Brezžično prižiganje žarnice

Potrebščine

• Bakrena izolirana žica
• 20 W halogenska žarnica (običajno iz namiznih svetilk, svetil v kuhinji ali v hodnikih)
• Podnožje žarnice
• Indukcijska kuhalna plošča (indukcijski štedilnik)
• Kovinska posoda, primerna za indukcijo

Razlaga

Indukcijska kuhalna plošča je dobila ime po indukciji. Indukcija je pojav, pri katerem v žici nastane električna napetost. Inducirana napetost v žici nastane samo zaradi dveh razlogov: če premikamo žico v magnetnem polju ali če se magnetno polje, ki obdaja žico, spreminja.

V našem primeru boš v poskusu uporabil indukcijsko kuhalno ploščo, v kateri  nastaja magnetno polje, ki  se spreminja okoli 25 tisoč krat na sekundo (25 kHz). Ko na ploščo postaviš kovinsko posodo z vodo, jo prižgeš  in z zanko objameš posodo, boš s tem objel tudi nekaj magnetnega polja, ki nastaja v kuhalni plošči. Posledica tega magnetnega polja bo indukcija napetosti in žarnica bo zažarela. Večja bo inducirana napetost, bolj močno bo žarela halogenska žarnica.

Inducirano napetost uporabljamo v mnogih vsakodnevnih predmetih, kot na primer v polnilniku ultrazvočne zobne krtačke ali polnilniku pametnih naprav, v senzorjih za zapornice na parkiriščih ali varnostnih etiketah v trgovinah. Indukcijo izkoriščamo tudi v električnih generatorjih in motorjih, ki jih najdemo v vetrnih elektrarnah, kuhinjskih hladilnikih, avtomobilih, v trdih diskih računalnikov, zvočnikih in mikrofonih, slušalkah pametnih telefonov, itd.

Napotki

Bakreno izolirano žico ukrivimo v obliki zanke. Na konca žice pritrdimo halogensko žarnico. To najlažje naredimo, če uporabimo podnožje za žarnice iz na primer stare kuhinjske lučke.

Izolirana žica s podnožjem in žarnica

Na indukcijsko kuhalno ploščo postavimo kovinsko posodo z vodo in prižgemo štedilnik. Če z zanko objamemo posodo, bomo s tem objeli tudi časovno spremenljivo magnetno polje, ki nastaja v kuhalni plošči. Posledica takega spreminjajočega magnetnega polja je inducirana napetost na žarnici. Večja je ta napetost, bolj močno bo žarela halogenska žarnica.

Ko prižgemo kuhalno ploščo, nastane inducirana napetost in žarnica zažari

Poskusi, kaj se zgodi, če je zanka manjša. Kaj se zgodi, če namesto enega ovoja naviješ dva ovoja? 

Zanke različnih velikosti (levo) in zanka z dvema ovojema (desno)

Preveri tudi vpliv različnih posod na štedilniku (keramična posoda za v pečico, steklen čajnik, bakrena džezva za kavo, aluminijasti lonec, posoda iz nerjavečega jekla, železna ponev, itd). Posebno zanimivo je poskusiti, ali so stari kuhinjski lonci (recimo babičini Emo Celje lonci) še uporabni tudi na sodobnih indukcijskih kuhalnih ploščah. Preveri tudi, kako močno žarnica žari pri različnih nastavitvah jakosti kuhalnika in kako, če je bolj ali manj oddaljena od kuhalne plošče.

Preverjanje indukcije pri različnih oddaljenostih od kuhalne plošče

Preveri še, ali je za delovanje potrebna indukcijska plošča ali je dovolj navadna električna grelna plošča.

Opombe in pomoč

Indukcijska kuhalna plošča zgleda podobno kot navadna električna kuhalna plošča, vendar deluje popolnoma drugače. Več o indukcijskih kuhalnih ploščah najdeš na http://www.bigbang.si/info/kako-delujejo-indukcijske-kuhalne-plosce-in-njihove-funckije/. Podnožje žarnice lahko dobiš v vsaki trgovini z elektromaterialom ali v trgovinah, kot so Merkur, Bauhaus, Obi.

Delal boš s kuhinjskim aparatom, zato pazi na vroče površine in poskrbi, da bo v posodi vedno zadosti vode, ki bo skrbela za odvajanje toplote.

Bodi pazljiv z dodajanjem ovojev, saj se lahko inducira velika napetost, ki povzroči, da žarnica pregori. Več kot dva ovoja zaradi možnosti uničenja halogenske žarnice ne priporočamo! Poleg tega bodi pozoren, saj je prižgana halogenska žarnica vedno vroča.

Poskus lahko narediš tudi na Fakulteti za elektrotehniko, Tržaška 25, Ljubljana, če se prijaviš na spremenisvet@fe.uni-lj.si.