Bài giảng mô đun Thiết bị nhiệt gia dụng (Mới)

 các bộ phận cơ bản sau: 
 - Mặt bếp: làm bằng sứ thủy tinh cao cấp chịu được nhiệt độ cao và chịu 
được va chạm. 
 - Cuộn dây tạo từ trường: là một cuộn dây phẳng dạng đĩa đặt bên dưới mặt 
bếp. 
 - Mạch điện tử công suất: gồm nhiều linh kiện điện tử phức tạp có khả 
năng tăng giảm biên độ của dòng điện xoay chiều, có khả năng thay đổi tần của 
dòng điện đi vào cuộn dây. 
 - Bảng điều khiển : các nút chức năng để đặt chức năng và điều khiển chế độ làm 
việc của bếp. 
1.2. Nguyên lý hoạt động 
 Khi cho một dòng điện thay đổi tần số vào cuộn dây, cuộn dây sinh ra từ 
trường dao động, từ trường này xuyên qua mặt bếp đến đáy nồi bằng chất sắt từ. Do từ 
trường này biến đổi nên trong đáy nồi sinh ra một dòng điện xoáy (dòng Foucault) và 
phát sinh nhiệt tức thời. Một cách gần đúng có thể coi tất cả từ thông hướng thẳng góc 
với mặt bếp để xuyên lên đáy nồi. 
 Dòng Foucault là dòng điện sinh ra khi có một từ thông xoay chiều xuyên 
qua một vật là kim loại thẩm từ. Dòng Foucault này sẽ làm cho vật (đáy nồi) sinh nhiệt 
tương đối lớn vì ta có thể xem đáy nồi là cuộn dây thứ cấp có điện trở rất nhỏ, các 
electron di chuyển với tốc độ cao sẽ va đập lẫn nhau nên sinh nhiệt. Nhiệt lượng sinh ra 
nhiều hay ít phụ thuộc vào cường độ từ trường, tần số từ trường và diện tích mạch từ 
(đáy nồi). 
Bằng thực nghiệm Neumann đã tìm ra được mối quan hệ giữa các đại lượng trên theo 
công thức sau 
 P = H . f3 . S 
 Trong đó: P - là công suất nhiệt được sinh ra (W), 
 H - cường độ từ trường (A/cm) 
 S - diện tích mạch từ (cm2) 
 F - tần số biến thiên của từ thông (Hz 
 Nhìn công thức trên ta thấy: nhiệt lượng toả ra (P) tỷ lệ thuận với tất cả các 
đại lượng còn lại, trong đó S (diện tích đáy nồi) không thay đổi nên để tăng P ta chỉ 
còn tăng H hoặc f 
 Muốn tăng cường độ từ trường H thì phải tăng sức điện động (dòng điện) chạy 
qua cuộn dây tạo ra từ trường trong bếp, điều này đồng nghĩa với việc cần phải có 
một mạch điện tử công suất lớn khá đắt tiến và phức tạp. Lựa chọn còn lại là tăng 
tần số f của sức điện động (tức là tăng tần số của từ thông được sinh ra), điều này 
không có gì là khó khăn ở thời điểm hiện nay. Mặt khác, nhìn vào công thức 
 3/2
Neumann ta cũng thấy rằng, để tăng P thì tăng f có lợi hơn vì P tỷ lệ với f Việc điều 
chỉnh cường độ nấu, thời gian nấu và hệ thống bảo vệ được điều khiển bằng hệ thống 
mạch điện giúp cho ta lựa chọn chế độ nấu 
2. Ưu, nhược điểm của bếp từ 
Ưu điểm: 
 - Bếp điện từ hoạt động trên nguyên lý làm nóng bằng cảm ứng của sóng điện từ. 
Do vậy, bếp từ giúp bạn nấu nướng sạch sẽ, không tỏa khói, an toàn, hạn chế cháy nổ. 
 - So với hiệu suất của các loại bếp khác như: Bếp cồn: 48%, bếp gas: 58% thì bếp 
từ đạt tới 90% nhờ sự mất năng lượng truyền nhiệt trung gian thấp. Vì thế tiết kiệm 
được thời gian nấu. 
 - Mặt bếp thường được làm bằng men ceramic hoặc kính chịu nhiệt nên rất dễ lau 
chùi, kể cả khi đang nấu. 
