Bye-bye, pembakar. brizmaker / iStock / Getty Images Plus

Untuk mengekang perubahan iklim, banyak ahli menyerukan pergeseran besar-besaran dari bahan bakar fosil ke listrik. Tujuannya adalah untuk melistriki proses seperti memanaskan rumah dan menyalakan mobil, dan kemudian menghasilkan peningkatan kebutuhan daya listrik menggunakan sumber karbon rendah atau nol seperti angin, matahari, dan tenaga air.

Lebih dari 30 kota di California, termasuk Berkeley dan San Fransisco, telah bergerak ke arah ini dengan melarang layanan gas alam di sebagian besar gedung baru. Saat ini penggunaan energi di gedung menghasilkan lebih dari 40% emisi gas rumah kaca San Francisco.

Ada opsi listrik langsung untuk memanaskan bangunan dan air panas dan mengeringkan pakaian, tetapi menggunakan listrik bisa lebih kontroversial di dapur. Kompor listrik tradisional terkenal lambat dalam proses pemanasan dan pendinginan. Mereka juga menimbulkan masalah keamanan karena kumparan pemanasnya bisa tetap panas selama puluhan menit setelah dimatikan.

Apa yang harus dilakukan oleh seorang juru masak yang serius? Salah satu alternatif berteknologi tinggi adalah induksi magnet. Teknologi ini pertama kali diusulkan lebih dari 100 tahun yang lalu dan didemonstrasikan di Pameran Dunia Chicago 1933. Saat ini kompor induksi magnet dan kompor tanam umum di Eropa dan Asia, tetapi tetap ada teknologi khusus di AS As lebih banyak kota dan negara bagian bergerak menuju elektrifikasi, berikut ini sekilas cara kerja induksi magnet dan pro dan kontra untuk memasak.

{vembed Y=glH71fM9Oe4}
Insinyur Listrik Bill Kornrumpf menjelaskan cara kerja memasak induksi magnetis.

Pemanasan tanpa nyala api

saya adalah seorang insinyur listrik yang mengkhususkan diri dalam penelitian medan elektromagnetik. Sebagian besar pekerjaan saya berfokus pada aplikasi terapi medis - tetapi apakah Anda memaparkan jaringan manusia atau panci di atas kompor tanam ke medan elektromagnetik, prinsipnya sama.

Untuk memahami apa itu medan elektromagnetik, prinsip utamanya adalah bahwa muatan listrik menciptakan medan di sekitarnya - pada dasarnya, gaya yang meluas ke segala arah. Bayangkan listrik statis, yang merupakan muatan listrik yang sering kali dihasilkan oleh gesekan. Jika Anda menggosokkan balon ke rambut Anda, gesekan tersebut akan mengisi balon dengan muatan listrik statis; lalu saat Anda mengangkat balon dari kepala, rambut Anda akan terangkat, meskipun balon tidak menyentuhnya. Balon menarik rambut Anda dengan gaya listrik yang menarik.

Menggerakkan muatan listrik, seperti listrik yang mengalir melalui kawat, menghasilkan medan magnet - zona gaya magnet di sekitar jalur arus. Bumi memiliki medan magnet karena arus listrik mengalir di inti lelehnya.

Medan magnet juga dapat menghasilkan medan listrik dan inilah mengapa kami menggunakan istilah medan elektromagnetik. Konsep ini ditemukan pada tahun 1830-an oleh Ilmuwan Inggris Michael Faraday, yang menunjukkan bahwa jika bahan penghantar listrik, seperti kawat, ditempatkan di medan magnet yang bergerak, medan listrik dibuat di dalam penghantar. Kami menyebutnya induksi magnetik. Jika penghantar dibentuk menjadi loop, arus listrik akan mengalir di sekitar loop.

Penemuan Faraday menjadi dasar bagi pengembangan motor listrik. Karyanya juga mendemonstrasikan cara memanaskan material tanpa menggunakan sumber panas tradisional seperti api.

Dari mana asalnya panas?

Semua material memiliki hambatan, artinya ketika arus listrik mengalir melaluinya maka akan mengalir setidaknya agak terhalang. Resistensi ini menyebabkan sebagian energi listrik hilang: Energi berubah menjadi panas, dan akibatnya konduktor memanas. Dalam penelitian biomedis saya, kami menyelidiki penggunaan medan magnet frekuensi radio untuk memanaskan jaringan dalam tubuh membantu jaringan menyembuhkan.

