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Seit 1984 gibt es Glaskeramik-Herde, die ganz ähnlich aussehen wie Herde mit Strahlungsheizkörpern, aber nach einem völlig anderen Prinzip funktionieren. Der Unterschied zeigt sich, sobald man die Kochzonen der Glaskeramikplatte einschaltet. Es tut sich nämlich erst mal gar nichts: Weder sieht man unter der Glaskeramikplatte irgendwelche Heizkörper glühen noch wird eine der Kochzonen warm. Daß der Herd funktioniert, merkt man erst, wenn man einen Topf darauf stellt und das darin befindliche Wasser sogar schneller zu sieden beginnt als bei anderen Herden.
Beeinflussung von Herzschrittmachern möglich
Es handelt sich um sogenannte Induktionsherde. Sie erzeugen die Hitze nur dort, wo sie tatsächlich gebraucht wird, nämlich im Topfboden selbst. Auch die Pfanne mit den Spiegeleiern bruzzelt eigentlich auf einem kalten Herd.
Wenn sich die Glaskeramik der Kochzone dennoch erwärmt, ist dies allein eine Folge des heißen Kochgeschirrs.
Mit dem Induktionsherd ergeben sich sehr kurze Ankochzeiten, weil die Wärme im Geschirrboden erzeugt und sofort ins Kochgut übertragen wird. Die Wärmezufuhr folgt prompt jeder Änderung der Einstellung und läßt sich feinstufig regeln. Da die Kochzonen nur indirekt über den Geschirrboden erwärmt werden, kann überlaufendes Kochgut nicht festbrennen und es entsteht auch keine Verbrennungsgefahr für den Benutzer.
Nimmt man das Kochgeschirr weg, schaltet die Kochstelle automatisch ab. Genauso erkennt der Induktionsherd, ob sich in der Kochzone ein geeignetes Geschirr befindet. Andernfalls findet keine Energieübertragung statt. Bei leerem oder leergekochtem Kochgeschirr sorgt ein Temperatur-Sensor für automatische Abschaltung.
Wie andere Glaskeramik-Herde verfügen auch Induktionsherde über eine Restwärme-Anzeige, die aufleuchtet, solange die Temperatur der Kochzone noch über 60°C beträgt. Denn obwohl die Glaskeramik nur durch den Topfboden erhitzt wird, kann sie Temperaturen um 100°C erreichen.
Ebenfalls häufig findet man ein Bedienfeld mit Sensoren, welches die herkömmlichen Drehknöpfe ersetzt und es ermöglicht, die Kochzonen durch einfaches Antippen zu regulieren. Diese Sensoren haben auch bei ausgeschaltetem Gerät einen gewissen Stromverbrauch. Es ist inzwischen möglich, den Stromverbrauch solcher "Stand-by-Schaltungen" auf bis etwa 1 Watt zu reduzieren, so daß er vernachlässigt werden kann. Bei vielen Geräten ist das aber noch nicht der Fall, weshalb es sich lohnt, auf diesen Punkt zu achten.
Der Induktionsherd reagiert auf Einstellungsänderungen ähnlich schnell wie ein Gasherd, da alle Energie sofort dem Topf zugute kommt, ohne daß erst andere Materialien miterwärmt werden müssen. Er verbindet diese Reaktionsschnelligkeit mit dem grundsätzlichen Vorteil des Stroms, die Wärme genau dosieren zu können. Professionelle Köche wissen dies zu schätzen. In Hotelküchen, Kantinen usw. ist der Induktionsherd auch deshalb beliebt, weil er keine unnötige Wärme freisetzt. Das macht die Arbeit in der Küche angenehmer und hilft Lüftungskosten sparen.
Energiesparendes Ankochen
Der Induktionsherd hat auch einen günstigen Stromverbrauch. Im Vergleich mit normalen Glaskeramik-Herden ist sein Wirkungsgrad etwa um fünf Prozent höher. Gegenüber einem konventionellen Herd mit Kochplatten ist er sogar um etwa zehn Prozent effektiver.
Mitunter heißt es in der Werbung, daß die Energieeinsparung gegenüber einem herkömmlichen Herd bis zu 50 Prozent betrage. Solche Angaben beziehen sich nur auf die Phase des Ankochens. Beim Fortkochen ist der Energiebedarf ähnlich wie bei anderen Herden, so daß sich insgesamt etwa die oben genannten Werte ergeben.
Generell ist die Umwandlung von Strom in Wärme hocheffizient. Spielraum für Verbesserungen bleibt praktisch nur dort, wo bei der Übertragung der Wärme auf den Topf Verluste auftreten Hier kann der Induktionsherd naturgemäß Punkte machen.