Nhược điểm: 
 - Bếp từ không phải bất kỳ loại nồi, soong chảo nào cũng có thể sử dụng trên bếp 
này được, chỉ có thể dùng các loại nồi, chảo có chất liệu dẫn từ như: inox đáy mạ thép, 
sắt tráng men, thuỷ tinh có sợi kim loại, có đáy bằng; đường kính đáy lớn hơn 12cm, 
đáy phẳng. 
 Các vật dụng làm bằng các loại sau không sử dụng tốt trên bếp từ như: nồi đất, 
thủy tinh chịu nhiệt, nồi soong chảo bằng đồng hoặc nhôm, các loại nồi bằng sứ, các 
nồi soong có đáy nhọn, các loại nồi soong chảo có chân, các loại nồi soong có đáy làm 
bằng đồng nhôm v.v... 
 Ðể có thể dùng nhiều loại vật dụng nấu, người ta dùng miếng lót kim loại để nấu , 
miếng lót này có bán rời. Tuy nhiên khi sử dụng miếng lót kim loại thì trở thành cách 
nấu thông thường, làm giảm đi ưu điểm của bếp điện từ rất nhiều. 
 - Bếp từ hiện nay giá cả vẫn còn khá đắt 
3. An toàn khi sử dụng bếp từ 
 - Hiện tại các hiệu ứng cảm ứng điện từ chưa được kiểm chứng đối với sức khoẻ 
con người. 
 - Công suất bếp thường tương đối lớn nên phải kiểm tra kỹ trước khi dùng. Các 
phích cắm, ổ cắm cũng phải trên 10 ampe và dùng riêng không được cắm chồng lên 
dùng chung với các thiết bị điện khác. Các dây điện phải có tiết diện lớn đủ để đảm 
bảo an toàn. 
 - Nên đặt bếp trên mặt phẳng ngang, không nên để sát tường và các vật khác và 
cách tường ít nhất 10cm. Không nên sử dụng bếp gần bếp gas hoặc bếp dầu, nên để 
bếp cách xa hơi nóng, hơi nước, cũng như các loại bếp khác. Không sử dụng bếp điện 
từ ở những nơi dễ cháy và gần chất gây nổ. Không đặt bếp gần nguồn nước hoặc nơi 
ẩm ướt. 
 - Bếp điện từ không dùng được các loại nồi thuỷ tinh, nhôm, đồng, nồi đất vì đó là 
những vật liệu không nhiễm từ nên không thể tạo ra dòng điện Foucault. Đáy nồi phải 
bằng, không dùng các loại nồi, chảo đáy nhọn. 
 - Mặc dù khi nấu mặt bếp không nóng nhiều nhưng không để dao, dĩa, bát tráng 
men, nắp lọ, vung nồi bằng sắt lên mặt bếp. Những đồ vật này sẽ nóng lên rất nhanh. 
Không được đưa những vật liệu lạ như: dây kẽm vào lỗ vào khí và lỗ thoát khí để tránh 
những nguy hiểm xảy ra. Trên mặt sứ của bếp không được đặt các mảnh sắt cũng như 
không để bếp nấu trên các tấm, bàn kim loại. 
 - Chú ý (trong phạm vi 3 m) không để những vật dễ hư hỏng khi bị nhiễm từ gần 
mặt bếp như băng ghi âm, ghi hình, máy thu hình (ti vi) và các thiết bị gia dụng dễ bị 
nhiễm từ gây hỏng khác. Đặc biệt chú ý khi gia đình có người đeo máy trợ tim, trợ 
thính thì không nên sử dụng loại bếp này nếu không được phép của bác sĩ. 
 - Trong trường hợp sử dụng nồi đất, nồi sứ, nên dùng loại có đáy phẳng và đặt vào 
trong nồi một miếng sắt không gỉ để làm cho bếp hoạt động. 
 - Không để bếp than gần bếp điện từ làm cho bếp điện từ bị mục, các vật liệu cách 
điện bị hỏng. 
 - Đối với những thực phẩm đóng hộp, hãy mở nắp trước khi hâm nóng để tránh 
rủi ro cháy nổ do nhiệt độ lên cao. Những người có những chứng bệnh liên quan đến 
tim mạch nên hỏi ý kiến tư vấn của bác sĩ xem có được phép dùng bếp từ hay không. 
