Bếp từ kén nồi vì nó không đốt nóng mặt bếp rồi truyền nhiệt lên nồi, mà làm cho chính đáy nồi tự nóng. Dưới mặt kính có một cuộn dây đồng chạy dòng điện đổi chiều hàng chục nghìn lần mỗi giây, tạo ra từ trường biến thiên. Từ trường ấy sinh ra dòng điện xoáy ngay trong đáy nồi, và đáy nồi nóng lên. Muốn hiệu ứng mạnh, đáy nồi phải là kim loại nhiễm từ như gang, sắt hay inox loại hút nam châm.
Chào bạn, đây là Nhà Vật Lý. Nhiều gia đình mua bếp từ về mới phát hiện nửa số nồi trong bếp không dùng được. Tập này mình giải thích cái lý do vật lý đằng sau, và nhân tiện kể về người anh em của bếp từ đang nằm dưới điện thoại của bạn mỗi tối: miếng đế sạc không dây.
Cảm ứng điện từ: từ trường thay đổi sinh ra dòng điện
Gần hai thế kỷ trước, nhà vật lý Michael Faraday phát hiện ra rằng khi từ trường đi qua một vòng dây dẫn thay đổi, trong vòng dây xuất hiện dòng điện. Không cần pin, không cần chạm vào, chỉ cần từ trường biến thiên. Hiện tượng này gọi là cảm ứng điện từ, và mình sẽ kể câu chuyện của Faraday ở một tập riêng.
Máy phát điện trong các nhà máy thuỷ điện, nhiệt điện đều dựa trên nó: quay nam châm trong cuộn dây, từ trường qua cuộn dây liên tục đổi, sinh ra điện.
Bếp từ làm theo chiều ngược lại. Nó dùng điện để tạo ra từ trường biến thiên trong cuộn dây dưới mặt bếp. Từ trường ấy xuyên qua lớp kính và đi vào đáy nồi.
Đáy nồi kim loại giống như vô số vòng dây dẫn chập vào nhau. Từ trường biến thiên sinh ra trong đó những dòng điện chạy vòng tròn, gọi là dòng điện xoáy. Kim loại có điện trở, dòng điện xoáy chạy qua làm nó nóng lên, giống như dây mayso trong bàn là.
Vì sao nồi nhôm, nồi đất không nóng trên bếp từ?
Với kim loại nhiễm từ như sắt, gang, inox loại có từ tính, từ trường bị hút dồn vào lớp đáy nồi mỏng gần mặt bếp, dòng điện xoáy tập trung ở đó, cộng thêm phần nhiệt sinh ra do từ tính của vật liệu liên tục bị đảo chiều. Đáy nồi nóng lên rất hiệu quả.
Nhôm và đồng dẫn điện quá tốt và không nhiễm từ. Dòng điện xoáy trong chúng chạy dễ dàng nên sinh nhiệt ít, và phần lớn bếp từ gia dụng không làm nóng được chúng hiệu quả, thường báo lỗi không nhận nồi. Nồi đất, nồi sứ, nồi thuỷ tinh không dẫn điện, không có dòng điện xoáy nào cả.
Cách thử đơn giản nhất là cầm một cục nam châm áp vào đáy nồi. Nam châm hút chặt thì nồi dùng được trên bếp từ. Hút yếu hoặc không hút thì không. Nhiều nồi nhôm hiện nay được ép thêm một lớp thép nhiễm từ ở đáy để dùng được với bếp từ.
Đáy nồi càng phẳng và càng to bằng vùng nấu càng tốt. Đáy cong vênh làm khoảng cách tới cuộn dây không đều, nồi nóng không đều và bếp có thể kêu rè rè.
Mặt bếp từ có nóng không, và điều cần cẩn thận
Mặt kính bếp từ không tự nóng vì nó không dẫn điện. Nhưng nồi nóng đặt trên đó truyền nhiệt ngược xuống mặt kính. Nhấc nồi ra sau khi nấu, mặt bếp vẫn còn rất nóng ở vùng đặt nồi, đủ làm bỏng tay.
Hầu hết bếp từ có đèn báo mặt bếp còn nóng. Đừng chạm vào hay để trẻ chạm vào khi đèn còn sáng.
Không đặt thìa, dao, nắp kim loại, giấy bạc lên vùng nấu khi bếp đang bật. Những vật kim loại nhỏ cũng có thể bị đốt nóng rất nhanh. Không dùng bếp để hâm đồ đựng trong hộp kim loại kín vì có thể bị nổ do áp suất.
