Những hiểu biết cơ bản về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bếp từ sẽ giúp chúng ta vận hành an toàn, hiệu quả hoặc tự khắc phục những lỗi đơn giản. Những kiến thức sau cũng sẽ giúp chúng ta lựa chọn được những sản phẩm bếp từ chất lượng, phù hợp với nhu cầu sử dụng.
Cấu tạo
Bên ngoài bếp từ
Bên trong bếp từ
Bếp từ thông thường gồm 7 bộ phận: mặt bếp, bảng điều khiển và màn hình LED, bảng mạch, cuộn dây cảm ứng, quạt tản nhiệt, vỏ thân bếp, dây nguồn.
1. Mặt bếp
Bề mặt của bếp từ là nơi đặt nồi, chảo, bảo vệ các bộ phận bên trong và hiển thị bảng điều khiển. Hiện tại, bề mặt của hầu hết các bếp từ trên thị trường đều được làm bằng kính gốm (gốm thủy tinh). Kính gốm thừa hưởng những ưu điểm của gốm và thủy tinh, đáp ứng tốt và đầy đủ những yêu cầu cơ bản của bề mặt bếp từ: Chịu mài mòn, chịu va đập, độ bền cao, không cản trở từ trường (từ cuộn dây đi lên đáy nồi, chảo), không dẫn điện, có độ trong để hiển thị bảng điều khiển, không thấm nước, dễ vệ sinh.
2. Bảng điều khiển và màn hình LED
Có 3 loại bảng điều khiển: nút vặn, nút bấm và cảm ứng. Do yếu tố thẩm mỹ và một số trục trặc về mặt cơ học có thể gặp, các nhà sản xuất ngày càng ít dùng dạng nút bấm và nút vặn, điều khiển cảm ứng ngày càng được ưa chuộng.
Màn hình LED (màn hình đi-ốt phát quang) của bếp từ là màn hình điều khiển, có hai chức năng là hiển thị và điều khiển. Màn hình điều khiển tạo ra ánh sáng khi có dòng điện chạy qua, các phím chức năng trên màn hình được kết nối với bảng mạch để người dùng điều khiển các chức năng của bếp.
3. Bảng mạch
Bảng mạch chính là bộ não của bếp từ, nó được kết nối với màn hình LED để tiếp nhận và xử lý những chức năng mà người dùng yêu cầu. Bảng mạch gồm bộ vi xử lý, tụ, đi-ốt, IC, bóng bán dẫn và một số linh kiện điện tử khác.
Trên bảng mạch còn tích hợp bộ nguồn điện và các cảm biến từ, cảm biến nhiệt, ... Bộ nguồn biến đổi điện áp và tần số của dòng điện đầu vào cho phù hợp và cung cấp cho các bộ phận khác hoạt động. Các cảm biến giúp việc vận hành bếp an toàn và tiện lợi hơn.
4. Cuộn dây cảm ứng
Cuộn dây là thành phần rất quan trọng của bếp từ, nó là chìa khóa để tạo ra từ trường truyền đến dụng cụ nấu. Cuộn dây được gắn bên dưới mặt bếp.
Ở các tần số thường được sử dụng trong bếp từ (25 kHz - 50 kHz), dòng điện chủ yếu chạy ở bên ngoài dây dẫn (hiệu ứng bề mặt). Việc giảm hiệu ứng bề mặt trong cuộn dây sẽ làm giảm điện trở và nhiệt hao phí trong cuộn dây. Do đó, cuộn dây được làm từ dây litz, là một bó gồm nhiều dây nhỏ hơn cách điện được bó, xoắn hoặc đan với nhau. Dây Litz làm giảm hiệu ứng bề mặt và điện trở của cuộn dây để cuộn dây mát hơn.