Sau khi sử dụng, mặt sứ của bếp còn nóng, không được chạm tay vào bề mặt sứ để 
tránh bị bỏng. Chỉ những dụng cụ có dán nhãn sử dụng được cho bếp từ mới được 
dùng để nấu thức ăn. 
 - Không đổ nước lên mặt bếp, nếu bếp bẩn nên dùng khăn ẩm và mềm để lau mặt 
bếp, tuyệt đối không được dùng bàn chải cứng. Riêng với bụi bám xung quanh lỗ vào 
và thoát khí có thể vệ sinh sạch bằng bàn chải mềm hoặc khăn lau. 
 - Khi thức ăn bị trào ra ngoài hay bị cháy, không nên nhấc nồi ra trước mà phải 
tắt bếp trước, cho bếp nguội rồi mới nhấc nồi ra. Không dịch chuyển bếp điện từ khi 
đang nấu. 
 - Khi mất điện đột ngột hoặc không sử dụng bếp từ thì nên rút dây khỏi phích cắm. 
 BÀI 7: LÒ VI SÓNG 
 Lò nướng vi sóng ngày càng trở nên quen thuộc trong các gia đình, nó rất linh 
hoạt, là loại bếp tiết kiệm thời gian nhờ cử dụng bức xạ vi sóng đốt nóng thức ăn. 
Thức ăn được nấu chín trong lò vi sóng giữ nguyên dinh dưỡng, giữ được nhiều 
vitamin, các chất vi lượng, bổ dưỡng hơn các phương pháp nấu thông thường. Tuy 
nhiên, lò nướng sóng có thể gây nguy hiểm nếu dùng không đúng cách, các hệ thống an 
toàn bị hỏng. 
1. Cấu tạo 
 Lò nướng vi sóng gồm các bộ phận chính sau 
 1. Máy phát sóng cao tần (magnetron) - nguồn phát sóng. 
 2. Mạch vi điều khiển (microcontroller) 
 3. Ống dẫn sóng (waveguide) 
 4. Buồng nấu. 
2. Nguyên lý làm việc 
 Magnetron gồm một hình trụ rỗng bằng kim loại, bên ngoài là cực dương anốt), 
phía trong người ta đặt những khoang cộng hưởng (cavity resonance) như ở hình 1-21. 
Để làm tăng tần số từ 50 Hz đến 2450 Hz, người ta dùng một bộ dao động (oscilateur) 
mà bộ phận thiết yếu là mạch cộng hưởng song song. Mỗi khoang cộng hưởng (cavity 
resonance) tương đương như một mạch cộng hưởng song song Ở giữa trụ rỗng là âm 
cực (catốt) trong đó có một dây để đốt nóng (filament). 
Cũng giống như ống điện tử, bên trong magnetron là chân không, giữa điện cực âm 
và dương người ta dùng hiệu điện thế khoảng 2300 volt để tạo từ trường. Từ 
trường này làm di chuyển các electron từ cực âm sang cực dương. Để tạo ra và giữ cho 
các dao động ở tần số cao, các điện từ phải di động theo đường xoắn ốc trước các 
cavity resonance. Đường đi này có được là nhờ một từ trường tạo bởi thanh nam châm 
mà đường sức của nó thẳng góc với điện trường E 
Hình vẽ là bộ phận phát sóng (Magnetron) 
 Năng lượng (sóng vi sóng) từ máy phát (magnetron) được truyền theo ống dẫn 
sóng đến quạt phát tán (phía trên nóc lò) để đưa sóng ra mọi phía (hình 1-20). Ở giữa lò 
các sóng phân tán đều đặn nhờ sự phản chiếu của sóng lên thành lò. Thức ăn được 
đốt nóng bởi các phân tử nước. Sự đốt nóng chia ra làm hai giai đoạn: 
 - Nước chứa trong thức ăn được hâm nóng bằng các sóng cực ngắn. 
 - Nước nóng sẽ truyền nhiệt cho các phần khác của thức ăn. 
 Vậy làm thế nào để nước được đốt nóng? 
 Như đã biết, sóng điện từ có tần số 1 Hz sẽ tạo ra một điện từ trường (nơi mà nó đi 
qua) thay đổi chiều một lần trong một giây. Các sóng cực ngắn 2450 MHz sẽ đổi 
chiều 2,45 tỉ lần mỗi giây. 