Induktionsherde sind leider nicht billig. Schon die üblichen Glaskeramikkochfelder sind rund zweimal so teuer wie herkömmliche Kochmulden mit Kochplatten. Mit der Technik für das induktive Kochen kosten sie mindestens noch einmal das Doppelte. Der hohe Preis des Induktionsherds hat mit der aufwendigen Elektronik zu tun, die unter der Glaskeramikplatte steckt. Wie bei anderen Produkten der Elektronik könnte es aber auch hier zu einer deutlichen Verbilligung kommen, wenn die Nachfrage steigt und dadurch eine kostengünstige Massenproduktion ermöglicht wird. Schon heute sind Induktionsherde z.B. in Frankreich oder Belgien mehr verbreitet als in Deutschland.
Fast allen namhaften Hersteller von Herden produzieren inzwischen auch Induktionsherde. Dennoch hat diese Technik oft von vornherein keine Chance, weil sie dem Käufer nicht bekannt ist und weil im Laden auch kein entsprechendes Gerät angeboten wird. Das typische Angebot besteht aus Glaskeramik-Herden mit Strahlungsheizkörpern. Daneben wird man einige konventionelle Herde mit Kochplatten sehen. Nur selten befinden sich unter der Glaskeramik der ausgestellten Herde Halogenstrahler und noch seltener die Induktionstechnik.
Beeinflussung von Herzschrittmachern möglich
Der "Skin-Effekt" erhöht scheinbar den elektrischen Widerstand des Topfbodens
Die vom Induktionsherd erzeugten Wirbelströme durchsetzen den Topfboden nicht gleichmäßig, sondern fließen nur in einer dünnen Randschicht. Dies ist eine Folge der Selbstinduktion, die bei allen Wechselströmen in der Mitte des Leiters eine erhöhte Feldverdichtung bewirkt (nur bei Gleichstrom hat ein Leiter an allen Stellen dieselbe Stromdichte). Im Bereich der Netzfrequenz von 50 Hertz ist dieser Verdrängungseffekt allerdings noch so gering, daß er vernachlässigt werden kann. Erst bei Frequenzen von etwa 10 000 Hertz an aufwärts spielt er zunehmend eine Rolle. Es wird dann sogar zur puren Materialvergeudung, einen Leiter massiv auszuführen, da der hochfrequente Wechselstrom nur noch in einer dünnen Randzone fließt und den größten Teil des Leiterquerschnitts gar nicht beansprucht. Aus diesem Grund verwendet man z.B. für Antennenkabel schlauchähnliche Drahtgewebe oder spezielle Hochfrequenz-Litze, die aus vielen einzelnen Drähten besteht.
Diese Eigentümlichkeit hochfrequenter Wechselströme, nur in der "Haut" von Leitern zu fließen, wird mit dem englischen Wort für Haut als "Skin-Effekt" bezeichnet. Der Skin-Effekt spielt auch beim Zusammenwirken des Topfbodens mit der Induktionsschleife unter der Glaskeramikplatte eine große Rolle. Denn da die Wirbelströme nur in einer dünnen Randschicht des Topfbodens fließen, erhöht sich scheinbar dessen elektrischer Widerstand. Würde der Topfboden insgesamt von den Wirbelströmen durchflossen, könnten sie in ihm nicht genügend Wärme erzeugen.
Zumindest jene äußere Schicht des Topfbodens, in welche die Wirbelströme eindringen, muß beim Kochgeschirr für Induktionsherde "ferromagnetisch" sein bzw. aus Eisen oder Stahl bestehen. Aluminium oder Kupfer hätten nämlich einen zu geringen elektrischen Widerstand, um durch die Wirbelströme hinreichend erwärmt zu werden. In der Praxis würden solche Töpfe auf einem Induktionsherd sogar völlig kalt bleiben, weil die automatische Topferkennung sie ignorieren und den Hochfrequenzgenerator unter der Glaskeramik erst gar nicht einschalten würde.
Außerhalb der Eindringtiefe der Wirbelströme kann es dagegen vorteilhaft sein, ein anderes Metall zu verwenden, um die Wärmeleitfähigkeit zu erhöhen. Spezielles Kochgeschirr für Induktionsherde ist deshalb nur in den äußeren Schichten des Topfbodens ferromagnetisch, während den Kern eine oder mehrere Schichten aus Aluminium bzw. Aluminium-Legierung bilden.
Ein weiterer Grund, weshalb das Kochgeschirr bis zur Eindringtiefe der Wirbelströme aus Eisen oder Stahl bestehen muß, ist die Ummagnetisierung ("Hysteresis"), die durch das magnetische Wechselfeld bewirkt wird und zusätzlich Wärme erzeugt. Diese Ummagnetisierung tritt nur bei ferromagnetischen Stoffen auf. Die Ummagnetisierungsverluste machen etwa ein Drittel der Wärme im Topfboden.
Beeinflussung von Herzschrittmachern möglich
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