Induktionshäll
Induktionshäll är en teknik som används i modernare spisar för matlagning. Tekniken går ut på att varierande magnetfält från hällen inducerar strömmar i använd kastrull eller stekpanna för att på så vis skapa värme. En spole (som ses i bilden till höger) alstrar ett med hög frekvens (några tiotals kHz) varierande magnetiskt fält som genom Faradays induktionslag skapar en inducerad spänning i kastrullens botten. Eftersom kastrullen leder ström, driver denna spänning en så kallad virvelström. När en spänning krävs för att driva en ström utvecklas samtidigt värme (detta implicerar att en kraft behövs för att upprätthålla en rörelse, dvs arbete utvecklas). En förenklad bild är att elektronerna dunsar in i atomer när de börjar röra sig runt i kastrullen, vilket får atomerna att vibrera, vilket vi makroskopiskt sett uppfattar som värme. Värmeutvecklingen sker inte bara genom inducerade strömmar, utan även på grund av magnetisk hysteres (det finns även andra empiriskt uppmätta förlustmekanismer som brukar klumpas ihop som "övriga förluster"). Vid höga frekvenser dominerar dock virvelströmsförluster, då dessa växer kvadratiskt med frekvensen. Till skillnad från kastrullen värms dock inte spolen upp i samma utsträckning, då de virvelströmmar som dominerar i den tjocka kastrullbotten inte har plats att röra sig (runt i små virvlar) i de tunna trådarna inuti spolen. Litztråd, dvs koppartråd med många små från varandra isolerade kopparkardeler kan användas för att minska de frekvensberoende förlusterna ytterligare. Spolen värms fortfarande upp av dess kopparns resistans, men tack vare den höga arbetsfrekvensen kan man hålla strömamplituden (och därmed de resistiva förlusterna) relativt låg, och därigenom göra induktionshällen kompakt och utan särskilt stora kylflänsar. En induktionshäll blir alltså inte varm i sig, utan det är endast kastrull/stekpanna som värms upp. Efter en längre stunds matlagning värms dock plattan upp genom vanlig värmekonduktion från kastrullen. Eftersom värmen alstras närmre maten ökar verkningsgraden jämfört med en äldre spishäll då mindre värme "missar" målet. Att koka upp vatten går ungefär lika fort som i en vattenkokare. Responstiden när man ändrar reglagen är också snabbare. För att fungera måste kokkärlen vara ferromagnetiska till exempel gjorda av järn. Även vissa typer av rostfritt stål fungerar (icke austenitiska). Däremot kan man inte använda sådana av glas eller aluminium. Ett enkelt sätt att testa om ett kokkärl fungerar är att se om en magnet fäster på det. Spisar med induktionshäll alstrar starkare magnetfält än andra spisar. Fältstyrkan på 10 cm avstånd från apparaten: Induktionsspis 1,2 µT. Elspis 0,8 µT. Det finns dock inga fastställda hälsorisker med de alstrade magnetfältens styrka.
Induktionsugn
En induktionsugn är en elektrisk ugn som kan värma och smälta metaller med induktiv värmning, det vill säga samma princip som en modern elspis med induktionshäll. Induktionsugnar används bland annat i stålverk och gjuterier. Induktionsugnar har kapacitetsområden från mindre än ett kilogram till hundra ton. Fördelen med induktionsugnen är att den är ren, energieffektiv och lättstyrd jämfört med andra metoder för att smälta metaller. Den första praktiskt användbara induktionsugnen av typen rännugn infördes i Gysinge järnbruk år 1900. Den konstruerades av metallurgen Fredrik Kjellin med bistånd av Asea. Ugnen användes för att smälta skrot. Induktionsugnar användes också i Långshyttan och Sandviken för tillverkning av de första rostfria stålen 1921. Asea inrättade en ugnsbyrå 1927 och utvecklade under 1930-talet induktionsugnar för högfrekvensström, vilka fick stor användning. Utvecklingen leddes av Ludwig Dreyfus. Flertalet ugnar av degeltyp byggdes för direkt anslutning till nätfrekvensen (50 Hz). Värmen skapas i metallen av växelström som leds genom en induktionsspole som är monterad runt ugnen. Rent elektriskt fungerar detta så att spolen kan sägas vara primärlindningen i en