 Phân tử nước được cấu tạo bởi một nguyên tử oxy (O) và hai nguyên tử hydro (H), 
chúng không mang điện. Tuy nhiên những điện tử (electron) có khuynh hướng kéo về 
nguyên tử oxy (vì oxy có tầng ngoài cùng chứa 6 điện tử nên có khuynh hướng thu 
thêm 2 điện tử để bão hoà, bền hơn), do đó nguyên tử oxy mang điện tích âm, còn 
nguyên tử hydro bị mất bớt điện tử nên có khuynh hướng mang điện tích dương. Như 
vậy trong phân tử nước có hai đầu dương của hydro và một đầu âm của oxy, sự mất 
thăng bằng này tạo nên một điện trường nhỏ trong mỗi phân tử nước, điều này gây cho 
phân tử nước trở nên rất nhạy cảm đối với sóng điện từ, đặc biệt là sóng vi sóng. 
 Trong một điện từ trường mạnh, phân tử nước hướng theo chiều các đường sức. Ở 
lò vi sóng có những tấm bảng cũng mang điện tích sẽ hút hay đẩy các phân tử nước, 
đặc biệt những tấm bảng này luân phiên nhau thay đổi thay đổi thường xuyên điện 
tích (điện dương đổi thành điện âm và ngược lại). Các tấm bảng bày sẽ hút hay đẩy 
những phân tử nước, kết quả là các phân tử nước hoạt động rất nhanh nên va chạm vào 
nhau. Dưới tác dụng của điện từ trường, các nguyên tử hydro và oxy thay đổi cực 2,45 
tỉ lần trong một giây. Sự cọ sát giữa các phân tử nước với nhau tạo ra nhiệt. Nước trong 
thức ăn được đốt nóng nhanh chóng và truyền năng lượng cho các thành phần khác 
của thức ăn, do đó toàn bộ thức ăn được đốt nóng. 
 Không khí, chén đĩa bằng thuỷ tinh hay sành sứ được xem như trong suốt nên 
sóng vi sóng đi qua, còn các mặt phẳng kim loại thì giống như những tấm gương 
nên sóng bị phản chiếu trở lại. 
3. Những lưu ý khi sử dụng lò sóng 
 - Không dùng vật dụng bằng kim loại hoặc bát đĩa nhựa, sứ có trang trí hoa văn 
kim loại cho lò vi sóng để nấu, rã đông (trừ khi dùng chức năng nướng) để tránh nguy 
cơ cháy nổ do phóng tia lửa điện. Việc gói giấy bạc thực phẩm cũng chỉ được áp dụng 
khi dùng chức năng nướng của lò vi sóng. 
 Kim loại hay chất dẫn điện, điện tử hay các hạt mang điện nằm trong các vật này 
đặc biệt linh động và dễ dàng dao động nhanh theo biến đổi của điện từ trường, chúng 
có thể tạo ra ảnh điện của nguồn phát sóng, tạo nên điện trường mạnh giữa vật dẫn 
điện và nguồn điện, có thể gây ra tia lửa điện phóng giữa ảnh điện và nguồn, kèm theo 
nguy cơ cháy nổ. 
 - Dùng các dụng cụ đựng thức ăn chuyên dùng cho lò vi sóng, không dùng các 
đĩa chất dẻo thông thường vì chúng chịu nhiệt không tốt nên dễ bị biến dạng, thậm chí 
tan cháy. 
 - Khi nấu những thức ăn có vỏ hoặc màng mỏng (trứng, khoai lang, xúc xích, đồ 
đựng trong hộp) thì cần phải xăm lỗ, bóc vỏ, mở nắp để tránh hiện tượng phát nổ do 
thực phẩm bên trong tăng thể tích khi tăng nhiệt độ. 
 - Phải đảm bảo cửa lò không bị hở để sóng không lọt ra ngoài, có thể làm hỏng 
mắt, bỏng. Hiện tượng rò rỉ bức xạ từ lò nướng cao tần hoàn toàn có thể xảy ra nếu cửa 
lò bị hỏng hoặc cửa đóng không chặt. Để đảm bảo an toàn bức xạ khi sử dụng lò 
nướng vi sóng cần áp dụng một số gợi ý sau đây: 
 - Định kì kiểm tra cửa lò nướng vi sóng xem có bị han rỉ, cong vênh và nó phải 
luôn trong điều kiện đóng kín rất khít. 
