Báo cáo nhóm học phần vật lý 1 tìm hiểu về bếp từ

Ý nghĩa đề tài- Giúp thầy cô và các bạn hiểu rõ hơn về bếp từ.- Nắm bắt được ưu và nhược điểm của bếp từ, nguyên lí hoạt động để có thểsử dụng sản phẩm một cách an toàn và hiệu quả nhất.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA KHOA HỌC CƠ BẢN

BÁO CÁO NHÓM HỌC PHẦN :VẬT LÝ 1

TÌM HIỂU VỀ BẾP TỪ

Sinh viên thực hiện:

1 Vũ Văn Hải

2 Bùi Đức Hiển

3 Ngô Đức Duy Lớp – Khóa: Cơ điện tử 03 - K15

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hinh

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2021

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

Lời mở đầu 3

Bảng phân công công việc 4

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG 5

1.1 Tìm hiểu chung 5

1.2 Nguyên lý hoạt động 5

1.3 Cấu tạo của bếp từ 6

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TỪNG KHỐI 10 2.1 Sơ đồ khối và nhiệm vụ của từng khối 10

CHƯƠNG III: ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA BÊP TỪ 12

3.1 Ưu điểm của bếp từ 12

3.2 Nhược điểm của bếp từ 13

3.3 Một số lưu ý khi sử dụng bếp từ 14

3.4 Mẹo tiết kiệm năng lượng cho bếp từ 14

KẾT LUẬN 15

Tài Liệu Tham khảo 16

Lời mở đầu

1 Nguồn gốc của bếp từ

Nhà phát minh người Canada, Thomas Ahearn thường được biết đến với phát minh bếp lò điện (electric cooking range) vào năm 1882 Ahearn cùng Warren Y.Soper là chủ công ty điện lực năng lượng và đèn chiếu sáng năng lượng và đèn chiếu sáng Chaudiere ở Ottawa Ahearn lần đầu trưng bày bếp lò điện năm 1892 và lắp đặt cái đầu tiên ở khách Windsor ở Ottawa Bếp điện từ được triển lãm tại Hội chợ thế giới Chicago năm 1893, tại đây mô hình bếp điện khí hóa đã được trưng bày Lúc mới ra đời, vì công nghệ không quen thuộc và đòi hỏi phải dùng điện nên bếp điện không thể thay thế được bếp gas Cho đến những năm 1930, sự trưởng thành công nghệ cho phép bếp điện dần thay thế bếp gas, đặc biệt trong nhà bếp gia đình

2 Lý do chọn đề tài

Trong các loại bếp điện thì bếp từ được sử dụng nhiều hơn tất cả các loại bếp khác bởi tính tiện dụng, an toàn và rất nhỏ gọn Hiện nay trong mỗi gia đình hầu như đều

có 1 đến 2 chiếc bếp từ trong nhà Chính vì sự phổ biến của bếp nên nhóm em đã chọn đề tài bếp từ để tìm hiểu về cấu trúc và nguyên lý hoạt động của bếp từ

3 Nội dung thực hành

a Đối tượng nghiên cứu

- Bếp từ

b Phạm vi nghiên cứu

- Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động, cấu tạo của bếp từ và tìm ra cách xử lý khi

có sự cố xảy ra

4 Ý nghĩa đề tài

- Giúp thầy cô và các bạn hiểu rõ hơn về bếp từ.

- Nắm bắt được ưu và nhược điểm của bếp từ, nguyên lí hoạt động để có thể

sử dụng sản phẩm một cách an toàn và hiệu quả nhất

- Có thêm kiến thức chọn mua cho gia đình mình và bản thân một chiếc bếp từ

phù hợp với nhu cầu

Bảng phân công công việc

Tên thành viên Công việc Thời gian hoàn

thành

Mức độ hoàn thành (%)

động

trong bếp từ

nhiệm vụ từng khối

nguyên lí hoạt động từng khối

bếp từ

bếp từ

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Tìm hiểu chung.

