Магнетрон в микроволновке как работает: Как работает и как устроен магнетрон микроволновой печи | Электронные схемы

Как работает магнетрон микроволновой печи. Режимы генерации микроволн

Любая микроволновая печь позволяет владельцу задать мощность, необходимую для выполнения той или иной функции: от минимальной мощности, достаточной для поддержания пищи подогретой, до полной мощности, которая нужна для приготовления пищи в загруженной продуктами печи.

Периодичность включения / выключения магнетрона

Особенностью магнетронов, применяемых в большинстве микроволновых печей, является то, что они не могут «гореть вполнакала». Поэтому, чтобы печь работала не на полной, а на уменьшенной мощности, можно лишь периодически выключать магнетрон, прекращая на какое-то время генерацию микроволн.

Режимы генерации микроволн:

1. Минимальная мощность: Когда печь работает на минимальной мощности (пусть это будет 90 Вт, при этом пища в полости печи поддерживается в подогретом состоянии), магнетрон включается на 4 с, затем отключается на 17 с, и эти циклы включения-выключения все время чередуются.

2. Промежуточная мощность: Увеличим мощность, скажем, до 160 Вт, если нам нужно разморозить продукты. Теперь магнетрон включается на 6 с, а отключается на 15 с. Прибавим мощность: при 360 Вт длительность циклов включения и выключения почти сравнялась - это 10 с и 11 с соответственно.  Заметим, что суммарная длительность циклов включения и выключения магнетрона остается постоянной (4 + 17, 6 + 15, 10 + 11) и составляет 21 с.

3. Полная мощность: Наконец, если печь включена на полную мощность (в нашем примере это 1000 Вт), магнетрон работает постоянно, не отключаясь.

Как работает инвертор микроволновки

В последние годы на отечественном рынке появились модели микроволновых печей, в которых питание магнетрона осуществляется через устройство под названием «инвертор». Производители этих печей («Panasonic», «Whirlpool») подчеркивают такие преимущества инверторной схемы, как компактность узла излучения микроволн, позволяющего увеличить объем полости при неизменных внешних габаритах печи и более эффективное преобразование потребляемой электроэнергии в энергию микроволн.

Инверторные системы питания широко применяются, например, в кондиционерах воздуха и позволяют плавно менять их мощность. В СВЧ-печах инверторные системы питания дают возможность плавно менять мощность источника излучения, вместо того чтобы отключать его каждые несколько секунд.

Благодаря плавному изменению мощности излучателя микроволн в печах с инвертором температура также меняется плавно, в отличие от традиционных печей, где из-за периодического выключения магнетрона время от времени прекращается подвод излучения. Впрочем, будем справедливы к традиционным печам: эти колебания температуры не столь уж сильны и вряд ли сказываются на качестве приготовленной пищи.

Так же, как в случае кондиционеров, микроволновки с инверторной системой питания стоят дороже, чем с традиционной.

Знаете ли вы …

  • что в микроволновой печи можно разогревать любое молоко без всякого ущерба для его питательных свойств? Единственное исключение - свежесцеженное грудное молоко: под воздействием микроволн оно утрачивает содержащиеся в нем компоненты, жизненно необходимые младенцу.
  • что иногда вращение стола лучше отменить. Это позволит готовить большие по объему блюда (лосось, индейку и т. д.), которым просто не повернуться в полости, не задев ее стенок.

Магнетрон: устройство и принцип действия

Миллионы людей во всем мире ежедневно разогревают пищу в микроволновых печах, но при этом не задумываясь о том, как работает СВЧ-печь, а ведь это на самом деле интересно.

Кстати, первые микроволновые печи, вопреки расхожему мнению появились не в Германии, а в Америке. В Советском союзе они также выпускались с середины 80-х годов.


Как видно на рисунке, микроволновка устроено достаточно просто — в каждой модели есть дверца с защелками, лампа освещения камеры, поддон и тренога на которой вращается тарелка, панель управления и вентиляционные отверстия. А внутри агрегата скрывается конденсатор, трансформатор, волновод и самый главный элемент микроволновой печи — магнетрон. Вот об этом загадочном устройстве в этой статье мы поговорим подробнее.

