Đồng là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu là Cu. Đồng là kim loại có độ dẫn điện và dẫn nhiệt cao nên được sử dụng làm chất dẫn điện và dẫn nhiệt của nhiều ứng dụng trong sản xuất và đời sống.

Tuy nhiên, bạn sẽ thắc mắc: Tại sao đồng dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhưng các loại nồi, chảo để sử dụng với bếp từ lại không sử dụng vật liệu đồng? Đặt nồi đồng nguyên chất lên trên bếp từ tốt nhất, nồi đồng vẫn lạnh băng.

Từ tính là gì?

Mọi vật chất trong thế giới của chúng ta đều có cấu tạo từ các nguyên tử (atoms). Mỗi nguyên tử lại bao gồm các hạt proton, neutron và electron.

Các electron (hạt mang điện tích âm) chuyển động xung quanh hạt nhân của nguyên tử. Đồng thời, các hạt electron này cũng có thể tự quay xung quanh bản thân mình.

Do sự sắp xếp các electron trong các nguyên tử khác nhau và sự sắp xếp các nguyên tử trong các chất khác nhau, nên khi electron chuyển động, nó tạo ra một lực từ. Lực từ này rất nhỏ, các lực từ có thể hợp lại với nhau tạo ra một lực từ lớn hơn, nhưng cũng có thể tự triệt tiêu nhau khiến lực từ trở lên rất bé hoặc bằng 0.

Mỗi nguyên tử có rất nhiều electron, mỗi đồ vật chúng ta tiếp xúc hàng ngày chứa số lượng cực lớn các nguyên tử. Chính vì có số lượng nguyên tử “khổng lồ” như vậy mà lực từ của các electron hợp lại sẽ tạo ra một lực từ rất mạnh.

Các vật liệu có một thuộc tính khi được đặt trong một từ trường (do một dòng điện hay một nam châm vĩnh cửu sinh ra), đó là từ tính. Từ tính có nguồn gốc từ lực từ.

Các vật liệu từ có từ tính mạnh, yếu khác nhau, được phân theo 3 loại chủ yếu:

- Vật liệu nghịch từ: Chuyển động của electron quanh hạt nhân, tạo ra từ trường có chiều ngược với từ trường bên ngoài tác động. Ví dụ kim loại nghịch từ là đồng, chì.

- Vật liệu thuận từ: Không duy trì từ tính của chúng khi không có từ trường. Khi chưa có từ trường ngoài, các electron chuyển động hỗn loạn. Khi có từ trường ngoài, chúng sắp xếp theo cùng một hướng với từ trường. Ví dụ kim loại thuận từ là nhôm, bạch kim.

- Vật liệu sắt từ: Là vật liệu từ mạnh. Các electron luôn sắp xếp trật tự theo một hướng, ngay cả khi không có từ trường ngoài. Ví dụ kim loại sắt từ là sắt, coban.

Thông thường, khi ta nói một vật liệu có từ tính, tức là ám chỉ vật liệu có tính sắt từ.

Tóm lại, từ tính là kết quả của sự phân bố không đồng đều và chuyển động của các electron trong cấu trúc nguyên tử của vật liệu từ.

Đồng không có từ tính

Các nguyên tố như đồng, nhôm, lực từ của các nguyên tử là rất yếu. Các electron chuyển động không theo một hướng nhất định nên nó không tổng hợp lực để tạo ra một lực lớn hơn. Đồng, nhôm không có từ tính, hay nói cách khác là không bị “nhiễm từ”.

Trở lại với cách thức hoạt động của bếp điện từ (còn gọi là bếp từ). Bếp từ có thành phần làm từ cuộn dây đồng đặt bên dưới tấm kính dày của bếp. Thực tế, đồng dẫn điện tốt đến mức nó thường được sử dụng để tạo ra các cuộn dây trong bếp từ.

Khi khởi động bếp, dòng điện chạy qua cuộn dây đồng, sinh ra từ trường trên mặt vùng nấu của bếp. Phần từ trường này sẽ cảm ứng với đáy nồi có nhiễm từ, khiến nồi sinh ra nhiệt, nóng lên, nấu chín thức ăn. Nếu bạn bật bếp nhưng không đặt nồi có vật liệu nhiễm từ ở phía trên, bếp sẽ không nóng lên.

Bếp từ được thiết kế để chỉ hoạt động với các vật liệu có từ tính. Đồng không có từ tính nên nhà sản xuất không sử dụng làm vật liệu để làm dụng cụ nấu với bếp từ.