Trong các loại bếp thì bếp từ được sử dụng nhiều hơn tất cả các loại bếp khác bởi tính tiện dụng, an toàn và rất nhỏ gọn Hiện nay trong mỗi gia đình hầu như đều

có một đến hai chiếc bếp từ trong nhà

Bếp từ là loại bếp điện có khả năng tiết kiệm điện năng tốt nấu chín thức nhanh Với nguyên lí khi bếp bắt đầu hoạt động, dòng điện sẽ chạy qua cuộn dây đồng đặt dưới mặt kính bếp và sinh ra dòng từ trường trong phạm vi vài milimet trên mặt bếp, từ đó đun nóng nồi có để nhiễm từ làm chín thức ăn

1.2 Nguyên lý hoạt động.

Bếp từ hoạt động dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ dòng điện Fu-cô Khi bếp bắt đầu hoạt động, dòng điện chạy qua cuộn dây đồng đặt dưới mặt kính và sinh

ra dòng từ trường trong phạm vi vài milimet trên mặt bếp Đáy nồi làm bằng vật liệu nhiễm từ nằm trong phạm vi này được dòng từ trường tác động khiến các phân

tử nhiễm từ ở đấy nồi giao động mạnh và tự sinh ra nhiệt Nhiệt lượng này chỉ có tác dụng với đáy nồi không tác động vào mặt kính và hoàn toàn không thất thoát ra môi trường Không giống như những phương thức nấu ăn khác, nấu trên bếp từ chỉ

có nồi được làm nóng, còn bề mặt bếp hoàn toàn cách nhiệt Nhiệt độ của bếp không bao giờ cao hơn nhiệt đột của đáy nồi Thực tế, đáy nồi được chuyển hóa từ năng lượng từ trường sang năng lượng nhiệt Lượng điện tiêu thụ chuyển hóa lên tới

90-96% thành lượng nhiệt đun nấu, tiết kiệm chi phí tối đa Cũng chính vì vậy, bếp

từ chỉ có thể sử dụng được với các nồi có đáy bằng kim loại hoặc vật liệu nhiễm từ

1.3 Cấu tạo của bếp từ.

Không giống như các thiết bị bếp đun nấu khác sử dụng ngọn lửa để làm nóng dụng cụ nấu chín thức ăn Bếp từ sự dụng dòng điện cảm ứng từ để tạo ra từ trường , chuyển năng năng lượng điện bằng cách kích hoạt từ cuộn dây đồng vào một dụng cụ có đáy bằng kim loại phải có sắt nhiễm từ Hay còn gọi là nồi có đáy nhiễm từ Chính vì sự khác biệt đó mà bếp cấu tạo của bếp từ cũng khác bình thường Cấu tạo bếp từ gồm:

 Ngoại hình bếp từ: Ngoại hình bếp từ có cấu tạo là hình vuông, hình

chữ nhật, hình oval hoặc hình quả đỗ

Tùy vào loại bếp từ âm hay bếp từ dương mà độ dày của chúng khác nhau Nhưng bếp từ có chiều dày khoảng từ 7cm đến 25cm tùy từng hãng bếp,kiểu bếp Bề mặt bếp từ được cấu tạo một lớp kính chịu nhiệt dày khoảng 4mm-8mm có thể chịu, chịu va đập tốt Trên mặt kính bếp có bảng điều khiển bằng phím cảm ứng

 Mâm nhiệt: Mâm nhiệt hay cuộn cảm được coi là linh kiện quan

trọng bậc nhất trong bếp từ Nó góp phần quan trọng trong việc sinh nhiệt và đảm bảo độ bền, độ an toàn trong nẩu nướng

Cấu tạo cuộn cảm bếp từ được thiết kế bằng vòng tròn, được gắn thiết

kế chặt chẽ bằng các sợi dây đồng siêu bền, cuộn tròn trên một mặt phẳng Khi đó có nguồn điện chạy qua mâm nhiệt, bếp từ sẽ tự động nhận diện kích thước nồi, chảo và sinh nhiệt vừa với kích thước nồi nấu mà thôi Cuộn cảm bếp từ là cuộn dây đồng được lắp trực tiếp dưới bề mặt bếp nấu, thường nằm dưới mặt kính chịu nhiệt tốt và một dòng xoay chiều cao( ví dụ 24kHZ) được truyền qua nó Dòng điện trong cuộn dây tạo ra từ trường liên tục thay đổi Nó sẽ nhận diện bề mặt nấu nhiễm từ, làm nóng bề mặt đó Vì thế, khi nấu ăn bằng bếp

từ, bạn có thể chạm tay ngoài vùng nấu mà không cảm thấy nóng Ngoài cảm biến nhiệt được gắn trên mâm dây thì trong bếp từ còn một cảm biến nhiệt nữa được gắn dưới sò công suất IGBT bắt với tấm tản nhiệt Cảm biến nhiệt độ trên mâm nhiệt được áp sát với thân sò công suất IGBT hoặc tấm tản nhiệt Nó được gắn chắc trên một núm cao su

có độ đàn hồi rất tốt Có khả năng hút chặt với mặt kính của bếp từ Bao bọc bộ phận cảm biến này được phủ một lớp keo trắng tản nhiệt

