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 KHKT, 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 đôi
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.
Bếp cảm ứng hay bếp từ là bếp sử dụng dòng điện cảm ứng (foucoult) để nấu nướng, bằng cách đặt tấm sắt mỏng dưới đáy nồi hoặc sử dụng nồi bằng hợp kim sắt, không hoạt động nếu nó không có miếng sắt từ này.
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 nung nóng bằng dòng cảm ứng)
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.
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).
( Sơ đồ mạch điện bếp điện từ )
Nguyên lý truyền nhiệt khi đun nấu trên bếp từ (VD: đun nồi nước đầy):
Nguyên lý truyền nhiệt khi đun nấu trên bếp từ)
Ưu điểm:
Ưu điểm của bếp cảm ứng là tốc độ đun nấu nhanh, do giảm được nhiệt dung (không còn nhiệt dung của bếp, chỉ có nhiệt dung của nồi). Việc điều chỉnh nhiệt độ được thực hiện bằng các mạch điện tử nên có độ chính xác cao
Chú ý
Bếp cảm ứng chỉ sử dụng với các loại nồi có đáy làm bằng vật liệu dẫn từ, đáy nồi phải bằng, không dùng các loại nồi, chảo đáy nhọn. Ngoài ra cũng không dùng được (hoàn toàn không nên dùng) nồi bằng các chất liệu dẫn từ thấp như: nhôm hoặc đồng...vv. Vì những vật liệu này có hiệu suất sinh nhiệt thấp (I2R thấp), do đó cuộn dây của bếp có thể bị nóng lên gây nguy hiểm cho bếp.
Công suất bếp thường tương đối lớn (1800~2200 W) nên phải kiểm tra kỹ trước khi dùng. Các phích cắm ổ cắm cũng phải trên 5 ampe và dùng riêng không được cắm chồng lên nhau dễ gây cháy nổ. Các dây điện phải có tiết diện lớn đủ để đảm bảo an toàn.
Bếp cảm ứng thường có gắn một quạt tản nhiệt nên khi đun nấu chú ý đáy bếp phải để thật thoáng, nên để bếp cách xa hơi nóng, hơi nước, cũng như các loại bếp khác, không nên để sát tường và các vật khác.
Không để các vật dụng bằng sắt như dao, dĩa, bát tráng men, nắp lọ, vung nồi lên mặt bếp khi bếp đang hoạt động.
Không để những vật dễ hư hỏng khi bị nhiễm từ gần mặt bếp như băng ghi âm, ghi hình, máy thu hình và các thiết bị gia dụng dễ bị nhiễm từ.
Sơ đồ tổng quát bếp từ Media
Sơ đồ mạch điện tử của bếp từ Media
Phân tích sơ đồ khối bếp từ cơ bản
Sơ đồ tổng quát của bếp từ
Sơ đồ mạch điện tử chi tiết của bếp từ