Question n°15 : Pourquoi la main, placé sur plaque à induction, ne se brûle-t-elle pas ?
Les plaques de cuisson à induction sont de plus en plus souvent utilisées dans nos cuisines. Un des principaux avantages de ce mode de cuisson est qu’il ne chauffe pas une main posée sur celle-ci en fonctionnement lui conférant ainsi une bonne sécurité domestique.
Par contre il est nécessaire d’utiliser des casseroles adaptées : leur fond doit être épais et en métal. Ces tables de cuisson utilisent les phénomènes d’induction expliqués en 1851 par Léon Foucault (1819-1868).
Lorsque l’on place un aimant devant une spire en cuivre (fil conducteur), un flux magnétique est alors créé. La variation de ce flux entraîne un courant induit dans la spire. Cette variation peut être réalisée en faisant bouger l’aimant devant la spire. Le courant est un déplacement d’électron dans le milieu conducteur. Ce mouvement d’électrons crée un échauffement dans le fil de cuivre : c’est l’Effet Joule.
Si aucun fil ne guide les électrons dans le conducteur, alors des boucles de courant se forment dans le matériau conducteur, que l’on appelle « courants tourbillonnaires » ou « courants de Foucault ». Plus la fréquence de rotation de l’aimant est importante, plus les courants induits dans le matériau le sont, et par conséquent la chaleur résultante élevée. Cette chaleur produite est utilisée pour cuire des aliments.
Pour créer le champ magnétique nécessaire dans le dispositif des plaques à induction, on utilise un autre phénomène de l’induction qui consiste à faire circuler un courant dans une bobine de cuivre. Le champ magnétique ainsi créé est proportionnel au nombre de spires formant l’enroulement mais aussi à l’intensité du courant. Les plaques sont composées de bobines plates alimentées par un courant électrique qui oscille à haute fréquence entre 20 et 25 kHz (kiloHertz). Cette fréquence permet de faire varier rapidement le champ magnétique produit. Cette variation de champ va induire des courants de Foucault dans le fond métallique de la casserole, ce qui va la chauffer, transmettant ainsi cette chaleur aux aliments. Plus l’oscillation du champ magnétique est grande, plus l’échauffement du fond de la casserole est important. Le fond de la casserole doit donc être épais et conducteur.
Notre corps est insensible au champ magnétique. La main ne peut pas être le siège de courant induit et ne risque pas d’être brûlée lorsqu’elle se pose sur une plaque à induction en fonctionnement.
Attention tout de même, lors de l’utilisation prolongée d’une plaque à induction, la surface de la plaque de cuisson qui est en verre absorbera la chaleur produite dans la casserole. Ainsi une main peut être brûlée non par les phénomènes d’induction eux-mêmes mais par la propagation de la chaleur.
Bibliographie :
R. Lehoucq, J.-M. Courty, E. Kierlik, “Les lois du monde, Notre environnement expliqué par la physique”, Belin, Pour la Science."http://visite.artsetmetiers.free.fr/foucault_courants.html"