Nó có vai trò truyền nhiệt từ mặt kính vào cảm biến được tốt hơn Nó cũng có tác dụng đo nhiệt độ trên mặt kính và thướng trực nhiệt độ cho sò công suất IGBT trong bếp từ Nếu có sự thay đổi nhiệt từ sò

công suất, ngay lập tức có sẽ báo cho bộ phận xử lý đưa ra lệnh điều khiển tắt bếp

 Quạt làm mát: Quạt làm mát, quản tản nhiệt hay quạt thông gió trong

bếp từ có nhiệm vụ làm mát, giảm nhiệt nhanh chóng các linh kiện trong bếp từ, cân bằng nhiệt độ khi bếp hoạt động với công suất cao, nhiệt độ tăng Bảo vệ linh kiện và đảm bảo hoạt động của bếp từ

Mỗi bếp từ cấu tạo chính đều được trang bị một đến hai quạt làm mát tùy thuộc vào số lượng vùng nấu và chất lượng quạt Thông thường, bês từ đôi sẽ sử dụng quạt làm mát Có bếp từ chỉ có một quạt, số lượng quạt làm mát không quan trọng, quan trọng là bếp từ đó đang

sử dụng loại quạt tỏa nhiệt nào để có thể cân bằng nhiệt độ trong bếp

từ khi nấu ăn

Quạt làm mát bếp thường có 2 loại: Quạt đồng trục, quạt tua bin Trong đó, quạt tuabin thường sử dụng cho bếp từ nhập khẩu cao cấp, còn quạt đồng trục thường sử dụng trong các loại bếp từ giá rẻ Với những loại bếp từ sử dụng quạt tuabin, thường chỉ cần lắp đặt 1 chiếc quạt làm mát loại này là bếp từ đã có thể làm mát các linh kiện bên trong Bởi, quạt tuabin có hiệu suất làm mát nhanh , bền bỉ Tuy nhiên, giá thành quạt tuabin khá đắt Quạt làm mát ở bếp từ hoạt động

ở điên áp một chiều 18V Quạt chỉ hoạt động khi nguồn điện được

cắm đúng chiều (+),(-) Trong quá trình sử dụng, quạt thường bị hỏng

do khô dầu, bong vít và rất ít hỏng phần điện

Với các bếp từ có cấu tạo quạt đồng trục từ trước mà muốn nâng cấp

sử dụng quạt tuabin là điều không thể Bởi cấu tạo của bếp từ đã được thiết kế từ trước, các chíp điều khiển của 2 loại này khác nhau vì thế khi chọn mua bếp từ nên cân nhắc ngay từ đầu về linh kiện này

 Bo mạch bếp từ: Cấu tạo vi mạch bếp từ thường sẽ có: Nguồn điện

và mạch chỉnh lưu; Nguồn chuyển mạch ngắt mở, nguồn xung; Sò công suất IGBT; Tụ điện; Cuộn dây Panel; Các cảm biến nhiệt độ;

Khối vi xử lý MUC; Quạt làm mát; Cảm biến nhiệt; Diode cầu; và

một loại linh kiện nhỏ khác trong mạch điện bếp từ Trong cấu tạo bếp

từ, bó mạch bếp từ là bộ phận có kích thước lớn nhất trong bếp từ

Bếp từ đôi thường có cấu tạo bo mạch in hai lớp khá phức tạp

 Mặt kính bếp từ: Mặt kính bếp từ được trang bị một mặt kính chống

chầy xước, chịu va đập, chịu nhiệt và chịu va đập khá tốt

Mặt kính đóng vao trò quan trọng trong bếp từ và nó vừa có nhiệm vụ bảo vệ thân bếp và các linh kiện bên trong bếp Vừa đảm nhiệm vai trò thẩm mĩ cho toàn bộ chiếc bếp

CHƯƠNG 2: SƠ ĐỒ KHỐI VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TỪNG KHỐI

