關(guān)于電磁爐燒水功率及節(jié)能的初探

1、-. z.關(guān)于電磁爐燒水功率與節(jié)能的初探【摘要】 本文通過燒水為例，探究電磁爐功率與燒水時(shí)有用效率的關(guān)系。通過實(shí)驗(yàn)說明：當(dāng)電磁爐使用功率小于1400W時(shí)，燒水的有用效率隨著電磁爐功率的增加而明顯增加，當(dāng)電磁爐使用功率大于1400W時(shí)，燒水的有用效率隨著電磁爐功率的增加而幾乎不變，有用效率在89%上下?！娟P(guān)鍵詞】電磁爐；有用效率；功率；節(jié)能提出問題現(xiàn)今電磁爐走進(jìn)了千家萬戶，成為人們除燃?xì)庠钔庵匾募訜峁ぞ咧?，電磁爐以有用效率高著稱，但在倡導(dǎo)節(jié)約型社會(huì)的今天，我們更希望盡可能多的減少熱損耗 ，所以我們不免追問一句:到底怎樣才更省電？為了解決這個(gè)問題，我上網(wǎng)收集了資料，發(fā)現(xiàn)雖然大局部人都同意電磁爐

2、功率越大，能耗越低，可是卻還有不少人認(rèn)為功率越小，能耗越低，甚至還有一些人認(rèn)為能耗與電磁爐功率無關(guān)，基于以上不同的認(rèn)識(shí)，我很好奇，于是就通過下面的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)展探究。二、概念界定有用效率：電磁爐的有用效率是指，將物質(zhì)從*一溫度加熱到另一溫度時(shí)，物質(zhì)增加的能與電磁爐消耗的總電能的比值。數(shù)學(xué)表達(dá)式為，式中P指電磁爐設(shè)定功率，t指燒水時(shí)間，c指物質(zhì)的比熱容，m為物質(zhì)的質(zhì)量，為物質(zhì)的溫度變化量。分析問題以電磁爐燒水為例，通過查找資料和對(duì)燒水的過程進(jìn)展分析，我們可以得出電磁爐在燒水時(shí)的能量損耗主要來自以下幾個(gè)方面：燒水時(shí)面板和容器增加的能。面板和容器對(duì)周圍空氣的熱傳導(dǎo)，熱對(duì)流，熱輻射。電磁爐電阻等電子元件和

3、線路因電流的熱效應(yīng)損失的熱能。電磁爐部的散熱系統(tǒng)工作時(shí)消耗的電能風(fēng)機(jī)工作。所以我們提出了以下假設(shè)：功率越大越省電？因?yàn)樗哪茉黾恿縌是一定的，電磁爐的功率W越大，所用的時(shí)間t越短，所以熱損耗的能量越少。鍋越小越省電？ 因?yàn)殄佋叫?，和空氣接觸的散熱面越小，可以減少能量的損耗。一次燒水越少越省電？因?yàn)閱未螣乃绻^少，就可以大大節(jié)省燒水的時(shí)間，可以有效減少熱損耗。在以上的三個(gè)假設(shè)中，第二個(gè)假設(shè)牽涉變量太多，用我學(xué)過的知識(shí)不能解決，而第三個(gè)假設(shè)中，由于燒水的多少和人們的使用需求量有關(guān)，沒有實(shí)際的探討意義。所以我后面主要對(duì)第一個(gè)假設(shè)進(jìn)展實(shí)驗(yàn)和探討。四、實(shí)驗(yàn)探究為了探索有用效率與電磁爐耗電功率的關(guān)系，

4、我進(jìn)展了以下實(shí)驗(yàn)。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑秒姶艩t燒開水時(shí)，電磁爐耗電功率與有用效率之間的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理：使用同一個(gè)電磁爐，以不同的功率燒同一口鍋裝的同等質(zhì)量的水，由*一溫度加熱到另一溫度，計(jì)算電磁爐燒水時(shí)的有用效率。有用效率是指，水增加的總能與電磁爐消耗的總電能的比值。數(shù)學(xué)表達(dá)式為式中P指電磁爐設(shè)定功率，t指燒水時(shí)間，c水指水的比熱容，m為水的質(zhì)量，為水的溫度變化量三、實(shí)驗(yàn)器材：奔騰pc22n-b電磁爐，自來水假設(shè)干，直徑為22cm的不銹鋼鍋一個(gè)，停表，溫度計(jì)，量筒，泡沫塑料(用來固定溫度計(jì))。如下列圖 奔騰pc22n-b電磁爐 泡沫塑料和溫度計(jì)四、實(shí)驗(yàn)步驟1、將奔騰pc22n-b電磁爐平放在