 - Không bao giờ làm xáo trộn các bộ phận khởi động và khoá trong, vì chúng 
được thiết kế lắp đặt để dừng hoạt động ngay lập tức bộ tạo sóng vi sóng tại thời điểm 
chốt cửa bên trong bị nhả hoặc cửa bị mở. 
 - Lau chùi định kì lò nướng phải kiểm tra xem thức ăn cháy còn bám vào bên 
trong lò và trên cửa không. Không vận hành lò nướng vi sóng khi bên trong không 
có thức ăn gì, bởi vậy nên để sẵn trong lò một ly nước để hấp thụ những sóng vi 
sóng đề phòng khi quên bật lò chạy không. 
Hiện nay tất cả các lò vi sóng đều được thiết kế với bộ phận an toàn để bảo vệ con 
người không tiếp xúc với các sóng ngắn. Nút ngắt điện an toàn sẽ tự động ngừng sự 
phát sóng vi sóng khi cửa mở. Cửa được bao bởi vỉ kim loại và được bọc bằng 
tấm gioăng. Sự thoát sóng vi sóng nơi cửa lò phải dưới miliwatt/cm2 ở cách lò 5 cm 
 - Một số chất độc (có thể gây bệnh nguy hiểm như ung thư) từ bao gói chất dẻo và 
mực in nhãn bao bì có thể loang ra thức ăn đun nấu bằng lò vi sóng. 
 - Không dùng lò vi sóng để nấu thịt lợn ướp hoặc thăn lợn hun khói, những thực 
phẩm này chứa nhiều nitric, nếu được đun bằng lò vi sóng, nitric sẽ trở thành nitrosamin 
- những phân tử có thể gây ung thư rất mạnh. 
 - Một số trục trặc thường gặp đối với lò vi sóng là: 
 - Lò vi sóng có tiếng ồn trong lúc vận hành, đó là do bật chế độ mâm xoay nhưng 
bánh xe dưới giá đỡ mâm xoay không chuyển động. Hãy vệ sinh giá đỡ mâm xoay và 
những khu vực nước bị trào hoặc bắn ra ở dưới mâm xoay. Có trường hợp mâm đĩa 
trong lò xoay không đều dẫn đến thức ăn chín không đều. Trường hợp đĩa vẫn xoay 
nhưng thức ăn vẫn không chín mà chỉ “âm ấm” là do bộ điều khiển cường độ bị trục 
trặc, hoặc do bộ phận tạo sóng có vấn đề. 
 - Có hiện tượng đánh tia lửa điện giữa thiết bị và dụng cụ chứa thực phẩm trong 
khoang lò vi sóng: Kiểm tra dụng cụ đựng thức ăn vì chỉ nên dùng những loại dành 
riêng cho lò vi sóng. 
 - Bị khói trên vỉ nướng khi bắt đầu đốt nóng thanh nhiệt: Vệ sinh những phần thức 
ăn dư thừa bám trên bề mặt vỉ nướng. 
 - Thực phẩm dạng khô không thể nấu chín trong lò vi sóng, muốn nấu chín phải 
làm cho thức ăn có độ ẩm đều hoặc có nước. 
 Bộ phận quan trọng nhất của lò vi sóng là máy phát sóng (Magnetron), nó 
chiếm khoảng 60 - 70% giá trị của lò, vì vậy khi sử dụng phải hết sức cẩn thận vì khi 
bị hư hỏng sẽ không thể sửa chữa mà phải thay mới. 
4. Ưu điểm của lò vi sóng 
 - Nấu chín thức ăn rất nhanh so với các phương pháp nấu cổ truyền thông 
thường. 
 - Các lò nướng vi sóng đốt nóng thức ăn bằng phương pháp như trên tiết kiệm chi 
phí về năng lượng. 
 - Các chất bổ dưỡng vẫn tồn tại trong thức ăn. 
 - Các thức ăn chứa đam không bị rám sém khi nấu trong lò nướng vi sóng. 
 - Thức ăn được đốt nóng nhanh trong lò nướng vi sóng giữ được nhiều chất dinh 
dưỡng hơn so với thức ăn bị đốt nóng lâu hơn trong nồi như ninh, om, hầm... 
Hiệu suất năng lượng của lò vi sóng đạt tới 64%.