Người mang máy tạo nhịp tim hay thiết bị y tế cấy ghép nên hỏi bác sĩ và đọc khuyến cáo của nhà sản xuất bếp về khoảng cách an toàn khi sử dụng.
Sạc không dây: hai cuộn dây nói chuyện với nhau
Đế sạc không dây có một cuộn dây phẳng phát ra từ trường biến thiên, giống cuộn dây của bếp từ nhưng yếu hơn nhiều. Bên trong lưng điện thoại cũng có một cuộn dây phẳng.
Khi điện thoại đặt đúng chỗ, từ trường từ đế xuyên qua cuộn dây trong máy và cảm ứng ra dòng điện, mạch trong máy chuyển dòng điện đó thành điện để sạc pin. Không có dây nối, nhưng vẫn là cảm ứng điện từ đúng như Faraday mô tả.
Vì hai cuộn dây phải nằm thẳng nhau và gần nhau, đặt lệch là sạc chậm hoặc không sạc. Ốp lưng quá dày, ốp có miếng kim loại, giá đỡ nam châm sai loại đều làm giảm hiệu quả.
Sạc không dây thường nóng hơn và hao điện hơn sạc dây một chút, vì có phần năng lượng thất thoát thành nhiệt ở cả hai cuộn dây. Đừng kẹp thẻ ngân hàng, thẻ từ hay đồng xu giữa điện thoại và đế sạc: vật kim loại có thể bị nóng lên, thẻ từ có thể bị hỏng.
Một nguyên lý, rất nhiều máy móc
Máy biến áp trên cột điện, bộ sạc điện thoại thông thường, thẻ xe buýt chạm là đi, thẻ thang máy, khoá cửa từ, máy dò kim loại ở sân bay, đều có cảm ứng điện từ làm việc ở đâu đó bên trong.
Thẻ xe buýt không có pin. Khi chạm vào máy đọc, từ trường biến thiên từ máy đọc cảm ứng ra dòng điện trong cuộn dây nhỏ giấu trong thẻ, đủ để con chip trong thẻ thức dậy, trả lời mã số rồi ngủ lại.
Phanh từ trên tàu điện và một số máy tập thể dục dùng dòng điện xoáy để hãm: kim loại chuyển động qua từ trường bị dòng điện xoáy kéo chậm lại, êm ái và không mòn má phanh.
Câu hỏi để bạn nghĩ tiếp: bếp từ dùng một trường biến thiên đi xuyên qua lớp kính để làm nóng nồi. Máy siêu âm trong bệnh viện cũng gửi một thứ đi xuyên qua da để nhìn vào trong cơ thể, nhưng thứ đó không phải từ trường. Nó là gì?
Câu hỏi thường gặp
Nồi inox nào cũng dùng được bếp từ không?
Không. Có loại inox nhiễm từ và loại không nhiễm từ. Áp nam châm vào đáy nồi để thử là cách chắc chắn nhất, hoặc tìm ký hiệu dùng cho bếp từ của nhà sản xuất.
Bếp từ có phát ra bức xạ nguy hiểm không?
Bếp từ tạo ra từ trường biến thiên ở tần số thấp, giảm rất nhanh khi ra xa mặt bếp. Dùng đúng hướng dẫn, đặt nồi đúng giữa vùng nấu là cách sử dụng thông thường an toàn; người mang thiết bị y tế cấy ghép nên hỏi bác sĩ.
Bếp từ và bếp hồng ngoại khác nhau thế nào?
Bếp hồng ngoại dùng bóng đèn hoặc dây đốt làm nóng mặt kính rồi truyền nhiệt lên nồi, nên dùng được mọi loại nồi. Bếp từ làm nóng thẳng đáy nồi nên nhanh hơn nhưng kén nồi.
Vì sao bếp từ kêu rè rè khi nấu?
Từ trường biến thiên làm các lớp kim loại trong đáy nồi rung rất nhẹ, nhất là nồi nhiều lớp hay đáy không phẳng, phát ra tiếng rè. Đây thường là hiện tượng bình thường, không phải lỗi.
Sạc không dây có làm chai pin nhanh hơn không?
Pin chai nhanh hơn khi thường xuyên bị nóng. Sạc không dây sinh nhiệt nhiều hơn sạc dây một chút, nên đặt đúng vị trí, tháo ốp dày và để nơi thoáng giúp giảm nhiệt.
