Erzeugung von Wirbelströmen. Genauer gesagt fließt beim Einschalten eines Induktionsherdes ein Wechselstrom durch die spiralförmige Kupferspule unter dem Glaskeramikkochfeld. Dadurch wird um diese Spule ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, das wiederum eine elektrische Spannung in das leitende Material des Topfbodens “induziert”. Dort wird ein Teil der elektrischen Energie in Wärmeenergie umgewandelt und der Topfboden erwärmt sich. Das Prinzip der elektromagnetischen Induktion wurde bereits 1831 von Michael Faraday entdeckt. Es handelt sich dabei um das Phänomen, dass in einem Stromkreis ein elektrischer Strom erzeugt wird, wenn in einem benachbarten Stromkreis ein sich ändernder Strom fließt.

Beim Induktionskochen wird ferromagnetisches Kochgeschirr auf die aus Keramik oder Glas bestehende Kochfläche gestellt. Unter der Kochfläche befindet sich eine Resonanzspule (Bild 1). Die Induktionsherdplatte und das darauf befindliche Kochgeschirr sind im Prinzip nichts anderes als ein Transformator, bei dem das Kochgeschirr die Rolle einer kurzgeschlossenen Sekundärspule (Last) spielt. Ein Wechselstrom wird durch die Resonanzspule geschickt und erzeugt so ein oszillierendes Magnetfeld, das wiederum elektrische Ströme im Kochgeschirr erzeugt.

Induktionsherdplatten funktionieren ausschließlich mit Kochgeschirr aus Materialien, die ganz bestimmte Eigenschaften besitzen. Damit es zu einer Erwärmung durch das Magnetfeld kommt, muss der verwendete Topf aus einem ferromagnetischen Werkstoff wie etwa rostfreiem Stahl oder Eisen bestehen.

Was sind die Vor- und Nachteile eines Induktionsherdes?

Induktionsherde gelten als fortschrittliche Kochtechnologie, da sie eine schnelle und präzise Steuerung der Kochtemperatur ermöglicht. Doch es gibt auch einige Nachteilen. Nachfolgend finden Sie einen Überblick über die wichtigsten Vor- und Nachteile von Induktionsherden.

Vorteile

  • Effizienz und Schnelligkeit: Induktionsherde heizen sehr schnell auf, da die Wärme direkt im Topf erzeugt wird. Dies führt zu kürzeren Kochzeiten und einer effizienteren Energienutzung.
  • Genaue Temperaturregelung: Die Wärmezufuhr kann sehr genau und schnell geregelt werden, ähnlich wie beim Kochen mit Gas.
  • Sicherheit: Die Kochfläche bleibt relativ kühl, da die Wärme direkt im Kochgeschirr erzeugt wird. Dadurch verringert sich die Verbrennungsgefahr und die Gefahr von eingebrannten Speiseresten auf dem Kochfeld.
  • Energieeffizienz: Induktionsherde sind energieeffizienter als herkömmliche Elektroherde, da weniger Wärme an die Umgebung verloren geht.
  • Einfache Reinigung: Da die Kochfläche selbst nicht sehr heiß wird, lassen sich Verschmutzungen leichter entfernen.

Nachteile

  • Anforderungen an das Kochgeschirr: Induktionsherde erfordern ferromagnetisches Kochgeschirr (z. B. Eisen oder Edelstahl). Nicht alle Töpfe und Pfannen sind geeignet, was zu Mehrkosten für spezielles Kochgeschirr führen kann.
  • Höhere Anschaffungskosten: Induktionsherde sind in der Anschaffung in der Regel teurer als herkömmliche Elektro- oder Gasherde.
  • Abhängigkeit von Stromausfall: Wie alle Elektroherde funktionieren auch Induktionsherde bei Stromausfall nicht.
  • Geräusche und Vibrationen: Einige Modelle können während des Betriebs leise Geräusche oder Vibrationen erzeugen, die von manchen Nutzern als störend empfunden werden können.
  • Elektronische Empfindlichkeit: Die elektronischen Bauteile in Induktionsherden können empfindlicher auf Stromschwankungen und mechanische Beschädigungen reagieren.

Kein Energieverbrauch ohne Kochgeschirr

Eine Induktionsherdplatte verbraucht nur dann Energie, wenn sich Kochgeschirr auf ihr befindet. Anders als eine Gasflamme oder ein konventioneller Elektroherd kann eine Induktionsherdplatte für sich selbst keine Wärme erzeugen. Ist eine Induktionsherdplatte eingeschaltet, wenn sich kein Kochgeschirr auf ihr befindet, oder bleibt sie nach dem Entfernen des Kochtopfs eingeschaltet, ist es für die Resonanzspule so, als sei keine Last vorhanden, und dementsprechend kommt es zu keiner Energieübertragung. Ohne aufgesetztes Kochgeschirr wechselt eine Induktionsherdplatte in den Schlafmodus, in dem sie nur eine geringe Standby-Verlustleistung von weniger als einem Watt aufnimmt.