Магнетрон — «сердце» микроволновой печи

Магнетрон переводится с греческого «магнит» и «электрон». Говоря простым языком, магнетрон — это мощная лампа, которая генерирует микроволны. Со школьного курса физики мы помним, что волна — это сочетание переменных магнитного и электрических полей. Любая пища содержит молекулы воды, а отрицательно и положительно заряженные частицы воды отлично проводят электричество, которое магнетрон преобразует в сверхчастотное электрическое поле, и греет пищу с помощью невидимых человеческому глазу волн.

Кстати, микроволны существуют и в природе — их испускает солнце.
Впервые термин появился почти 100 лет назад благодаря американскому ученому Асафу Холлу, но патент на изобретение магнетрона получил другой ученый только в 1924 году, и в дальнейшем ученые всего мира ломали головы как увеличить частоту колебания для генерации волн. Тут отлично сработали советские ученые, которые предложили использовать в его устройстве медь, что увеличило частоту колебаний вдвое.
С тех пор магнетрон успешно используется в радарах и радиолокационных приборах, и даже был очень полезен во времена Второй мировой войны. Но только через год после Победы магнетрон расплавил шоколад в кармане американского инженера, и именно таким случайным образом этот прибор начали использовать в быту, создав на его основе всем известную микроволновую печь. Правда первая в мире микроволновая печь весила более 300 кг и стоила 3 тысячи долларов.

Устройство магнетрона

Визуально магнетрон кажется не хитро устроенной деталью. Снаружи магнетрона возвышается колпачок антенны излучателя (№1 на рисунке). Внутри магнетрон состоит из двух кольцеобразных магнитов (№2), которые создают магнитное поле. Под №3 изображен радиатор, который избавляет устройство от излишков тепла. Под №4 — контакты, которые обеспечивают работу устройства. Изолятор (№5) защищает корпус от излучения, коробка фильтра (№6) защищает фильтр от внешнего воздействия.

Корпус, изображенный под №7, делает устройство жестким, а значит, более защищенным. Сетка фильтра (№8) выполнена из медной проволоки, она не дает микроволнам покидать магнетрон, и обеспечивает контакт между магнетроном и печью. Изолятор (№9), соответственно изолирует устройство, а фланец, изображенный под №10 фиксирует магнетрон к корпусу печи.

Применение магнетрона в быту

Конечно магнетрон используемый для СВЧ-печей, работает несколько иначе, чем магнетрон в радиолокационных системах военных. И самое главное правило продления службы микроволновой печи — категорически нельзя включать пустую микроволновую печь. В противном случае может возникнуть искрение — микроволнам в таком случае некуда деться, и магнетрон может повредиться.

Скорость, при которой пища разогревается зависит исключительно от мощности магнетрона. Обычно она колеблется от 650 до 850 Вт. Чтобы проверить мощность, нужно закипятить в микроволновке стандартный стакан с водой, на это должно уйти от 2 до 3 минут.

Магнетрон распространяет радиацию?

Это один из самых распространенных мифов. В микроволновой печи попросту нет элементов, которые могут выделять радиацию, а микроволны заставляют молекулы усиленно «тереться», и за счет этого пища нагревается.
Микроволновых волн также не стоит бояться, хотя бы потому что любая микроволновая печь сконструирована так, чтобы защитить окружающих от них. Например, ни одна микроволновая печь не будет работать с открытой дверцей. В каком то количестве волны могут выходить наружу, но не дальше чем на расстояние 5 метров, а поэтому просто не стойте рядом с печью во время подогрева пищи. Питательные вещества из-за работы магнетрона также теряются не более, чем при любой другой термообработке.

Неисправности магнетронов

Магнетрон — это едва ли не главная деталь микроволновой печи, поэтому неудивительно, что когда он выходит из строя, хочется понять, подлежит запчасть ремонту или замене.

