인덕션(Induction)의 원리와 전용 용기의 필요성

인덕션의 어원

인덕션(Induction)은 라틴어 "inductio"에서 유래되었으며, 이는 "도입"이라는 뜻을 가지고 있습니다. 이 영어는 다양한 분야에서 사용되지만, 특히 물리학에서는 "유도"라는 개념을 설명하는 데 사용합니다. 물리학에서의 인덕션은 주로 전자기 유도 또는 유도 전류를 생성하는 현상을 설명하는 데 쓰입니다.

전자기 인덕션은 변화하는 자기장이 전류를 유도할 수 있는 현상을 의미합니다. 이는 인덕션 쿡탑과 같은 기기에서 중요한 원리로, 전기 에너지를 열 에너지로 변화하는 과정에서 핵심적인 역할을 합니다.

1. 인덕션의 역사

인덕션의 기술 발전 과정은 촉 발견에서부터 현재의 고도로 발달한 조리 기기에 이르기까지 장기간에 걸친 연구 성과와 혁신으로 만들어진 주방기기입니다.

1) 초기의 시작, 발견

1831년, 마이클 패러데이(Michael Faraday)가 전자기 유도의 원리를 발견했습니다. 이는 변화하는 자기장 내에 있는 폐회로가 전류를 유도할 수 있다는 것을 처음으로 보여주었으며, 인덕션 기술의 기본 원리가 되었습니다.

마이클 패러데이는 영국의 물리학자이자 화학자로, 전자기학 분야에서 획기적인 기여를 했습니다. 인덕션 쿡탑 개발에 직접적인 참여한 것은 아니지만 기술의 근간을 제공했습니다. 

2) 기술적 탐색과 실험의 시기

1990년대 초, 전자기 유도를 이용한 조리 방법에 대한 시도가 시작되었습니다. 이 시기에는 기술적, 경제적 장벽으로 인해 상용화에는 이르지 못했습니다. 1933년, 미국 시카고에서 열린 월드 페어에서 인덕션 쿡탑이 처음으로 공개되었습니다. 이 당시에는 크고 비싸며 실용성이 낮아 대중의 관심을 끌지 못했습니다.

3) 상용화와 초기 개발

1970년, 인덕션 쿡탑이 상업적으로 생산을 시작했습니다. 초기 모델은 여전히 비싸고 크기가 커서 일반 가정에서는 널리 사용하지 못했습니다. 1980년대~1990년대, 기술의 개선과 함께 인덕션 쿡탑의 크기와 가격이 점차 크기가 소형화되기 시작했습니다.

4) 현대 발전과 대중화

에너지 효율성, 조리 속도, 안정성 등 인덕션 쿡탑의 여러 장점이 널리 인식되면서 전 세계적으로 사용이 확대되었습니다.

다중 조리 영역, 정밀한 온도 제어, 스마트 홈 기기로 연결, 에너지 사용을 최소화하면서 최대의 효율을 제공합니다.

2. 인덕션의 기술

페러데이의 법칙과 렌츠의 법칙에 기반으로 인덕션이 작동을 합니다.

1) 패러데이의 법칙(Faraday`s Law of Electromagnetic Induction)

전자기 유도에 관한 법칙으로, 아주 간단하게 설명하면 "자기장의 변화가 전기를 만든다"는 것을 말합니다.

도체에 연결된 자기장의 변화는 도체에 기전력(EMF) 또는 전압을 인덕션 합니다.

조금 더 이해를 돕기 위해서 아래와 같이 설명을 드리겠습니다.

a) 자석과 코일

우선 한 손에는 전선 코일을, 다른 손에는 자석을 들고 있고, 이 코일은 전구와 연결되어 있다고 합시다.

b) 자석의 움직임

자석을 코일 가까이 가져가거나 코일에서 멀어지게 할 때, 코일 안에서는 전기가 생깁니다. 이 전기는 전구를 켜는 데 사용될 수 있어요, 하지만 자석이 멈추면 전기도 멈춥니다.

c) 자기장의 변화

이 현상의 핵심은 자석이 움직일 때 코일을 통과하는 자기장(자석 주변의 보이지 않는 힘)이 변한다는 것입니다. 

