¿Todas las estufas eléctricas modernas tienen elementos de calefacción "binarios"?

He notado que los quemadores de algunas o todas las estufas eléctricas de estilo nuevo que tienen una parte superior plana tienen una propiedad peculiar. No parecen ser capaces de funcionar a una temperatura baja constante, sino que se elevan periódicamente durante períodos de tiempo breves o más largos. Estas estufas no tenían, según tengo entendido, precio de descuento. No son cocinas de inducción, sino que parecen tener un elemento incrustado en el material que forma parte de la encimera.

¿Es esta una tendencia generalizada en las estufas nuevas? ¿Es difícil encontrar estufas eléctricas que funcionen a la "antigua manera", proporcionando una temperatura constante? ¿Hay alguna ventaja en la forma en que funcionan estas estufas más nuevas? Parecería difícil o imposible cocinar una variedad de platos en tales aparatos.

Solo desde el punto de vista de la ingeniería, lo que llama 'binario' a menudo se denomina 'ciclo de trabajo'. (donde el ciclo de trabajo puede describir el porcentaje de tiempo que se gasta o cuánto tiempo permanece encendido durante un período de tiempo determinado)

Respuestas (3)

Los quemadores en esencialmente todas las estufas eléctricas son binarios en el sentido de que están completamente encendidos o completamente apagados. Sería más costoso y menos eficiente energéticamente usar dispositivos electrónicos que varíen continuamente el flujo de corriente a través de un elemento eléctrico, y esto no supondría una diferencia significativa en el comportamiento de la temperatura en la superficie de cocción. En cambio, las estufas eléctricas usan un interruptor bimetálico que es una forma relativamente simple de tener un patrón de encendido y apagado con tiempos variables de encendido y apagado. Para crear un calor constante, todas las estufas eléctricas utilizan materiales que son malos conductores del calor entre el elemento eléctrico y la superficie del utensilio de cocina para amortiguar los grandes cambios de temperatura en el elemento y producir un calor muy constante en la superficie de cocción.

La diferencia que está viendo entre los elementos calefactores de bobina eléctrica y las estufas de vitrocerámica es que en las bobinas eléctricas hay un elemento calefactor interno, luego una capa de cerámica gruesa, seguida de una capa exterior de metal. El elemento en sí se calienta de manera binaria, pero todo lo que puede observar es el calor después de que la capa de cerámica haya compensado las grandes fluctuaciones en el elemento (es decir, el metal exterior brilla constantemente una vez que se calienta). En una estufa de vitrocerámica, dado que la capa amortiguadora (la superficie vitrocerámica) es translúcida, está viendo brillar el elemento real (a menudo se trata de una lámpara infrarroja en lugar de un cable resistivo), por lo que está viendo el calentamiento sin amortiguación. patrón. Si tuviera un serpentín transparente, vería los mismos patrones de encendido/apagado en una estufa de serpentín que en una vitrocerámica.

En consecuencia, si mide la temperatura de la superficie de una placa vitrocerámica, debería ver una temperatura bastante constante.

No creo que en realidad sea difícil (creo que algunos triacs de potencia deberían poder hacerlo), solo más costoso y menos eficiente (más calor expulsado a la habitación que a la olla), y probablemente sin beneficio ya que la temperatura ya está siendo promediada por el almacenamiento en búfer térmico.
¡Gracias por la explicación! Actualicé la respuesta para reflejar esto.
Esto es bastante informativo. ¿Es posible que algunas estufas más nuevas no utilicen una amortiguación adecuada? Parece que el agua hierve más cuando los elementos/lámparas/círculos rojos mágicos están encendidos.
Eso es posible. Otra cosa a considerar es que dado que la superficie es transparente, es probable que haya calor radiante adicional cuando el elemento está encendido. Intenté encender mi estufa de vitrocerámica y casi de inmediato pude sentir el calor a 2 o 3 pies por encima del quemador, así que creo que eso significa claramente que hay una buena cantidad de calor radiante que podría causar una ebullición más rápida. Parece que podrían resolver esto fácilmente simplemente cubriendo la parte inferior del vaso con pintura negra. Me pregunto si el calor radiante adicional es deseable, o tal vez la pintura simplemente no sería estéticamente agradable.
@timmyp con respecto a la última oración de su respuesta, puedo discutir eso. Más fácil que tratar de sostener un termómetro sobre una fuente de calor radiante es hervir un poco de agua. Si toma una sartén que cubre todo el elemento y pone 1/2 pulgada (o 1 cm) de agua, podrá ver claramente el ciclo de trabajo. Una vez que el agua está hirviendo, puede ver un aumento en la actividad de ebullición. También podrá ver los puntos calientes en la estufa porque parte del agua estará hirviendo mientras que parte puede estar perfectamente quieta. Incluso con hierro fundido (retiene mejor el calor) se nota la diferencia.

