Nguyên lý hoạt động của bếp điện từ

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 làm việc nếu nó không có miếng sắt từ này
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý hoạt động của bếp điện từ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA BẾP TỪBếp cảm ứng hay bếp từ là bếp sử dụng dòng điện cảm ứng (foucoult) để nấunướng, bằng cách đặt tấm sắt mỏng dưới đáy nồi hoặc sử dụng nồi bằng hợp kim sắt,không làm việc nếu nó không có miếng sắt từ này.Hoạt động Bếp cảm ứngBếp cảm ứng được chế tạo dựa trên nguyên lý từ trường trong cuộn dây và dòng điệnFoucault. Người ta đặt một cuộn dây dẫn điện dưới một tấm vật liệu cách điện, cáchnhiệt (thường là sứ thủy tinh vì ngoài khả năng cách điện, cách nhiệt, nó còn có tínhthẩm mỹ). Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây sẽ tạo ngay tức thời từ trường trongkhoảng cách vài milimét trên bề mặt bếp. Đáy nồi bằng kim loại (sắt nhiễm từ) nằmtrong từ trường này sẽ sinh ra dòng điện Foucault và nóng lên, nấu chín thức ăn như đốivới cách đun nấu thông thường.Để thay đổi nhiệt độ đun, người ta thay đổi cường độ từ trường tác dụng lên đáy nồibằng cách thay đổi cường độ dòng điện. Điều này có thể làm được bằng cách thay đổitrị số của điện trở.Đa số các loại bếp hiện nay đều thiết kế nhiều chức năng nấu tương đ ương với cácmức nhiệt độ định sẵn nhằm giúp cho việc sử dụng trở lên dễ dàng. Nhiều loại bếpcòn có chức năng hẹn giờ.Để tăng hiệu quả dẫn nhiệt, người ta chế tạo đáy nồi có lớp kim loại dẫn nhi ệt t ốtnhư nhôm, đồng phủ lên lớp vật liệu sắt từ, dưới cùng có thể là lớp vật liệu có độ bềncao như inox.Ưu điểmƯu điểm của bếp cảm ứng là tốc độ đun nấu nhanh, do giảm được nhiệt dung (khôngcòn nhiệt dung của bếp, chỉ có nhiệt dung của nồi). Việc điều chỉnh nhiệt độ được thựchiện 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 điện,  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 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 đ ược 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 b ếp 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. Dòng điện Foucalt, hay dòng điện Phucô hoặc dòng điện xoáy, là hiện  tượng dòng điện sinh ra khi ta đặt một vật dẫn điện vào trong một từ trường biến đổi theo thời gian hay vật dẫn chuyển động cắt ngang từ trường. Nhà vật lý người Pháp Léon Foucault (1819-1868) là người đầu tiên đã chứng minh sự tồn tại của các dòng điện cảm ứng trong vật dẫn nhờ tác dụng của một từ thông biến thiên. Nguyên nhân vật lý gây nên dòng điện Foucault chính là lực Lorentz hay lực điện  tương đối tính tác động lên các hạt tích điện có thể chuyển động tự do trong vật dẫn. Dòng điện Foucault luôn chống lại nguyên nhân gây ra nó, theo định luật Lenz.  Nó tạo ra một cảm ứng từ có từ thông ngược nhằm chống lại sự biến thiên của từ thông đã tạo ra nó; hoặc tương tác với từ trường tạo ra nó gây ra lực cơ học luôn chống lại chuyển động của vật dẫn. Dòng điện Foucault cũng là một hiệu ứng vật lý, trong nhiều hiệu ứng liên quan  đến cảm ứng điện từ, có nhiều ứng dụng hay ý nghĩa thực tiễn. Nó cũng có chung bản chất với hiệu ứng bề mặt trong các dây dẫn điện xoay chiều.Thí nghiệm của FoucaultFoucault đã làm thí nghiệm sau để khám phá ra dòng điện mang tên ông: Ông quay một đĩa kim loại quanh một trục không ma sát. Đĩa quay một lúc 1. lâu. Ông lặp lại thí nghiệm trên, nhưng đặt đĩa kim loại trong một từ 2. trường mạnh. Đĩa nhanh chóng dừng lại khi được đưa vào từ trường, và đ ồng thời bị nóng lên.Thí nghiệm trên có thể giải thích như sau: Các hạt tích điện có thể chuy ển động tự dotrong đĩa kim loại (cụ thể là electron), chuyển động, cùng với đĩa, trong từ trường sẽchịu lực Lorentz gây ra bởi từ trường, làm lệch quỹ đạo chuyển động. Điều này cũng cónghĩa là các hạt tích điện này sẽ chuyển động tương đối so với đĩa tạo ra dòng đi ệnxoáy, dòng điện Foucault, trong đĩa. Dòng điện này bị cản trở bởi điện trở của đĩa vàsinh ra nhiệt lượng làm nóng đĩa. Theo định luật bảo toàn năng lượng, động năng củađĩa đang quay được chuyển hóa thành nhiệt năng của nó, và đĩa buộc phải quay ...