2.1 Sơ đồ khối và nhiệm vụ của từng khối.

Bất cứ thiết bị gì thì chúng ta cần phải hiểu cấu tạo , nguyên lý hoạt động cũng như sơ đồ khối của thiết bị đó Việc hiểu rõ thiết bị từ ngoài vào trong, sơ đồ khối cơ bản sẽ giúp bạn phân vùng sự cố hỏng hóc nhanh chóng mà không lan man sang những khối mạch không liên quan Hầu hết bếp từ có sơ đồ khối như hình dưới đây:

Với sơ đồ khối như trên ta có thể thấy một bếp từ sẽ bao gồm các khối chính sau:

 Khối nguồn: Có nhiệm vụ tạo ra điện áp 5V và 18V một chiều từ điện áp xoay chiều 220V Với những bếp từ đời cũ thì bộ nguồn này

có sử dụng một biến áp thông thường khá to Với bếp từ hiện đại thì phần mạch nguồn trên bảng mạch in sẽ rất nhỏ, không chiếm diện tích quá nhiều Dấu hiệu của một bếp từ mất nguồn sẽ là cắm điện vào không có bất cứ một tín hiệu gì như đèn báo hoặc còi kêu

 Khối vi xử lý: Đây là một trong những linh kiện quan trọng nhất của một bếp từ Nó là bộ não chính quyết định mọi hoạt động của bếp từ Mọi thao tác của người dùng như bấm phím chọn chế độ sẽ được vi

xử lý tiếp nhận và xử lý theo lệnh đó Khi vi xử lý bị hỏng thì toàn bộ hoạt động của bếp từ bị tê liệt hoàn toàn Với kinh nghiệm của cá nhân tôi thì hầu hết vi xử lý hoạt động ở hai chuẩn điện áp là 3.3 và 5V

 Khối công suất và điều khiển công suất: Khối này sẽ bao gồm các

tụ điện lớn, IGBT, cầu diode, mâm dây và tầng kích IGBT với dấu hiệu nhận dạng là đường mạch in lớn, các mối hàn to Điện năng xoay chiều 220V sẽ được nắn thành điện áp một chiều khoảng 300V để

cung cấp năng lượng cho mâm dây biến thành từ trường nhờ vi xử lý điều khiển IGBT đóng cắt điện cho mâm dây Khối này hỏng sẽ rất dễ nhận ra thông qua những dấu hiệu như cầu chì đứt, tụ điện phồng, IGBT cháy nổ

 Khối điều khiển và hiển thị: Là những linh kiện có tác dụng giao

tiếp giữa người sử dụng bếp với bếp Qua các phím nhấn điều khiển chúng ta có thể cài đặt chế độ nấu nướng phù hợp Mọi chế độ hoạt động của bếp từ sẽ được hiển thị thông qua các đèn hiển thị và còi báo

 Khối cảm biến nhiệt độ: Biến đổi nhiệt độ thành tín hiệu điện cho vi

xử lý tính toán để đo lường nhiệt độ của mâm dây, mặt kính và nhiệt

độ của IGBT

 Khối giám sát điện áp đầu vào: Gửi tín hiệu điện áp đầu vào cho vi

xử lý để vi xử lý biết là điện áp có ổn định cho phép bếp từ chạy không

 Khối cảm biến dòng điện: Gửi tín hiệu dòng điện chạy qua bếp

thành tín hiệu điện áp cho vi xử lý tính toán nhằm mục đích bảo vệ quá dòng cũng như khống chế dòng điện qua bếp hoạt động ổn định

 Khối quạt làm mát : Đóng cắt điện cho quạt làm mát để tản nhiệt

cho các linh kiện điện tử bên trong bếp

CHƯƠNG III: ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA BÊP TỪ

3.1 Ưu điểm của bếp từ.

Cơ bản bếp từ hoạt động dựa trên nguyên lí cảm ứng điện từ, dòng điện dẫn truyền trong cuộn dây tạo ra từ trường, từ trường làm các ion sắt chuyển động tạo ra động năng,

từ động năng sinh ra nhiệt năng làm nóng nồi nhanh chóng Chính vì vậy chính vì vậy nhiệt lượng của bếp từ không phải được sinh ra từ bếp mà sinh ra trực tiếp từ đáy nồi trong quá trình nấu ăn Và có tới 95% nhiệt năng được hấp thụ hết vào nồi, và chỉ có 5% thoát ra môi trường bên ngoài Trong khi đó bếp gas chỉ có 55% nhiệt lượng được nồi hấp thụ còn lại hao hụt ra môi trường ngoài Bếp hồng ngoại là 75% nhiệt lượng được hấp thụ vào nồi

