Vì sao lò điện từ phải dùng nồi đáy phẳng?

Trong đời sống hằng ngày, việc nấu nướng thức ăn phần nhiều dùng chảo gang sắt đáy hình cong. Còn khi thổi cơm nấu cháo thì phần nhiều dùng nồi đáy phẳng bằng nhôm hoặc inốc, tựa hồ chẳng có quy định nghiêm ngặt gì cả. Tuy nhiên, thổi cơm bằng lò điện từ lại yêu cầu dùng nồi sắt đáy phẳng. Tại sao vậy?

Hoá ra là điều đó có liên quan với nguyên lí công tác của lò điện từ. Lò điện từ chủ yếu do bộ phận biến tần, cuộn dây cảm ứng điện từ, tấm kính vi tinh thể hợp thành. Sau khi cắm dây vào ổ điện và bật công tắc lò, bộ phận biến tần lập tức đổi điện thành phố có tần số 50 Hz thành dòng điện cao tần có tần số 40 kHz, đặt lên cuộn dây cảm ứng điện từ. Căn cứ vào nguyên lí cảm ứng điện từ, xung quanh cuộn dây sẽ hình thành từ trường mạnh. Hướng của từ trường biến đổi theo sự biến đổi hướng của dòng điện đặt lên cuộn dây. Trong kĩ thuật điện tử, loại từ trường luân phiên đổi hướng này gọi là từ trường biến thiên. Khi ấy, tần số biến đổi của từ trường biến thiên (xoay chiều) trong lò điện từ cũng là 40 kHz.

Trong từ trường biến đổi với tần số cao như vậy, nếu đặt một tấm kim loại vào, cũng căn cứ theo nguyên lí cảm ứng điện từ từ trường thay đổi cũng sẽ cảm ứng ra dòng điện ở lớp mặt của tấm kim loại. Hướng chạy của dòng điện này giống như xoáy nước trong sông, nên có tên là dòng điện xoáy. Từ trường càng mạnh, tần số biến đổi càng cao, dòng điện xoáy càng lớn. Dòng điện xoáy chạy trong lớp mặt của tấm kim loại sẽ sinh ra nhiệt trên điện trở của lớp mặt tấm kim loại, và tán phát ra. Trị số điện trở trong một đơn vị thể tích của tấm kim loại (điện trở suất) càng lớn, nhiệt lượng tán phát ra cũng càng nhiều. Gia công tấm kim loại thành cái nồi, đặt bên cạnh cuộn dây cảm ứng điện từ thì có thể đốt nóng nồi, dùng để thổi cơm, nấu thức ăn. Đó tức là nguyên lí công tác của lò điện từ.

Nhưng, cường độ của từ trường biến thiên tại các điểm không đồng đều. Cường độ từ trường ở gần hai đầu cuộn dây cao nhất. Còn điện trở suất của kim loại cũng khác nhau. Ở trong cùng một từ trường biến thiên, điện trở của sắt gấp khoảng vài chục lần của đồng và nhôm. Qua đó có thể thấy, để trong nồi sinh ra nhiều nhiệt lượng hơn, nâng cao nhiệt độ trong nồi, phải đặt nồi đáy phẳng bên trên cuộn dây điện từ, so với nồi có đáy hình cong thì nó càng sát kề những nơi có từ trường mạnh nhất ở hai đầu cuộn dây điện từ. Còn dùng nồi sắt, so với nồi nhôm hoặc nồi đồng, nó càng tăng nhiều nhiệt lượng phát tán ra trong nồi, rút ngắn thời gian đun nấu.

Ngoài ra, tấm kính vi tinh thể làm bệ lò của lò điện từ cũng được gia công thành dạng phẳng để khớp với nồi đáy phẳng, làm cho nồi được đặt một cách vững chắc lên trên lò điện. Lò điện từ sử dụng an toàn, không có lửa. Vả lại, bản thân nồi sắt là chất phát nhiệt, so với các lò nhiệt chạy bằng điện khác, lò điện từ chẳng những nóng nhanh hơn, mà còn tiết kiệm điện hơn.

Từ khoá: Lò điện từ; Cảm ứng điện từ; Điện thành phố; Dòng điện cao tần; Từ trường biến thiên; Dòng điện xoáy.