Сразу плохие новости — случаи поломки магнетрона, которые не подлежат ремонту. К ним относится обрыв нити накаливания, короткое замыкание, отсутствие генерации волн и нарушение вакуума.
Но бывают и такие неисправности магнетрона, которые можно устранить, например пробой конденсаторов, который определяется при выключенной внешней сети между магнетроном и корпусом с помощью тестера. Причиной такой поломки могут быть перепады напряжения в сети.
Также из-за того, что микроволновка долго работала «впустую» может заметно снизится мощность печи. В этом случае может помочь способ добавления напряжения на накал, если это позволяет конструкция вашей микроволновой печи.
Бывает, что в печи возникает СВЧ-разряд между антенной магнетрона и корпусом устройства. В такой ситуации нужно срочно заменить колпачок. Но учтите, что деталь должна быть идентичной сгоревшей.

Покупка магнетрона к СВЧ

Если магнетрон не подлежит ремонту, и вы решили его заменить, учтите, что он должен полностью соответствовать вышедшей из строя детали. Если вы собираетесь купить магнетрон самостоятельно, уточните его маркировку.

Кстати, при выборе магнетрона руководствуйтесь не столько маркой микроволновой печи, сколько мощностью детали.

Как устроен магнетрон микроволновки

Микроволновую печь в наше время можно встретить практически на каждой кухне. Однако не многие знают, как она работает, и что такое магнетрон. Чтобы понять, что представляют собой микроволны и как они образуются, необходимо разобраться с устройством этого прибора.


Как выглядит магнетрон

Назначение и принцип работы магнетрона

Магнетроном называют электронное устройство большой мощности, которое с помощью изменения потока электронов генерирует высокочастотные микроволны. Молекулы воды, которые обязательно присутствуют в продуктах, имеют хорошую электропроводность. Под действием сверхвысокочастотных магнитных колебаний, создаваемых магнетроном, они начинают двигаться с высокой скоростью, нагревая при этом пищу.

В бытовых приборах используется многорезонаторная разновидность магнетрона, в которой на электроны одновременно воздействуют три поля:

  1. сверхвысокочастотное;
  2. электрическое;
  3. магнитное.

Видео: что такое магнетрон

Магнетрон генерирует СВЧ колебания, обеспечивая высокую мощность на выходе, не смотря на небольшой вес и компактные габариты. В непрерывном режиме мощность устройства может достигать десятков киловатт. Максимальная мощность при импульсном режиме работы составляет – 5МВт. Мощность магнетронов, установленных в большинстве микроволновых печей, составляет 650-850 Вт.

Питание маломощных магнетронов осуществляется переменным током. Для более мощных устройств необходим выпрямленный оперативный ток. Магнетроны работают на различных частотах в диапазоне 0,5 – 100 ГГц.


Упрощенная схема работы магнетрона

Из чего состоит магнетрон

Все приборы, генерирующие СВЧ волны, независимо от их выходных характеристик, имеют идентичную конструкцию. Схема магнетрона состоит из следующих частей:

  • анодного блока, представляющего собой толстостенный цилиндр из металла, в стенках которого имеются отверстия (резонаторы), необходимые для образования кольцевой колебательной системы;
  • цилиндрического катода, во внутренней полости которого встроен подогреватель;
  • электромагнита или внешнего магнита, создающего магнитное поле;
  • проволочной петли, которая крепится к резонатору и служит для вывода энергии.

Резонаторы устройства выполняют замедляющую функцию. В них происходит столкновение электромагнитных волн с пучком электронов. В результате этого взаимодействия высокочастотное поле получает от электронов часть их энергии, вывод которой осуществляется посредством петли связи, закрепленной на анодном блоке.

Устройство будет работать бесперебойно только при условии, что разница между рабочей и резонансной частотами составит как минимум 10%. При небольшой разнице частот применяется разнорезонаторная колебательная система, в которой четные и нечетные резонаторы различаются по размеру.

Сферы применения магнетронов

Помимо обычных микроволновых печей магнетроны применяются в различных областях промышленности, а также при производстве радиолокационных систем.