El tipo de placa de cocción de hierro fundido de la "vieja escuela", y también el tipo de placa vitrocerámica derivada directamente de ese diseño, controla la potencia de salida, NO la temperatura, aunque los tipos más potentes tienen un interruptor bimetálico para evitar que se sobrecalienten autodestructivamente ( en algún lugar por encima de 300°C IIRC, esto no evitará que se inicie un incendio por grasa y probablemente no sea la intención). Dicho control se realiza empleando más de un elemento calefactor real dentro de la placa y habilitando solo un conjunto seleccionado de elementos calefactores para una configuración determinada, aprovechando también los circuitos en serie para llegar a potencias más bajas. Esto no es continuo, por lo general estas estufas tendrán 3 o 6 pasos disponibles (ver http://www.herd.josefscholz.de/7Takt/4_und_7_Takt.html para todos los detalles eléctricos - idioma alemán pero esquemas completos).

Entonces, si está buscando una estufa "no binaria", busque modelos (a menudo económicos) que tengan pasos fijos en sus configuraciones de calor.

Los reóstatos reales nunca se utilizarán, ya que ellos mismos generarían calor residual SIGNIFICATIVO durante su funcionamiento; lo mejor que se puede usar para el control continuo de la salida de potencia sería un circuito TRIAC similar a un atenuador de luz, que se puede encontrar con poca frecuencia porque es difícil / costoso de construir (para un manejo de potencia cercano a los 2 kilovatios en comparación con unos pocos diez a cientos de vatios en la iluminación!) a ese nivel de potencia sin crear una gran cantidad de interferencias de radio y problemas de calidad de energía (los atenuadores de luz ya son conocidos por eso).

La desventaja del viejo tipo de hierro fundido es que reacciona muy lentamente a las entradas de control, la ventaja es que se pueden usar utensilios de cocina de paredes delgadas (lo que permite un control de temperatura muy RÁPIDO encendiéndolo y apagándolo de la placa, o incluso usando otro , placa de cocción fría como disipador de calor!) ya que la placa de cocción en sí misma es un gran amortiguador térmico y la potencia de salida es, de hecho, constante.

Con referencia a la primera afirmación de que los elementos calefactores eléctricos solían mantener una temperatura constante en comparación con el ciclo de calor de encendido y apagado claramente visible de hoy. El uso de manfgr más antiguo para hacer controles con reóstatos que permitían al usuario ajustar el flujo de electricidad controlando así la cantidad de electricidad utilizada para generar calor en el elemento. En comparación con el método actual (económico) de cortar el reóstato y a través de la experimentación histórica, el control utiliza el encendido y apagado "temporizado" para generar diferentes temperaturas. Es posible hacer un elemento eléctrico que use un simple encendido y apagado en la perilla de control y aún así mantener la temperatura constante en el elemento, pero parece que los fabricantes no tienen ingenieros lo suficientemente inteligentes para hacerlos.

O.... el almacenamiento en búfer da como resultado una temperatura lo suficientemente cercana a la constante que no necesitan hacer nada más allá del ciclo de encendido/apagado.
Nunca he visto una estufa con controles reostáticos (un reóstato es una resistencia variable), sin embargo, las estufas eléctricas antiguas solían tener elementos calefactores compuestos por más de un segmento. El interruptor de control encendería los segmentos en diferentes combinaciones de circuitos en serie o en paralelo, logrando una salida constante en varios vatajes fijos. Debido a que los reóstatos son resistencias, emiten calor. Si usara un reóstato para modular un elemento calefactor de alto vataje, el reóstato mismo se calentaría mucho.
Al igual que el primero, estoy interesado en un quemador eléctrico con niveles constantes de rango de calor, por lo que no estamos solos cuando exigimos la devolución de elementos calefactores compuestos, como lo describe ElmerCat, por elementos segmentados. ¡Gracias por explicar eso, Elmer! Alguien piensa que el ciclo de encendido y apagado de los elementos es un método eficiente de calefacción eléctrica, bah, si el ciclo de encendido y apagado es tan popular y eficiente, los quemadores de cocina a gas también deben encenderse y apagarse.
La electricidad no es gas: es más eficiente hacer ciclos de electricidad, ya que no puede restringir el "flujo" de electricidad sin agregar alguna otra carga (algo que consuma energía, como una resistencia). Pulsar la energía puede permitirle enviar solo el 30% de la energía (en comparación con estar encendido a tiempo completo) sin tener que descargar el 70% de la energía en otro lugar.
Todavía puede comprar estufas eléctricas de la vieja escuela si quiere... @Los sistemas de elementos múltiples de Joe no necesitan ciclos. Pero sí, un reóstato sería la peor opción. O realiza un ciclo pero lo hace mucho más rápido (esencialmente en milisegundos, eso es lo que hace más o menos un circuito TRIAC), o necesitaría un inversor o un transformador variable (demasiado problema).
@Jefromi, puede venderles estufas baratas y sartenes pesadas, incómodas y costosas de esa manera :) Con algunos dispositivos de inducción que usan ciclos lentos y ollas delgadas, en realidad puede hacer que el agua hierva visiblemente periódicamente;)