transformator. När spolen matas med växelspänning induceras ett pulserande magnetfält i den smälta metallen. Detta leder till virvelströmmar i metallen med låg spänning och hög strömstyrka. Den elektriska strömmen värmer metallen genom metallens elektriska resistivitet. Smält metall omrörs av virvelströmmarna i degeln. Magnetiska metaller värms snabbare än omagnetiska metaller. Detta beror på inverkan av magnetisk hysteres. Vid induktionsvärmning genereras värmen i metallen som ska smältas eller värmas. Värmen från alternativa metoder, till exempel olje- eller gaseldning, överförs till metallen via värmeledning genom degelns vägg. Degelugnen består av en omagnetisk degel i eldfast material. Den omges av en induktionsspole som är vattenkyld. Spolen ansluts till en växelströmskälla som ger ett elektromagnetiskt fält i degeln. Metallen som ska smältas utsätts för starka elektriska virvelströmmar som värmer. Plåtpaketet runt spolens ytteryta återleder magnetfältet. En lågfrekvensugn (LFD-ugn) matas från det ordinarie elnätet, 50 Hz, en högfrekvensugn (HFD-ugn) matas med 150 – 250 Hz. Statiska omformare används för att få högfrekvensspänning. En lågfrekvensugn skapar en större rörelse i smältan jämfört med en högfrekvensugn, vilket ger en effektivare smältning av finstyckigt material. Därför låter man spolen i en lågfrekvensugn inte gå hela vägen upp i skänken. Ugnens övre del kyls då med en kylslinga för att inte förkorta livstiden för infodringen. Livslängden på infodringen för en lågfrekvensugn är kortare än för en högfrekvensugn. En variant av induktionsugnen ärännugnen. Den har en ränna (ett separat rör) som ett U anslutet till botten på ugnen. Rännan innehåller smälta i förbindelse med ugnen. Rännan omfamnas av ett magnetfältet från en spole. Spolen är primärlindningen och metallen i rännan blir sekundärlindningen i transformatorjämförelsen. Metallen värms i rännan och den smälta metallen cirkulerar till ugnen. En alternativ konstruktion är utvecklingen av separata induktiva omrörare för ljusbågsugnar. Dreyfus vid Asea lyckades konstruera en spole under botten på en ljusbågsugn. Botten på ugnen är av omagnetiskt material. Spolen matades med mycket låg frekvens. Asea sålde många sådana omrörarspolar till ljusbågsugnar över hela världen.
Keramikhäll
Keramikhäll (Glaskeramikhäll) är en variant av elspis. Den har en plan ovansida (utan utstående spisplattor). En spis med keramikhäll är energisnålare än en traditionell spis med gjutjärnsplattor men ömtåligare. Om varmt socker spills på hällen och får ligga kvar kan en kemisk reaktion utlösas som kan skada den. Keramikhällen ska rengöras med milt diskmedel och eventuellt en skrapa, dock inte stålull eller kökssvampar med slipmedel då hällen kan repas. Ett alternativ till keramikhäll är induktionshäll. Den använder en annan teknik och har en snabbare uppvärmning, men är vanligtvis dyrare och fungerar bara med kastruller och grytor av järn eller stål.
Elspis
En elspis är en spis som drivs med elektricitet. Den hör till de hushållsmaskiner som har högst effektförbrukning. De har i regel en kabel för trefas, ofta med ett anslutningsdon kallat Perilex. En elspis kan förutom vanliga värmeplattor ha häll med gjutjärnsplattor, keramikhäll eller induktionshäll. Elspisar har en till två ugnar. Spis utan ugn kallas spishäll och är ofta infälld i en köksbänk. Elspis räknas som vitvara. Elspisen började användas i Sverige på 1930-talet. Den ansågs då som en stor lyx, delvis p.g.a. smidigheten, men även på grund av renligheten den medförde i köket. En spisvakt är en brandskyddsanordning som ska hindra torrkokning eller att spisen står på utan att det behövs. Det finns flera olika varianter, men gemensamt är att de bryter strömmen till spisen antingen efter en viss tid eller när en rörelsedetektor känner av att ingen finns i rummet. Det finns också spisvakter som är kombinerade med brandvarnare eller brandsläckare. Värnamo kommun: Spisvakt. Stockholms stad: Brandsäkert med spisvakt.