Alih-alih pembakar konvensional, tempat memasak pada kompor tanam induksi disebut kompor, dan terdiri dari gulungan kawat yang tertanam di permukaan kompor tanam. Untuk efisiensi maksimum, para insinyur menginginkan sebanyak mungkin energi medan magnet yang dihasilkan oleh setiap kompor untuk diserap oleh peralatan masak yang ada di atasnya. Medan magnet akan menciptakan medan listrik di bagian bawah peralatan masak, dan karena hambatan panci akan memanas, padahal kompor tidak.

Gulungan magnetis di bawah permukaan kaca keramik kompor menghasilkan medan magnet yang mengirimkan pulsa langsung ke peralatan masak. Denyut magnet inilah yang memanaskan peralatan masak. Kota San Jose

Untuk kinerja terbaik, kompor induksi magnet dan kompor tanam harus beroperasi pada frekuensi medan magnet tinggi - biasanya 24KHz. Mereka juga membutuhkan pot yang terbuat dari bahan yang tidak mudah dilewati medan magnet. Logam dengan kandungan besi atau nikel yang tinggi menyerap medan magnet, sehingga menjadi pilihan paling efisien untuk memasak induksi. Besi lebih mudah menyerap medan magnet daripada nikel dan jauh lebih murah, sehingga bahan berbahan besi paling umum digunakan untuk peralatan masak induksi magnet.

Lebih responsif dan lebih aman, tetapi lebih mahal

Karena kompor tanam induksi memerlukan sesuatu untuk menyerap medan magnet untuk menghasilkan panas, kompor tersebut secara intrinsik lebih aman daripada kompor listrik tradisional. Menempatkan tangan Anda di atas kompor tidak akan membuat tangan Anda panas. Dan karena sistem ini memanaskan peralatan masak tanpa langsung memanaskan kompor, kompor akan mendingin dengan cepat setelah peralatan masak dilepaskan, yang mengurangi risiko luka bakar.

Peralatan masak itu sendiri cenderung memanas dan mendingin dengan cepat, dan pengatur suhu sangat akurat - salah satu sifat utama memasak yang bernilai dalam kompor gas. Kelebihan lainnya adalah kompor tanam induksi biasanya memiliki permukaan yang halus - sering kali kaca atau keramik - sehingga mudah dibersihkan.

Kompor induksi modern sama hemat energi dengan kompor listrik tradisional dan sekitar dua kali lebih efisien dari kompor gas. Tetapi ini tidak berarti bahwa mereka lebih murah untuk dioperasikan. Di banyak bagian AS gas alam jauh lebih murah daripada listrik, terkadang dengan faktor tiga atau empat. Ini sebagian menjelaskan penerimaan yang lebih luas dari kompor induksi di Eropa, di mana hingga saat ini gas alam jauh lebih mahal daripada listrik.

Faktor lain yang mempengaruhi adopsi adalah kompor induksi dan kompor tanam biasanya lebih mahal daripada kompor gas atau listrik tradisional, meski secara substansial tidak demikian. Dan juru masak harus mengganti panci aluminium, tembaga, baja tahan karat nonmagnetik, dan keramik, yang tidak ada yang berfungsi secara efektif pada kompor tanam induksi. Satu pemeriksaan cepat adalah jika magnet menempel di dasar pot, pot akan bekerja di atas kompor induksi.

Terlepas dari faktor-faktor ini, saya berharap bahwa tata cara pengurangan penggunaan gas alam akan mengarah pada penggunaan kompor induksi magnet dan kompor tanam yang sangat luas. Langkah-langkah ini biasanya berfokus pada bangunan yang baru dibangun, jadi tidak diperlukan konversi mahal dari rumah yang ada.

Para lajang muda dan keluarga yang pindah ke tempat tinggal baru ini mungkin belum memiliki banyak peralatan masak, dan cenderung menghargai keamanan yang terkait dengan induksi magnet, terutama jika mereka memiliki anak. Dan pengguna awal yang bersedia membayar lebih untuk listrik dari sumber ramah lingkungan, atau untuk mobil hibrida atau listrik, mungkin tidak kecewa membayar beberapa ratus dolar lebih untuk kompor induksi magnetis dan panci yang berfungsi dengannya.

Di tingkat nasional, AS mungkin mengadopsi beberapa bentuk penetapan harga karbon dalam waktu dekat, yang akan meningkatkan biaya gas alam. Dan ada juga kekhawatiran yang berkembang tentang polusi udara dalam ruangan dari peralatan gas. Lebih dari satu abad setelah pertama kali diusulkan, hari memasak induksi magnetis di bawah sinar matahari mungkin telah tiba.

tentang Penulis

Kenneth McLeod, Profesor Ilmu Sistem, dan Direktur, Laboratorium Riset Sains dan Teknik Klinis, Universitas Binghamton, Universitas Negeri New York

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.