Wie funktioniert eine elektrische Herdplatte?

In diesem Artikel lernen Sie, wie eine Kochplatte funktioniert. Wir wollen versuchen, die Funktionsweise von vier Arten von elektrischen Kochplatten zu verstehen.

• Die klassische elektrische Kochplatte
• Die Induktionskochplatte
• Die Glaskeramikkochplatte mit Strahlungsheizkörper
• Die Glaskeramikkochplatte mit Halogenstrahler

Wie funktioniert eine klassische elektrische Kochplatte

Diese Kochplatte besteht gewöhnlich aus Gusseisen mit zusätzlichem isolierendem Kitt. In der Platte befinden sich elektrische Widerstände, die in dem Kitt untergebracht sind, um eine gute elektrische Isolierung zu gewährleisten. Die Widerstände werden durch Joulesche Wärme erhitzt, wenn sie von einem Strom durchflossen werden. Je nach Stärke des Stroms übertragen die Widerstände mehr oder weniger Wärme zur Gusseisen-Kochplatte, die ihrerseits die Speisen im Kochgeschirr erwärmt. Ein Stufenschalter mit normalerweise sieben Positionen ermöglicht die Einstellung unterschiedlicher Heizstufen. Eine mit der Platte verbundene Kontrollleuchte zeigt an, ob die Platte in Betrieb ist oder nicht. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen 50 °C und 300 °C. Die Anzahl der Heizplatten kann zwischen einer und sechs Platten liegen. Während elektrische Kochplatten aus Gusseisen einerseits den Vorteil haben, widerstandsfähig und preisgünstig zu sein, haben sie andererseits relativ lange Erhitzungs- und Abkühlzeiten.Haben Sie das gewusst?Bei der Jouleschen Wärme handelt es sich um eine thermische Erscheinung, die in einem Material auftritt, wenn es von einem elektrischen Strom durchflossen wird. Dabei hängt die abgegebene Wärme von der Stromstärke ab. Dieser Effekt wird in den klassischen Kochplatten direkt und vollständig ausgenutzt. Er wurde von dem englischen Physiker James Prescott Joule in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts untersucht.

Wie funktioniert eine Induktionskochplatte

Auch in der Induktionskochplatte wird elektrischer Strom zur Erhitzung eingesetzt, um den Kochvorgang zu ermöglichen. Das Prinzip dieses Kochplattentyps beruht auf Foucaultschen Strömen und der physikalischen Erscheinung der elektromagnetischen Induktion. Diese Kochplatte besteht aus einem Glaskeramikmaterial, unter dem sich eine Induktionsspule mit Litzendraht befindet, der die Besonderheit hat, die Übertragung eines variablen Wechselstroms mit einer relativ hohen Frequenz im Intervall von 20 bis 25 kHz zu ermöglichen. Die Induktionsspule erzeugt ein Magnetfeld, durch das Verluste durch Hysterese und Foucaultsche Ströme induziert werden. Diese Ströme erhitzen durch Joulesche Wärme das Metall des Behälters, in dem sich die zu kochenden Nahrungsmittel befinden. Die Induktionsplatte ist außerdem mit einem Temperaturfühler zur Temperaturkontrolle versehen. Dieser Kochplattentyp hat den Vorteil, dass die Glaskeramikoberfläche nicht erwärmt wird. Nur der Metallbehälter mit den Nahrungsmitteln wird erhitzt. Ein weiterer Vorteil der Induktionskochplatte besteht darin, dass Nahrungsmittel schnell gekocht bzw. aufgewärmt werden. Außerdem ist die Platte leicht zu reinigen. Es sind allerdings nicht alle Metallbehälter für diesen Kochplattentyp geeignet. Für den Kochvorgang durch Induktion eignen sich Behälter aus emailliertem Stahl, aus Aluminium mit Spezialboden und aus Gusseisen, sowie Behälter, die mit der Kennzeichnung „Class Induction“ versehen sind. Der Preis eines Induktionskochfelds ist nach wie vor hoch, weil diese Technologie noch relativ neu ist.Haben Sie das gewusst?Bei den so genannten Foucaultschen Strömen handelt es sich um elektrische Ströme, die in einem metallischen Gegenstand induziert werden. Sie bewirken eine Erhitzung des Metallteils durch Joulesche Wärme. Diese Erscheinung wurde von dem französischen Physiker Léon Foucault Mitte des 19. Jahrhunderts entdeckt und untersucht.

