ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കർ പ്രവർത്തിക്കുന്നത് എങ്ങനെ ?

നവീൻ കിഷോറിന്റെ ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം നൽകുന്നു

Inductioncooking

Category: ഫിസിക്സ്

Subject: Science

26-Oct-2022

930

ഉത്തരം

പ്രണബ് കുമാർ ബി (അധ്യാപകൻ, ജി.എച്ച്.എസ്.എസ്. തച്ചങ്ങാട്) ഉത്തരം എഴുതുന്നു..



ജീവിതത്തിരക്കുകളിൽ നട്ടംതിരിയുന്ന ആധുനിക മനുഷ്യന്റെ കായികാധ്വാനം ലഘൂകരിക്കുന്നതിൽ വൈദ്യുതോപകരണങ്ങൾ വഹിച്ച പങ്ക് അതുല്യമാണെന്ന് പറയാതെ വയ്യ. വൈദ്യുതോപകരണങ്ങളിൽ മുഖ്യസ്ഥാനം താപനോപകരണങ്ങൾ (heating devices) കയ്യടക്കിയിരിക്കുന്നു. വൈദ്യുതോർജത്തെ താപോർജമാക്കി മാറ്റുന്ന ഉപകരണങ്ങളാണ് വൈദ്യുത താപനോപകരണങ്ങൾ.

1879 ൽ തോമസ് ആൽവാ എഡിസൺ വൈദ്യുത ബൾബ് കണ്ടെത്തിയത്, കൊണ്ടുനടക്കാവുന്ന വൈദ്യുതതാപന സംവിധാനങ്ങളുടെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലേക്ക് നയിച്ചു.  1905 ൽ ആൽബർട്ട് മാർഷ്, ക്രോമൽ (പിന്നീട് നിക്രോം എന്നറിയപ്പെട്ടു) എന്ന ലോഹസങ്കരം കണ്ടെത്തി. ഇത് അക്കാലത്തെ മറ്റു താപന പദാർഥങ്ങളേക്കാൾ (heating element) 300 മടങ്ങ് കാര്യക്ഷമവും സുരക്ഷിതവുമായി ഉപയോഗിക്കാവുന്ന കൂടിയ പ്രതിരോധമുള്ള (high resistance) വയറുകൾ നിർമിക്കാൻ സഹായിച്ചു. വൈദ്യുത താപനത്തിന്റെ യഥാർഥ ജനനമായി ഇത് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. താപനോപകരണങ്ങളായ വൈദ്യുത ഇസ്തിരിപ്പെട്ടി, വൈദ്യുത ഹീറ്റർ, സോൾഡറിങ് അയൺ തുടങ്ങിയവ വൈദ്യുതിയുടെ താപഫലത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇവയിൽ താപം ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്ന പ്രധാന ഭാഗമായ ഹീറ്റിംഗ് കോയിൽ നിർമിക്കാൻ പ്രധാനമായും നിക്രോം എന്ന ലോഹസങ്കരമാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. 
എന്നാൽ ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിനെ ഈ താപനോപകരണങ്ങളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാക്കുന്നത് വൈദ്യുതിയുടെ കാന്തികഫലത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് താപം ഉല്പ്പാദിപ്പിക്കുന്നത് എന്നതിനാലാണ്. വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുന്ന അടുപ്പാണ് ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കർ. സാധാരണയായി ഇരുമ്പ്, സ്റ്റീൽ തുടങ്ങിയവയാൽ നിർമിതമായ പാത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിൽ പാചകം ചെയ്യാറുള്ളത്.





ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിന്റെ പ്രവർത്തനം

ഒരു ചാലകവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന കാന്തിക മണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശയിലോ, അളവിലോ ഉണ്ടാകുന്ന മാറ്റം ചാലകത്തിൽ വൈദ്യുതി ഉല്പാദിപ്പിക്കുന്നു എന്ന് മൈക്കൽ ഫാരഡേ 1831 ൽ കണ്ടെത്തി. വൈദ്യുതകാന്തിക പ്രേരണമെന്ന ഈ തത്വത്തിന്റെ പിന്തുടർച്ചയാണ് ഇൻഡക് ഷൻ കുക്കറിന്റെ കണ്ടുപിടിത്തത്തിലേക്ക് നയിച്ചത്. ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിന്റെ പ്രധാന ഭാഗമായ ഇൻഡക്ഷൻ കോയിലിൽ കൂടി ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലും (25 KHz മുതൽ 50 kHz വരെ) ഉയർന്ന അളവിലു മുള്ള വൈദ്യുതി (5A - 10A) കടന്നുപോകുമ്പോൾ ഇൻഡക്ഷൻ കോയിലിന് ചുറ്റും ഒരു കാന്തികഫ്ലക്സ് (magnetic flux) രൂപപ്പെടുന്നു. ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള വൈദ്യുതിയുടെ തുടർച്ചയായ ദിശമാറ്റം കാരണം തുടർച്ചയായി മാറ്റം സംഭവിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന കാന്തികമണ്ഡലം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. കാന്തികമണ്ഡലത്തിന്റെ ദിശ പ്രത്യേക രീതിയിൽ ക്രമീകരിച്ചാൽ ലോഹത്തിനുള്ളിൽ ചുഴിപോലെ കറങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്ന വൈദ്യുതപ്രവാഹം സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയുന്നു.

