induction : pourquoi pas l'inox?

[WoLxyz]

Bonjour,
alors un truc me chiffonne... pour moi une plaque à induction fonctionne avec les courant de Foucault. https://fr.wikipedia.org/wiki/Courants_de_Foucault
mais je ne trouve pas de raison pour laquelle n'importe quel ustensile en métal ne chaufferait pas avec un système à induction, il suffit d'un corps conducteur pour créer des courants de foucault non? en théorie cela devrait marcher avec du cuivre, de l'alu, du titane ou de l'inox aussi non? alors pourquoi il faut des ustensiles de cuisines avec un double fond? (d'ailleurs au passage j'ai vu des ustensiles inox avec une couche alu... du coup je suis encore plus perdu, je veux bien un insert à base de fer, ferromagnétique... mais l'alu... pourquoi l'alu et pas l'inox?)

cela m'amène à une autre question : on peut faire fondre de l'alu via de l'induction, de l'acier aussi, mais est-ce que cela marche aussi pour le cuivre (et par extension à n'importe quel métal)? je dirais que oui vu que le principe est de créer un courant de court circuit dans l'objet via une fem induite, et vu que les transformateurs utilisent des bobines en cuivre, il y a bien une fem qui est créée... du coup si le secondaire est en court circuit, il devrait fondre par échauffement...)
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[Deedee81]

Salut,

C'est surtout le fer qui est utilisé (éventuellement avec couche d'aluminium : protection rouille et beaucoup moins cher que le cuivre).
Le fer étant un ferromagnétique avec un fort hystérésis, il réagit fortement au champ magnétique en chauffant fort.

oui on peut faire fondre le cuivre et fermer le secondaire c'est un joli court-circuit, de quoi facilement le faire fonde. Prudence

Attendre d'autres explications, je suis pas un spécialiste en casserole (d'autant que moi j'ai toujours une cuisinière au gaz naturel )

[jiherve]

bonjour
la casserolerie inox classique fonctionne très bien sur une plaque induction.
JR

[Deedee81]

la casserolerie inox classique fonctionne très bien sur une plaque induction.

précisons que c'est du fer (de l'acier mais c'est "kif", enfin presque)

[A voir en vidéo sur Futura]

[Antoane]

Bonjour,

On peut donc chauffer tout corps conducteur par induction, mais cela demande plus de moyens s'il est paramagnétique.

La loi de Lenz indique que la tension induite dans la caserole est de la forme , avec le flux magnétique, que l'on üuet réécrire : , avec B le champ (densité de flux magnétique).
Cette tension induite engendre des courants, qui dissipe une puissance dans la casserole par effet Joule.

Cette formule est valide aussi bien pour des matériaux ferromagnétiques que paramagnétiques, mais l'utilisation de matériaux ferromagnétiques permet d'augmenter sensiblement B (en gros : le multiplier par la perméabilité), ce qui augmente d'autant la puissance dissipée (et meme plus puisque la puissance est en e²/R).

[jiherve]

re
oui c'est bien sur un alliage de fer ,de nickel et de chrome. Fe,Ni sont tous les deux ferromagnétiques.
JR

[gts2]

Bonjour,

La présence de fer permet d'augmenter le champ magnétique.

[XK150]

Cette tension induite engendre des courants, qui dissipe une puissance dans la casserole par effet Joule.

Oui , et il ne faudrait pas oublier cet effet qui explique certaines contradictions apparentes .

La puissance du chauffage par induction est délivrée dans des ondes électromagnétiques de très longue longueur d'onde, mais plutôt que d'exciter directement les atomes ou les molécules du matériau chauffé,
il fonctionne principalement en générant un courant électrique dans la cible. Le courant électrique et la résistance électrique du matériau cible sont ce qui génère la chaleur.

[stefjm]

Pour un même nombre d'ampère-tour (excitation magnétique), donc même enroulement primaire, on a plus de champ magnétique si présence de matériaux ferromagnétique.
Sans, ça marcherait doucement et en pratique, la cuisinière s'arrête toute seule...

[ArchoZaure]

Bonjour.

Quelques bonnes explications ici (Surtout celles de tropique il me semble):
https://forums.futura-sciences.com/p...gnetiques.html

Ne pas oublier d'ailleurs que les plaques à induction emploient pour les bobines des fils nommés "Fils de Litz" qui permettent de réduire le chauffage de la bobine elle-même.

[Nekama]

Le circuit d'excitation (fixé par les plaques) génère un flux d'induction magnétique dont la valeur dépend de la Reluctance du circuit magnétique : Phi = N.I/Rel. Mettre de l'inox sur le chemin diminue la Rel mais vraiment peu car les lignes de champs sont perpendiculaires au fond de la casserole et l'essentiel du chemin parcouru reste de l'air.

Par contre au niveau du courant pour chauffer la casserole : la variation de ce flux Phi' va générer un fem qui va générer le courant et on a : I = Phi'/R où R est la résistivité électrique de la casserole. Celle de l'inox est 6 fois supérieure à celle du Cu.

Au niveau de la puissance, on a P = (Phi')^2/R = (NI'/Rel)^2/R.
La différence de R entre le Cu et l'Inox n'est pas compensée par la différence de Rel

Après, il y a à coup sur une boucle de contrôle et la puissance consommée est contrôlée et limitée.

Un autre avantage du Cu est que comme il est meilleur conducteur de chaleur et qu'il a une plus grande capacité thermique, la température de la casserole est plus uniforme et la température réelle de cuisson plus contrôlable.

[Antoane]

Bonjour,

Surtout celles de tropique il me semble

Toujours

La différence de R entre le Cu et l'Inox n'est pas compensée par la différence de Rel

Pourtant, les casseroles en cuivre de ma grand maman ne sont pas compatibles avec ma plaque à induction.

Une part non-négligeable du flux entoure l'intégralité de la bobine inductrice (plate), et circule donc sur une grande longueur dans la casserole.
Les "flux concentrator" en ferriteplacées sous les bobines servent non-seulement à limiter les fuites de flux, mais aussi à diminuer la reluctance du chemin.

[Antoane]

Rapide simulation d'une plaque à induction, avec des valeurs plus ou moins raisonnables :
Screenshot 2023-02-10 183148.png
10 tours pour la bobine inducrice, excitation à 100 kHz, pas de concentrateur de flux sous la bobine, symmétrie cylindrique. Sur cette figure: \mu_r = 1000, \sigma = 58 MS/m
On fait varier les propriétés (perméabilité et conductivité) du fond de casserole, de diamètre 26 cm, d'épaisseur 5 mm, et situé à 6mm du plan de symétrie de la bobine.

La puissance dissipée dans la casserole en fonction de donne :
P_vs_sigma_param_mur_induct_heating.png

On peut discuter des choix de design et des valeurs exactes, mais cette simulation montre effectivement l'impact mentionné par Tropique plus haut, ainsi que l'intérêt du pour les valeurs "raisonnables" de MS/m (cuivre : 58 S/m, alu ~ 37 MS/m).