Do sự hấp thụ nhiệt lượng để không lãng phí nến bếp từ cực kì tiết kiệm điện năng

và đồng nghĩa với tiết kiệm tiền bạc của gia đình bạn mà lại còn đun nấu rất nhanh Công suất của các bếp từ thường từ 700W tới 2000W giúp quá trình chế biến thức ăn rất nhanh Mặt bếp lại không quá nóng như là bếp hồng ngoại

So với bếp gas thì bếp từ an toàn hơn rất nhiều Không lo tiềm ẩn quả bom nổ chậm trong nhà như bếp gas hiện nay Bếp từ hiện đại còn có chế độ điều khiển cảm ứng

có thể thay đồi theo từng món xào, rang, hầm để món ăn thêm ngon và tiện lợi Đặc biệt chế độ hẹn giờ tự động nấu món hầm lâu bạn không cần ngồi canh chừng bếp, chế độ khóa bếp vô cùng an toàn

Mặt bếp từ làm từ kính phẳng, bền chịu nhiệt cao không bám dính dầu mỡ, thức

ăn, và dễ dàng lau chùi không còn mùi thức ăn do bẩn

3.2 Nhược điểm của bếp từ.

Giá bán đầu bò ra là tương đối cao so với bếp gas Đối với một số bếp từ đôi hiện đại nhập khẩu từ Đức hoặc Nhập giá thành có thể cả vài chục triệu đồng Chính vì vậy thường thì gia đình khá giả mới thường chọn loại bếp này

Bếp từ khá kén nồi Bếp điện từ chỉ sử dụng với các loại nồi có đáy làm bằng vật liệu dẫn điện do đó các loại nồi bằng đất, sành sứ đều hông thể sử dụng được với thiết bị này Hơn nữa người dùng tuyệt đối tránh dùng nồi bằng các chất liệu nhôm hoặc đồng Vì những vật liệu này có hiệu suất sinh nhiệt thấp, do đó cuộn dây của bếp có thể bị nóng lên gây nguy hiểm cho bếp

Không để gần nhưng vật dụng điện tử, có sóng ở gần bếp từ: TV, điện thoại, lò vi sóng khoảng cách an toàn từ 2m trở lên

Hiện tại các hiệu ứng cảm ứng cảm ứng điện từ của loại bếp này vẫn chưa được kiểm chứng đối với sức khỏe con người Tuy nhiên nhiều ý kiến cho rằng bếp từ có hại cho sức khỏe của trẻ em và phụ nữ có thai, không chỉ thể một số người sẽ cảm thấy nhức đầu khi sử dụng bếp trong thời gian dài

3.3 Một số lưu ý khi sử dụng bếp từ.

Bếp cảm ứng chỉ sử dụng với các loại nồi có đáy làm bằng vật liệu dẫn từ, đày nối phải bằng phẳng, không dùng các loại nồi, chảo đáy nhọn Ngoài ra cũng không dùng

được ( hoàn toàn không nên dùng) nồi bằng chất liệu dẫn từ thấp như: nhôm hoặc đồng v.v Vì những vật liệu này có hiệu suất sinh nhiệt thấp( I^2.R 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 để đảm bảo an toàn

Bếp cảm ứng thường có gắn một quạt tán nhiệt nên khi đun nấu chú ý đáy bếp phải

để thật thoảng, nên để bếp 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 các vật dễ hư hỏng khi bị nhiểm từ gần mặt bếp như băng ghi âm, ghi hình, máy thu hình và các thiết bị gia dụng dễ bị nhiễm từ

3.4 Mẹo tiết kiệm năng lượng cho bếp từ.

Chọn kích thước đồ nấu ắn phù hợp bộ phận phát nhiệt: ví dụ khi dùng bếp điện, một chiếc chảo 6 inch đặt trên một bộ phận phát nhiệt 8 inch sẽ lãng phí 40% nhiệt lượng

Đồ nấu đáy phẳng, cứng cáp: Nồi chảo lí tưởng có đáy hơi lõi – khi nó nóng lên, kim loại mở rộng và đáy phẳng Sử dụng vật liệu dẫn nhiệt cao Giữ bếp luôn sách và sáng bóng