PID控制

简单来说，电烤箱完整的工作流程就是，当烤箱开始通电后，发热管温度逐渐升高并超过设定的温度，控制系统能通过感应探头监测到这一信号，于是马上切断发热管的电源，以阻止烤箱内温度继续上升。当断电一段时间后，温度降低至某个数值时，感应探头又会向控制系统发出信号，让发热管继续通电工作，如此反复循环。由此得出，烤箱内温度随着时间的变化是呈现波浪的曲线，而并非一条直线，考验厂家的就是如何将这条曲线的振幅变小，让它近似成为一条直线。

在研究烤箱的温度分布之前，你需要先理解热量传递。其实，这些知识在我们上初中物理课就已经学过了。热量传递的途径主要有三种，分别是辐射、对流、传导。

辐射是世间万物的起源，我们目前所消费的大部分能源，都来自于太阳能。太阳通过辐射的方式，无私地将它的能量源源不断地输送给我们。实际上不只是太阳光，平时会发光的物体，比如火焰、灯泡、闪电等也会辐射出热量，只是这种热量相比太阳光而言太小了，我们感觉不出来。辐射的本质就是一种电磁波，这种射线与微波、X光类似。

辐射

对流的主要特点体现在“流”字上，它指的是流体。什么是流体呢？就是能流动的物体，比如气体、液体，在日常生活中最常见的就是空气与水。我相信聪明的你会马上想到，水煮食物就是利用水的对流传热，而空调则是利用空气来传递热量。产生对流需要具备两个基本条件，一是有流体，二是有温差。

传导也是很常见的一种传热方式，我们之所以触摸物体就能感受到温度就是传导的结果。传导常发生于固体之间，物体的温度越高，分子的热运动越强烈，而低温物体的分子运动缓慢。通过充分接触，分子运动强烈的一方就会带动微弱的一方，或者说缓慢的一方会拖慢快速的一方，以达到温度平均的状态。

你猜猜烤箱中会发生以上几种方式的热量传递呢？答案是三种都会发生。

普通的平炉烤箱，下发热管会源源不断地制造热空气往上升，为烤盘（或模具）提供温度，与此同时辐射也在进行，烤盘会将热量传导给食物，这个过程就发生了对流、辐射与传导。同理上发热管也发挥一样的作用，只是热空气只会往上升，所以上加热管的通过对流加热食材的效果非常有限，为了解决这个客观的缺陷，厂商在控制上发热管时会有意提高温度。另外上加热管的辐射作用会更加明显，因为我们烘烤大部分甜点都不会在顶部加盖。不只是发热管向食材发出辐射，当烤箱四壁的温度升高后，也会对食材产生微弱的辐射效果。

平炉不能多层同烤的原因很简单，在有多层食物的情况下，依靠发热管直上直下的方式加热，对流与辐射都无法穿透烤盘与中间厚厚的空气层，所以除了最上层烤盘的顶部与最下层烤盘的底部，其它层次几乎无法受热，这跟保温瓶的原理是一样的。尽管很多平炉具有热风循环功能，但遗憾的是，它的风扇口没有发热丝，因此它只能使烤箱内的热气分散均匀，而不能像真正的风炉那样输出高温热风。

平炉

可以说风炉的出现，就是为了解决平炉烘烤效率不高的问题。纯风炉烤箱的主要传热方式是对流，烤箱背部装有超大口径的风机与发热丝，能将高温的空气源源不断地送出，均匀对流到每一层食材上，传热效率非常高。因此，同样的食物，用风炉烘烤的温度与时间都可以减少。然而，风炉烤箱的表现并非十全十美，因为它那强力的热风会导致食材表面偏干，对某些需要湿润口感的甜点来说是不适用的。

风炉

另外，还有风炉平炉一体的烤箱和蒸烤箱，它们的传热方式比较多样化，你要根据设定的烘烤模式去分析，基本的原理在上文已提过，就不再赘述了。

即使有M发热管、NTC感应探头和热风循环等高科技加持，但是要让烤箱的温度在时间与空间上达到绝对均匀分布，那是不可能的。随时间分布不均匀的问题，在工作原理一节已经说明。而在空间上分布不均匀，主要体现在水平方向与垂直方向上。

平炉烤箱的发热管在上下两端，无论是对流也好，辐射也罢，食物能获得的热量与食物到发热管的距离成反比。也就是说食物越靠近发热管，它能获取的热量就越高，距离越远，受热程度就越低。这个原理就能解释为什么小烤箱的温度不易控制了，比如在固定的温度与时间下，一个蛋糕的顶部离发热管有10厘米，烤出的色泽不错；当你将距离改为6厘米时，可能它的上色程度只是深一些；但是当你将距离缩短到2厘米时，也许顶部就变成焦炭了。

当你的平炉出现了水平方向上的温度不均时，例如一整盘曲奇的左边与右边上色明显不一样，这种问题当然可以通过中途调换位置来解决。不过出现这种现象的大部分原因是发热管温度分布不均，最好的做法还是换一台烤箱吧。

风炉烤箱在接近风扇一侧的食材也可能会出现上色偏深的问题，因为热风会随着行进距离的增加而降温。当然具体情况还得由你来判断，如果在烘烤某种食物时出现这种偏差，则下次有必要在烘烤的中途对换方向，让所有的食物上色均匀。

总的来说，大烤箱的温度分布比小烤箱更加均匀，风炉烤箱又比平炉烤箱更均匀。我建议家庭烘焙至少使用容量在40升以上的烤箱，以获得更均衡的温度。当然，你也要学会举一反三，掌握好烤箱内部温度与位置的关系。利用烤箱温度计测试出各个位置的温差，根据前一次烘烤食材的上色情况，再结合食谱要求做出科学的温度设定。这种看似麻烦的举动，是“磨刀不误砍柴功”的最佳实践。

用温度计测试烤箱温度可以这样做：如果你的烤箱拥有上下火独立功能，就先将温度计放入烤箱的最上层（如果顶层太靠近发热管，则再往下移一层），关掉下火而单独开上火，设定温度为160-200度之间（这个是烘焙较常用的温度范围），若干分钟后温度计的读数稳定，再看看读数与设定的温度差距是多少，这就是上火的温差，同理也可以这样测试出下火的温差。单独测温差的好处是可以更加精确地控制上下火的温度，在烘烤戚风蛋糕、泡芙等对温度很敏感的甜点时，能做出针对性调整，保证成功率。