Was ist Induktion?

Induktion bezieht sich auf den physikalischen Prozess, bei dem ein elektrischer Strom in einem Leiter erzeugt wird, wenn sich das magnetische Feld durch den Leiter ändert. Dieses Phänomen wurde erstmals von Michael Faraday im Jahr 1831 entdeckt und ist als Faradaysches Induktionsgesetz bekannt. Dieses besagt, dass eine Änderung des magnetischen Flusses durch eine Leiterschleife eine induzierte elektrische Spannung und somit einen Stromfluss in der Schleife erzeugt. Diese Induktion tritt aufgrund der Wechselwirkung zwischen magnetischen Feldlinien und den Elektronen im Leiter auf. Induktion ist ein grundlegendes Konzept in der Elektrotechnik und hat zahlreiche Anwendungen. Es bildet die Grundlage für die Funktionsweise von Generatoren, Transformatoren, Elektromotoren und vielen anderen elektrischen und elektronischen Geräten. Induktion ist auch ein wichtiges Konzept in der Physik und wird in Bereichen wie der Elektromagnetismusforschung und der Magnetohydrodynamik untersucht.

Es gibt zwei grundlegende Arten von Induktion:

  • Elektromagnetische Induktion: Hier wird eine Änderung des magnetischen Feldes durch eine Spule oder einen Leiter erzeugt, wodurch eine elektrische Spannung induziert wird. Dies ist der Prozess, der in Induktionsherden verwendet wird, um das Kochgeschirr zu erwärmen.
  • Selbstinduktion: Hier erzeugt eine Änderung des Stroms in einer Spule ein magnetisches Feld, das wiederum eine induzierte Spannung in derselben Spule erzeugt. Dies wird beispielsweise in Transformatoren und Spulen verwendet.

Wichtige Fragen (und Antworten) zum Induktionsherd

Kann ich normales Kochgeschirr auf einem Induktionsherd verwenden?

Nein, ein Induktionsherd erfordert spezielles Kochgeschirr, das aus ferromagnetischem Material wie rostfreiem Stahl oder Gusseisen besteht. Dieses Kochgeschirr ermöglicht die Erzeugung der Wirbelströme und somit die Wärmeübertragung.

Ist ein Induktionsherd gefährlich für Herzschrittmacher?

Bei Induktionsherden wird für Implantatträger ein Sicherheitsabstand von mindestens 25 cm empfohlen. Damit ist eine normale Nutzung des Herdes ohne weiteres möglich. In der Praxis reicht es nach den Empfehlungen aus, wenn sich Patienten mit implantierten Geräten nicht über die eingeschaltete Herdplatte beugen.

Ist ein Induktionsherd energieeffizient?

Ja, Induktionsherde gelten als energieeffiziente Optionen zum Kochen. Da die Wärme direkt im Kochgeschirr erzeugt wird und die Herdplatte selbst kühl bleibt, geht nur sehr wenig Wärme verloren. Zudem reagieren Induktionsherde schnell auf Temperaturänderungen, wodurch Energie gespart werden kann.

Ist ein Induktionsherd sicherer als andere Herdtypen?

Ja, Induktionsherde gelten als sicherer als Gas- oder konventionelle Elektroherde. Da kein offenes Feuer oder heißes Heizelement vorhanden ist und die Herdplatte relativ kühl bleibt, besteht ein geringeres Risiko von Verbrennungen oder Bränden. Zudem schaltet sich der Induktionsherd automatisch aus, wenn kein geeignetes Kochgeschirr erkannt wird.

Kann ich meine alten Töpfe und Pfannen auf einem Induktionsherd verwenden?

Wenn Ihre alten Töpfe und Pfannen nicht aus ferromagnetischem Material bestehen, werden sie auf einem Induktionsherd nicht funktionieren. Sie müssen spezielles Kochgeschirr verwenden, das für Induktionsherde geeignet ist. Sie können jedoch überprüfen, ob Ihre vorhandenen Töpfe und Pfannen magnetisch sind, indem Sie einen Magneten an ihre Böden halten. Haftet der Magnet, können Sie sie auf einem Induktionsherd verwenden.

Der Beitrag beruht auf Unterlagen von STMicroelectronics

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