Wie funktioniert eine Glaskeramikkochplatte mit Strahlungsheizkörper

Die Glaskeramikkochplatte besteht aus einem Keramikmaterial auf der Basis von Mikrokristallen, die über eine glasartige Oberfläche verteilt sind. Dieses Material kann Temperaturen bis zu 750 °C standhalten. Unter diesem Plattenmaterial befindet sich ein Strahlungsheizkörper, der aus einem hitzebeständigen runden Sockel besteht und mit einer Reihe von Widerständen versehen ist. Die Widerstände haben die Form einer Feder und bestehen aus einem flachen oder ziehharmonikaförmigen Wolframdraht, der die Wärme durch Infrarotstrahlung und Wärmeleitung überträgt, und zwar in einem jeweiligen Anteil von 20 % bzw. 80 %. Die Kochplatte mit Strahlungsheizkörper ist mit einem Überhitzungsschutzsystem versehen, das aus einem Thermostat besteht, der die Stromversorgung abschaltet, sobald die Wärme einen bestimmten Temperaturwert übersteigt. Es gibt Kochfelder mit zwei oder vier Strahlungsheizkörpern. Diese Kochfelder sind gewöhnlich mit einer Regeleinrichtung mit berührungsempfindlichen Tasten verbunden, die den Vorteil hat, dass keine Stufenschalter mehr benötigt werden. Stufenschalter sind nämlich nicht immer leicht zu warten, wohingegen die Wartung einer Glaskeramikkochplatte einfach ist. Außerdem zeichnet sich die Platte durch eine kurze Erhitzungszeit aus und eignet sich für alle Metallbehälterarten, die zum Kochen von Lebensmitteln vorgesehen sind.Haben Sie das gewusst?Die Wellenlänge der Infrarotstrahlung liegt zwischen der Wellenlänge von sichtbarem Licht und derjenigen von Mikrowellen. Diese Art elektromagnetischer Strahlung hat die Eigenart, Wärme zu übertragen, ohne dass dabei die Lufttemperatur verändert wird.

Wie funktioniert eine Glaskeramikkochplatte mit Halogenstrahler

Die Kochplatte mit Halogenstrahler besteht aus demselben Material wie die Kochplatte mit Strahlungsheizkörper. Der Unterschied liegt im Heizkörper, der aus einer runden oder aus mehreren geraden Quarzhalogenröhren besteht, die wie herkömmliche Halogenlampen einen Wolframdraht einschließen und mit einem Gas aus der Familie der Halogene gefüllt sind. Diese Röhren sind in einem Reflektor untergebracht, der als Grundplatte dient und das Licht nach oben reflektiert, wodurch die Heizleistung verstärkt wird. Durch diese Kombination von Elementen wird eine hohe Lichtstärke erzeugt, die eine starke Infrarotstrahlung abgibt. Im Gegensatz zum Strahlungsheizkörper erfolgt die Wärmeübertragung zu 80 % durch Infrarotstrahlung und zu 20 % durch Leitung. Eine interessante Eigenschaft des Halogenstrahlers besteht in seiner niedrigen Wärmeträgheit, wodurch ein abrupter Anstieg der Temperatur ermöglicht und somit die Heizzeit reduziert wird. Zur Vermeidung des Überhitzungsrisikos ist der Halogenstrahler mit einem Temperaturbegrenzer ausgestattet. Die Glaskeramikkochplatte mit Halogenstrahler ermöglicht Temperaturen bis zu 500 °C. Der Anschaffungspreis für diesen Kochplattentyp ist jedoch nach wie vor hoch.Haben Sie das gewusst?Der Begriff „Halogen“ bezieht sich auf eine Gruppe chemischer Elemente, zu denen Astat, Brom, Chlor, Fluor und Jod gehören. Dieser Begriff wurde 1811 eingeführt. Die Halogenlampe, in der diese Elemente eingesetzt werden, lädt sich bei Kontakt mit Brom oder Jod auf und strahlt ein weißes, konzentriertes und intensives Licht aus.