Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Bếp từ

Nếu như trước đây, nói đến các thiết bị nung nóng bằng dòng điện cảm ứng, đa phần mọi người nếu biết, nhất là những ai làm việc trong ngành cơ khí – luyện kim, thường nghĩ đến những thiết bị có kích thước to đùng (mà loại nhỏ nhất cũng phải cỡ cái tủ quần áo loại 2m trở lên). Nhưng cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, nhất là sự phất triển của công nghiệp điện tử – bán dẫn, trên cơ sở thay thế các loại ống chân không bằng transitor, kích thước của các thiết bị này ngày càng được thu nhỏ, giá thành (chi phí ban đầu, chi phí sửa chữa) giảm khiến cho phạm vi ứng dụng ngày càng được mở rộng. Một trong số các ứng dụng của công nghệ này là các loại bếp điện từ (hay thường được gọi là bếp từ).

Bếp từ cata

Sử dụng dòng điện cảm ứng trong đun nấu được coi là phương pháp làm nóng thứ ba (phương pháp 1 – dùng lửa, phương pháp 2 – gia nhiệt bằng điện, phương pháp 4 – vi sóng). Nó hoàn toàn khác với các cách nấu nướng thông thường khác bằng ngọn lửa (gỗ, ga, than …) hoặc bằng điện (bếp điện …), trong khi hai phương pháp kia sử dụng nhiệt lượng được truyền từ nguồn nhiệt ngoài (ngọn lửa, dây điện trở ..) vào nồi thì phương pháp này tạo nên nguồn nhiệt trong chính bản thân nồi nấu.  Điều đó giúp tăng hiệu suất nhiệt, giảm hao phí … khiến thời gian đun nấu được giảm đáng kể.

1. Cấu tạo của bếp từ

Thành phần quan trọng nhất trong bếp điện từ là mạch công suất và cuộn cảm.

Cấu tạo chung của bếp từ

Đối với các loại lò nung tần số công nghiệp (lò trung tần, lò cao tần…), vòng cảm ứng (cuộn cảm) thường dùng các loại ống đồng (có nước làm mát chạy bên trong) do nhiệt độ phôi nung cao và rất cao (từ 800 độ C trở lên). Còn trong bếp điện từ, do nhiệt độ và công suất thường nhỏ (so với lò công nghiệp), cuộn cảm thường dùng dây cáp đồng (được sơn hoặc tráng một lớp cách điện) quấn tròn trên một mặt phẳng (tiếng Anh – spiral) như hình bên; và hệ thống làm mát chỉ cần dùng quạt cỡ nhỏ (thường là loại 8 ~ 12 cm).

1. Nguyên lý hoạt động của bếp từ:

– Nung nóng cảm ứng (nung tần số) là hiện tượng nhiệt sinh ra trong vật liệu kim loại (chủ yếu là các hợp kim sắt từ) khi có một trường điện từ biến thiên đi qua. Khi đó, trong vật liệu sẽ xuất hiện một dòng điện cảm ứng (dòng Foucault) tương tác với trở kháng của kim loại để sinh nhiệt (theo định luật Joule – Lens)

– Sơ đồ nguyên lý chung:

Nguyên lý hoạt động của bếp từ

Khi có dòng điện biến thiên đi qua cuộn dây, xung quanh cuộn dây sẽ tạo nên một trường điện từ biến đổi. Khi đó, trên bề mặt thỏi kim loại bên trong xuất hiện một dòng điện cảm ứng –> làm thỏi kim loại nóng dần lên.

– Giải thích sơ đồ nguyên lý của bếp từ:

Khi trong cuộn dây (1) có dòng điện biến thiên (dòng điện tần số cao) chạy qua, nó tạo nên một trường điện từ (có các đường sức từ màu vàng cam) tương tác với nồi kim loại (2) làm cho nồi nóng lên, nhiệt lượng đó được truyền từ nồi vào các đồ nấu (3) bên trong. Và vùng (4) bên ngoài nồi thì không bị ảnh hưởng (nếu nhấc nồi ra khỏi bếp hoặc tắt bếp, quá trình nung nóng cũng kết thúc ngay lập tức).

– Nguyên lý truyền nhiệt khi đun nấu trên bếp từ (VD: đun nồi nước đầy):