Induktionsherd
Der Induktionsherd bietet vielfältige Ansätze für einen interessanten fächerverbindenden Unterricht. Neben den MINT-Fächern Technik, Physik, Biologie, Mathematik und Informatik bieten sich auch Hauswirtschaft und Wirtschaft an.
Warum sollte sich der Physiklehrer mit den Garverfahren von Hauswirtschaft beschäftigen? Ganz klar, problemorientierter Unterricht braucht lebensorientierte Ansätze. Die gesamte Problematik der Thermodynamik lässt sich mit dieser Idee handlungsorientiert umsetzen. Aber auch der Hauswirtschaftslehrer findet Begründungen für die Auswahl der geeigneten Garverfahren. Die technischen Lösungen sind vielfältig und sollten wirtschaftlich bewertet werden.
Im direkten Garvergleich und der anschließenden Verkostung schnitten der Gasherd und Induktionsherd am besten ab. Kaum zu glauben, dass man das schmecken kann.
Begründungen sind in einem sehr interessanten Buch »Wissenschaft im Kochtopf: Küchengeheimnisse wissenschaftlich erklärt« zu finden. (ISBN-13: 978-3839147382)
Kochfelder
+ sehr schnelle Reaktionszeiten
– Abgase
– schwer zu reinigen
+ elektrische Erwärmung
Widerstandsheizung
– hohe Restwärme
– Einbrenngefahr
+ elektrische Erwärmung
Widerstandsheizung
+ schnelle Ankochzeit
+ gut zu Reinigen
– Restwärme
– Einbrenngefahr
+ elektrische Erwärmung
Widerstandsheizung
+ sehr schnelle Ankochzeit
+ gut zu Reinigen
– Restwärme
– Einbrenngefahr
+ elektrische Erwärmung
Induktionsheizung
+ sehr schnelle Ankochzeit
+ sehr schnelle Reaktionszeiten
+ sehr gut zu Reinigen
+ geringe Restwärme
– Induktionsgeschirr notwendig
Aufbau und Wirkungsweise des Induktionskochfeldes
Der Induktionsherd besteht aus einer Hochfrequenzspule, die mit einer Frequenz von ca. 25 kHz magnetisiert wird. Das hochfrequente Wechselmagnetfeld strahlt durch ein Ceranfeld in den ferromagnetischen Topfboden des Kochgeschirrs. Die im Topfboden entstehen Wirbelströme erzeugen Widerstandswärme (A), die mit 70 % der Erwärmung des Topfbodens beitragen. Durch die ferromagnetischen Eigenschaften des Topfbodens entstehen weiter 30 % der Erwärmung durch die schnelle Ummagnetisierung von Elementarmagneten (B). Gleichzeitig wird das Magnetfeld in den Topfboden gelenkt (C), um die Emission von Elektromagnetischen Wellen (EMW) gering zu halten.
Der Topferkennungssensor verhindert eine ungeschützte Abstrahlung von EMW. Der Temperatursensor dient der Regelung des Garprozesses.
Experimente mit dem Induktionsherd
Das Magnetfeld des Induktionsherdes lässt sich mit einer Luftspule mit einer Windung und einer Glühlampe 6 V/5W sehr gut nachweisen. Die Spule umschließt dabei den aufgesetzten Topf.
Eine Luftspule mit ca. 20 Wicklungen (probieren) und einer LED funktioniert auch und kann auch am Induktionsladegerät für eine Zahnbürste zum Leuchten gebracht werden.