ചുഴിയിൽ വെള്ളം കറങ്ങുന്നതുപോലെ സ്വയം കറങ്ങുന്ന ഈ വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തെയാണ് 'എഡ്ഡി കറന്റ് എന്ന് പറയുന്നത്. ഈ എഡ്ഡി കറന്റ് ഒരു ലോഹപ്രതലത്തിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുമ്പോൾ ആ ലോഹപ്രതലത്തിലെ (ലോഹപ്പാത്രത്തിലെ) ഇലക്ട്രോണുകൾ വളരെ അടുത്തടുത്തായി സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ലോഹ ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിലൂടെ ഞെരുങ്ങികടന്നുപോകുന്നതിന് കാരണമാകുകയും, ആറ്റങ്ങളുമായി കൂട്ടിയിടിച്ച് അവയുടെ ഊർജം കുറെയധികം നഷ്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂട്ടിയിടി മൂലം നഷ്ടപ്പെടുന്ന ഊർജം താപോർജമായി മാറുന്നു. സർക്യൂട്ടിലെ ഓട്ടോമാറ്റിക് സെൻസർ സംവിധാനം, നിശ്ചിത താപനിലയിൽ എത്തുമ്പോൾ സ്വയം ഓഫ് ആകുന്നതിനാൽ താപനില ക്രമീകരിക്കാൻ വളരെ എളുപ്പത്തിൻ സാധിക്കുന്നു.



ഉയർന്ന ആവൃത്തിയുള്ള വൈദ്യുത സിഗ്നലുകൾ ചാലകങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ കൂടി മാത്രമേ പ്രവഹിക്കുന്നുള്ളൂ എന്നതിനാൽ (high skin depth) കനം (thickness) കുറഞ്ഞ ധാരാളം ഇഴകളുള്ള (multi stranded) കമ്പികളാണ് ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിന്റെ പ്രധാന ഭാഗമായ ഇൻഡക്ഷൻ കോയിൽ നിർമാണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കാറുള്ളത്. അതുപോലെ ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിൽ ഉയർന്ന പ്രതിരോധമുള്ള സീൽ, ഇരുമ്പ് തുടങ്ങിയവയാണ് പാചകപ്പാത്രങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കാറുള്ളത്. 
ചെമ്പ്, അലുമിനിയം തുടങ്ങിയവയ്ക്ക് പ്രതിരോധം കുറവായതിനാൽ വൈദ്യുതി എളുപ്പത്തിൽ കടന്നുപോകുകയും താപം കുറഞ്ഞ അളവിൽ മാത്രമേ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുകയുള്ളൂ. അതിനാൽ ചെമ്പ്, അലുമിനിയം പാത്രങ്ങളും, കുചാലകങ്ങളായ പ്ലാസ്റ്റിക്, മൺപാത്രങ്ങൾ എന്നിവയും ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിൽ പാചകം ചെയ്യുന്നതിനായി ഉപയോഗിക്കാൻ പറ്റില്ല.




ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കർ ഉപയോഗിച്ച് പാകം ചെയ്യുമ്പോഴുള്ള മെച്ചങ്ങൾ

1. ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കർ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ പാചകപ്പാത്രം നേരിട്ട് ചൂടാവുന്നതിനാൽ വികിരണ രൂപത്തിലുള്ള ഊർജനഷ്ടം ഉണ്ടാകുന്നില്ല. ഗ്യാസടുപ്പുകളിൽ 40 ശതമാനവും മെച്ചപ്പെട്ട ഇലക്ട്രിക് ഹീറ്ററുകളിൽ 75 ശതമാനവും ദക്ഷതയോടെയേ (efficiency) പാചകം സാധ്യമാവൂ. എന്നാൽ ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കറിലത് 85 ശതമാനമാണ്.

2. തീജ്വാലകൾ ഉപയോഗിക്കാത്തതിനാൽ മറ്റ് അടുപ്പുകളെക്കാൾ അപകടസാധ്യത കുറവാണ് എന്നതിനാൽ എവിടെവെച്ചും സുരക്ഷിതമായി ഭക്ഷണം  പാചകം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്നു.

3. ഒരു  തരത്തിലുള്ള രാസപ്രവർത്തനവും  നടക്കുന്നില്ല എന്നതിനാൽ പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണം ഉണ്ടാകുന്നില്ല.

4. ചൂട്, പുക  എന്നിവ കൊണ്ടുള്ള ബുദ്ധിമുട്ടുകളില്ലാതെ  പാകം ചെയ്യാനാവുന്നു.

5. ഫോസിൽ  ഇന്ധനങ്ങളുടെയും പാചകവാതകങ്ങളുടെയും ക്ഷാമം നേരിടുന്ന ഇക്കാലത്ത് ഇൻഡക്ഷൻ കുക്കർ ഒരു ബദൽമാർഗമാണ്.




Share This Article
Print Friendly and PDF