Fogão de indução: por que as panelas devem ter fundo de material ferromagnético?

6 de outubro, 2025 às 11:34 | Postado em Corrente contínua e alternada, Eletricidade, Eletromagnetismo

Manuais de fogões de indução orientam que somente panelas com fundos ferromagnéticos funcionariam neste tipo de fogão. Não encontrei uma boa resposta para porque isso seria necessário. Qualquer panela com fundo condutor seria passível de desenvolver correntes de Foucault (eddy currents) que, via efeito Joule, aqueceriam a panela.

No verbete da Wikipedia para “induction cooking” é afirmado: “Induction tops typically will not heat copper or aluminum cookware because the magnetic field cannot produce a concentrated current.”, o que não é muito esclarecedor.

A pergunta então é: por que somente panelas com fundo ferromagnético funcionam em fogões de indução?

De fato “qualquer panela com fundo condutor seria passível de desenvolver correntes de Foucault (eddy currents) que, via efeito Joule, aqueceriam a panela. ” Mas não é qualquer aquecimento que é eficiente no cozimento dos alimentos e o aquecimento que efetivamente acontece depende da resistência elétrica por onde circulam as correntes induzidas, as correntes de Foucault.

Inicialmente é importante notar que os fogões de indução (chamados de cooktop) trabalham com corrente alternada com frequência muito maior que a da rede que é 60Hz ou 50Hz. Os fogões disponíveis no mercado operam usualmente em 24kHz e já foram construídos protótipos funcionando com frequências mais altas (embora esses últimos sejam muito mais caros do que os primeiros).

O que determina a resistência  elétrica que as correntes de Foucault encontram é uma combinação da resistividade do  material e a espessura da “pele” do condutor da panela. Explicando: quando  em um condutor existe uma corrente alternada, a corrente não flui por todo o condutor uniformemente, mas tende a se restringir  a uma região mais próxima da superfície ou da “pele” do material (este é o efeito pelicular ou skin effect). À medida que a área da seção transversal do condutor diminui, a resistência que a corrente experimenta aumenta (um fio mais fino é mais resistente do que um fio mais grosso).

A espessura da “pele” do condutor diminui com o aumento da frequência e da permeabilidade magnética do material da panela. Ora, materiais ferromagnéticos possuem permeabilidade magnética muito maior do que os demais materiais e isto determina uma menor  espessura da “pele” para condutores ferromagnéticos e então uma maior resistência elétrica, consequentemente um maior aquecimento por efeito Joule. Para informações quantitativas sobre a espessura da “pele” e outras características relevantes para diferentes materiais consultar Wikipedia.

Fica assim evidenciado que embora circulem correntes de Foucault em panelas não-ferromagnéticas, como essas correntes transitam por regiões com menor resistência elétrica do que em panelas ferromagnéticas, o aquecimento por efeito Joule será muito maior nas panelas ferromagnéticas dos que nas outras. Há um efeito adicional de aquecimento (embora pequeno de acordo com o artigo indicado abaixo) devido a histerese magnética que ocorre em materiais ferromagnéticos.

Para mais detalhes sobre o tema vide o artigo  Revisão da topologia do sistema de aquecimento por indução.

“Docendo discimus.” (Sêneca)