Trong những bếp từ đời đầu, dưới mỗi vùng nấu chỉ có 1 cuộn dây. Sau này có thêm công nghệ kết hợp các vùng nấu, mỗi vùng nấu sẽ có nhiều cuộn dây nhỏ, và có thêm các cuộn dây tăng cường giữa các vùng nấu có thể kết hợp, các cuộn dây nhỏ này có thể kết hợp hoạt động để đảm bảo nhiệt lượng tạo ra được phân bố đều.
Hiện tại trên thị trường hiện có bếp từ đơn (1 vùng nấu), bếp từ đôi (2 vùng nấu), 3 vùng nấu, 4 vùng nấu, 5 vùng nấu, 6 vùng nấu và bếp từ đa điểm.
5. Quạt tản nhiệt
Quạt tản nhiệt và phần vỏ thân với các khe thoáng tạo nên hệ thống tản nhiệt của bếp từ. Khi bếp hoạt động, sẽ có một lượng nhiệt sinh ra bên trong phần thân, làm ảnh hưởng tới tuổi thọ của các bộ phận đặc biệt là bảng mạch điều khiển, quạt tản nhiệt hút không khí nóng bên trong và đẩy ra bên ngoài qua các khe thoáng trên thân vỏ. Khi vừa nấu xong, chúng ta không được ngắt nguồn điện ngay vì quạt tản nhiệt cần tiếp tục hoạt động để đẩy dư lượng nhiệt ra ngoài.
Hiện nay, mỗi bếp từ có 1 hoặc 2 quạt tản nhiệt và hầu hết là quạt đồng trục. Quạt tuabin có hiệu suất làm mát vượt trội nhưng do giá thành cao nên chỉ có những dòng bếp cao cấp.
6. Vỏ thân bếp
Vỏ thân bếp là một phần tạo nên thiết kế, có chức năng bảo vệ các bộ phận bên trong và tham gia vào quá trình tản nhiệt. Nhiệt sinh ra bên trong bếp khi vận hành sẽ được truyền dẫn ra mặt ngoài vỏ thân bếp. Trên vỏ thân bếp cũng có những khe thoáng, cùng với quạt tản nhiệt đẩy nhanh quá trình làm mát. Bạn nên ưu tiên chọn bếp từ có vỏ thân bếp làm bằng vật liệu có tính dẫn nhiệt và khuếch tán nhiệt cao.
7. Dây nguồn
Dây nguồn và phích cắm dùng để kết nối bếp từ với nguồn điện. Các sản phẩm bếp từ chính hãng luôn có dây nguồn đáp ứng được tổng công suất cực đại khi vận hành để đảm bảo an toàn. Phích cắm có nhiều loại (2 chân, 3 chân, chân dẹt, chân tròn) tùy theo thị trường mục tiêu của từng hãng.
Nguyên lý hoạt động của bếp từ
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bếp từ
Nguyên lý hoạt động của bếp từ dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Nguồn điện tạo ra dòng điện xoay chiều tần số cao (khoảng 25 - 50 kHz) chạy qua cuộn dây trong mâm từ tạo ra trường điện từ động, trường điện từ động này chạy (vuông góc) qua đáy nồi, chảo (làm bằng vật liệu có từ tính) tạo ra 1 dòng điện xoáy lớn (dòng điện Foucault) trên đáy nồi sinh ra nhiệt theo định luật Joule (công suất làm nóng do 1 dây dẫn điện tạo ra = điện trở dây x bình phương cường độ dòng điện).
Để có hiệu suất cao, điện trở trong cuộn dây phải càng nhỏ và điện trở trong nồi, chảo phải càng cao thì mới sinh ra nhiều nhiệt trên mặt nồi, chảo. Chất liệu mặt đáy của nồi, chảo càng có từ tính cao, càng sinh ra nhiều nhiệt. Trường điện từ động càng vuông góc với đáy nồi thì càng sinh ra nhiều nhiệt, bạn nghiêng nồi, chảo trên mặt bếp sẽ thấy nhiệt giảm dần.
Tác giả: Nguyễn Phương