5、桌面上，接通電源，組裝器材如左圖；2、向不銹鋼鍋中參加2000ml水，用溫度計(jì)測(cè)量水的初溫T1，翻開電磁爐電源開關(guān)并迅速將模式調(diào)至燒水模式，選擇600W的使用功率燒水，同時(shí)按下停表開場計(jì)時(shí)。當(dāng)水溫增加至T2(98)時(shí)，按下停表完畢計(jì)時(shí)，關(guān)閉電磁爐電源，讀出停表的讀數(shù)t。待鍋、電磁爐面板、溫度計(jì)冷卻后重復(fù)上述步驟，再做三遍；3、再依次選擇800W、1000W、1200W、1400W、1800W、2200W的使用功率，重復(fù)步驟2中的實(shí)驗(yàn)；五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表一功率PW次數(shù)水的質(zhì)量m()時(shí)間ts初溫T1末溫T2溫度變化量T總功WJ水的能增加量QJ燒水的有用效率平均有用效率6001215

6、9912.298.085.895940071728874.8%74.6%60022160212.498.085.696120071561674.5%60032161012.098.086.096600071896074.4%60042159013.098.085.095400071060074.5%80052112312.398.085.789840071645279.7%80.5%80062111212.498.085.688960071561680.4%80072110112.698.085.488080071394481.1%80082110412.898.085.28832007122

7、7280.6%100092832.512.898.085.283250071227285.6%85.5%1000102838.313.098.085.083830071060084.8%1000112826.013.298.084.882600070892885.8%1000122825.113.498.084.682510070725685.7%1200132665.112.698.085.479812071394489.5%88.7%1200142672.212.898.085.280664071227288.3%1200152670.213.098.085.080424071060088

8、.4%1200162668.113.298.084.880172070892888.4%1400172565.013.498.084.679100070725689.4%89.8%1400182562.113.298.084.878694070892890.1%1400192568.312.898.085.279562071227289.5%1400202564.013.098.085.078960071060090.0%1800212435.213.398.084.778336070809290.4%90.0%1800222436.113.298.084.878498070892890.3%

9、1800232438.213.498.084.678876070725689.7%1800242440.313.198.084.979254070976489.6%2200252360.212.898.085.279244071227289.9%90.2%2200262357.613.098.085.078672071060090.3%2200272359.413.298.084.879068070892889.7%2200282356.112.898.085.278342071227290.9%表一由以上數(shù)據(jù)作出有用效率和耗電功率的關(guān)系為圖1 PW 圖1注：水的能增加量為 ，c水指水的比熱容

10、，本論文中取4.18103J/kg六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論從圖表中可以看出，電磁爐燒開水的有用效率在600W時(shí)為74.6%，800W時(shí)為80.5%，1000W時(shí)為85.5%，1200W時(shí)為88.7%，1400W時(shí)為89.8%，1800W時(shí)為90.0%，2200W時(shí)為90.2%。從圖像上可以初步得出在1400W以下時(shí)有用效率與功率變化很快，而在1400W后變化很小在誤差圍忽略不計(jì)。五、生活應(yīng)用通過以上實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，其實(shí)大于1400W時(shí)電磁爐功率對(duì)燒開水時(shí)的有用效率影響并不大，而且有用效率都超過了89%，說明電磁爐能效比本身就比擬高。所以我們提出以下兩個(gè)建議。一、電磁爐的功率大于1400W后，電磁爐燒水的有用效率較高，且隨著電磁爐耗電功率的增加，有用效率增加得非常緩慢，在實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)家庭電路的負(fù)載能力選擇相對(duì)較高的功率。二、電磁爐的功率小于1400W后，電磁爐燒水有用效率隨電磁爐功率的變化而明顯變化，功率越大有用效率越高。所以，在條件允許的情況下盡量不使用小功率。結(jié)語可以說，本次學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)是一次充滿挑戰(zhàn)和樂趣的嘗試，也是對(duì)書本上物理知識(shí)的一種親身體驗(yàn)。在目前全世界正面臨著能源危機(jī)，我國也在