패러데이의 법칙은 바로 이 변환하는 자기장이 전기를 만든다고 설명합니다.

d) 방향성 

만들어진 전기의 방향은 자석을 코일에 가까이하거나 멀어지게 하는 방향에 따라 달라집니다. 즉, 자석을 코일에 가까이할 때와 멀어질 때 전기의 흐름 방향이 반대가 됩니다. 패러데이의 법칙을 요약하자면, 자기장이 변할 때 그 변화가 전기를 생성할 수 있음을 말해 줍니다. 이 원리는 발전기, 인덕션 쿡탑 등 현대의 여러 기술에 응용되고 있습니다.

2) 렌츠의 법칙(Lenz`s Law)

렌츠의 법칙은 패러데이 법칙의 확장입니다.

전도체의 인덕션 전류가 자기장을 생성한 자기장의 변화에 반대하는 자기장을 생성합니다.

 

인덕션 쿡탑은 패러데이의 전자기 유도 원리를 활용합니다. 인덕션 쿡탑 내부에 있는 코일을 통해 교률 전류를 흘려보내면, 이는 코일 주변에 변화하는 자기장을 생성합니다. 이 자기장은 조리 용기(일반적으로 철이나 특정 종류의 스테인리스강으로 만들어진) 내에 유도 전류를 생성하고, 유도 전류의 저항으로 인해 열이 발생하여 음식을 조리하는 원리입니다.

 

3. 인덕션(Induction Cooktop) 원리,

원리 :

인덕션은 용기만 직접 가열하는 방식입니다. 유도 강열 식을 사용하여 자기장을 발산하고, 용기의 바닥 부분만 가열합니다.

상판은 열이 발생하지 않으며, 용기를 만지지 않는 이상 화상 위험이 적습니다. 효율적이고 빠른 조리가 가능하며, 다양한 용기를 상용할 수 있습니다. 다만, 자성을 띤 용기(스테인리스, 철 등)를 사용해야 합니다.

이 원리는 인덕션 쿡탑에서 전자기장을 이용하여 조리 용기를 직접 가열하는 기술입니다.

장점 :

빠른 발열 시간으로 조리 시간을 단축하게 할 수 있고, 화상이나 화재 발생 위험이 낮습니다. 에너지를 직접 전달하기 때문에 에너지 절약 효과도 있습니다. 청소가 간편하며, 음식이 눌어붙지 않고 닦기도 아주 쉽습니다.

단점 :

인덕션 전용 용기가 필요하다는 것이 가장 큰 단점입니다. 알루미늄이나 유리, 도자기 등의 용기는 사용할 수 없습니다.

인덕션 사용할 수 있는 냄비를 구분하는 방법은 냄비 바닥에 인덕션 마크가 있는지 확인하거나 냄비 바닥에 자석이 붙는지 확인하는 것입니다.

4. 인덕션 전용 용기의 필요성

1) 자기적 특성

인덕션 쿡탑은 자기장을 이용해 용기를 가열하기 때문에, 용기는 자기적으로 반응할 수 있는 재질이어야 합니다.

즉, 철이나 특정 종류의 스테인리스강과 같이 자성을 띠는 재료로 만들어진 용기가 필요합니다.

2) 효율적인 열전도

인덕션 쿡탑용 용기는 내부에 발생한 열을 효과적으로 전도하여 음식을 균일하게 가열할 수 있어야 합니다. 안정성과 내구성. 인덕션 쿡탑에서 사용되는 용기는 고온에도 변형되지 않고, 긁힘에 강해야 합니다. 또한, 손잡이가 뜨거워지지 않도록 설계되어 사용자의 안전을 보장해야 합니다.

 

3) 인덕션 전용기의 특징

a) 자성 재질

철, 특정 종류의 스테인리스강 등 자기장에 반응하여 유도 전류를 생성할 수 있는 재기로 제작됩니다.

b) 평평한 바닥

인덕션 쿡탑의 표면과 최대한 밀착되도록 평평하고 넓은 바닥을 가지고 있어, 열전달이 균일하고 효율적입니다.

c) 다양한 크기와 형태

인덕션 쿡탑에 맞는 다양한 크기와 형태의 용기가 제공되어, 조리 방법이나 음식 종류에 따라 적합한 용기를 선택할 수 있습니다.

d) 내열성 및 내구성

고온에서도 안전하게 사용할 수 있으며, 오랜 기간 동안 변형 없이 사용할 수 있는 내구성을 제공합니다.