Teiera elettromagnetica

In casa mia la musica si ascolta con le scintille, il campanello fa una bella musichina, i neon si accendono senza alimentarli ... potevo forse scaldare l'acqua sul vile fornello? NO! Dovevo inventarmi qualcosa di originale, da tenere sempre pronto per stupire il "malcapitato" di turno.

Da queste premesse nasce la "Teiera elettromagnetica": altro non è se non un riscaldatore a induzione in piccola scala applicato ad un normale tegamino. Avrei potuto chiamarlo "Zuppiera elettromagnetica" o anche "Laveggio a induzione", ma capisci che scaldare svariati litri di acqua con appena 100 - 200W non è poi tanto agevole, nè comodo. Limitandomi all'ambito della Teiera (ma anche della Caffettiera) invece trova giustificazione l'uso di una limitata potenza. Se, poi, il sistema funzionerà bene, potrei anche ingradirlo fino a trattare un migliaio di Watt, scaldarci un corpo di metallo e fare la "Stufa a induzione". Chi vivrà vedrà. Intanto beccati la piccola Teiera, poi vedremo.

Il principio di funzionamento è semplice: se prendo un corpo metallico e lo immergo in un campo magnetico variabile, il corpo è sede di correnti indotte che, per effetto Joule, ne determinano il riscaldamento. Se il corpo è costituito da una pentola piena d'acqua, è ovvio che scalderò anche l'acqua. Il campo magnetico variabile sarà prodotto da una bobina alimentata a qualche kHz (fino a qualche decina di kHz).

Ad oggi ho costruito solo la bobina e lo stadio finale dell'alimentatore: si tratta di un semiponte che eroga fino ad una trentina di Ampere ad onda quadra, ha una tensione massima di 500V e banda passante compresa fra i 10kHz e quasi 700kHz. E' ovvio che i 500V ed i 700kHz sono fuori dalla portata del riscaldatore a induzione, ma ho preferito stare largo perchè ho ancora in mente di costruire un bel Tesla coil che faccia scariche di almeno mezzo metro, quindi il semiponte potrebbe tornarmi utile (ed una volta messo a punto non ci penso più).

Il Driver probabilmente sarà sempre un sistema autorisonante, riprenderà una parte del UTD e, se tutto andrà come penso, alla fine avrò un giocattolino veramente universale: un po' una sorta di oscillatutto da laboratorio col qualche fare un'infinità di esperimenti, prove, insomma un fido compagno di ricerca alla stregua di un comune alimentatore.

Per concludere questo mio sproloquio, ecco una foto del semiponte:

E' composto da una coppia di Mosfet (montati sul dissipatorone) pilotati da un trasformatore sfasatore (il cubetto chiaro sulla schedina alla sinistra), niente di strano quindi. In un primo tempo volevo impiegare un "Half Bridge Driver" integrato, ma non ho trovato alcun campione gratuito e, non sapendo valutare le prestazioni senza provarli (e ricordo che volevo arrivare almeno sopra i 600kHz a 400V), ho preferito ricorrere al buon vecchio trasformatore in ferrite, che se ben pilotato, non riserverà sorprese.

Durante le prove il condensatore elettrolitico in parallelo all'alimentazione è andato in fumo in pochi minuti, quindi l'ho sostituito con un bel polipropilene da 5uF 600V per alte correnti. Inoltre la bobina è accoppiata al semiponte con due condensatori da 3uF - 600V in serie:

Durante le prove, il sistema lavorava a 65kHz e, con un'alimentazione di 30V, assorbiva poco più di 4A: come testimoniano le foto del generatore di funzioni e dell'alimentatore:

Ho provato a riscaldare mezzo litro d'acqua, avvolgendo 5 spire attorno ad un tegame:

Risultato: l'acqua ha iniziato a bollire dopo 1 ora. Troppo? Si e no. Sicuramente è troppo per l'uso come teiera, ma considerati i120W è un tempo, per così dire, giusto. Nelle foto che seguono si vede il vapore uscire dal tegame, a conferma che l'acqua bolle!