В зависимости от сферы применения магнетроны имеют определенные особенности:

  • Для работы в радарных установках устройство прикрепляется к антенне конической формы с параболическим отражателем. Управление осуществляется с помощью коротких импульсов высокой интенсивности. Излучаемая микроволновая энергия улавливается чувствительным приемником. Отображение обработанного сигнала происходит на электронно-лучевой трубке.
  • Для функционирования радиолокационных станций применяются коаксиальные магнетроны, характеризующиеся быстрым изменением частот. Их целесообразно использовать для расширения тактико-технических качеств локаторов.
  • В магнетронах, установленных в бытовых микроволновых печах, имеется прозрачное отверстие, которое выходит в рабочую камеру прибора. Использование пустой печи может способствовать поломке прибора, так как микроволны будут не отражаться, а поглощаться волноводом.

В промышленности магнетроны применяются для обеззараживания, сушки зерновых культур. СВЧ-технологии используются при пастеризации и стерилизации молока и других жидких продуктов. Они эффективны для поддержания технологического режима при сушке лекарственных трав или древесины. В химической промышленности магнетроны применяются при получении различных кислот и разложении нитратов.

Видео: как работает магнетрон

Основные преимущества магнетронов

Поскольку рабочие частоты микроволновых излучателей на несколько порядков ниже инфракрасных или световых источников, глубина проникновения излучаемых ими волн существенно выше. При высоких значениях частот объект, подвергающийся обработке, нагревается только снаружи, а остальной объем прогревается за счет процесса теплопроводности, что ведет к ухудшению качественных характеристик.

Использование микроволн предпочтительнее теплового излучения, когда требуется быстрый разогрев, варка или сушка продуктов. Использование магнетрона не влияет на их вкусовые характеристики и внешний вид, а содержание витаминов и других полезных веществ практически не изменяется.

Применение микроволновых печей помогает снизить затраты на электроэнергию. Это объясняется следующими преимуществами СВЧ-технологий:

  • точная регулировка температуры;
  • высокая плотность энергии и мощности;
  • хорошая фокусировка;
  • мгновенное отключение и включение.


Магнетрон

Возможные неисправности магнетрона и его замена

Поскольку магнетрон является основной деталью СВЧ-печи, необходимо знать основные причины его выхода из строя. Существует несколько видов поломок излучателя, после которых он не подлежит восстановлению:

  • короткое замыкание;
  • повреждение нити накаливания;
  • нарушение герметичности;
  • отсутствие генерации колебаний.

В некоторых случаях магнетрон можно вернуть в рабочее состояние. Например, можно устранить пробой конденсаторов на участке между корпусом и магнитным излучателем. Такое может произойти во время перепадов напряжения в сети. Для диагностики прибора необходимо отключить прибор от сети и провести проверку с помощью специального тестера.

Если СВЧ-печь долгое время работала без продуктов, ее мощность может значительно снизиться. Для ее восстановления можно добавить напряжение на накал. Однако конструкция некоторых микроволновых печей не позволяет этого сделать.

При возникновении СВЧ-разряда между корпусом микроволновой печи и излучателем, необходима срочная замена колпачка. Новая деталь должна быть абсолютно идентична сгоревшей.

Если восстановить вышедший из строя магнетрон не удалось, то его можно заменить. Перед покупкой нового излучателя необходимо внимательно изучить маркировку и технические характеристики устройства.

Видео: устройство и принцип работы микроволновой печи

К сожалению, у всякой техники есть свой срок службы, и микроволновые печи не являются исключением. Порой мы сталкиваемся с тем, что на разогрев блюда начинает уходить больше времени, чем обычно. А порой устройство внешне работает исправно, но еда так и остается холодной. Часто причиной такого поведения микроволновки, является неисправный магнетрон. Где же находится эта деталь и как ее проверить?

Что такое магнетрон

Микроволновки могут сильно различаться между собой, но есть одна деталь, без которой не сможет работать ни одна существующая модель, будь то Самсунг, Филипс или другая известная марка.

Именно от качественного магнетрона и зависит вся работа СВЧ-печи.

Из чего же состоит эта деталь?

  1. Для излучения волн прибор оснащен специальной антенной.
  2. Для изоляции антенны от рабочей поверхности используется специальный цилиндр, изготовленный из качественного металла.
  3. За распределение магнитных полей отвечает особый магнитопровод.
  4. А вот за распределение потоков отвечают магниты.
  5. Для того чтобы деталь не перегревалась, важной комплектующей для нее является радиатор.
  6. Чтобы излучения микроволновой печи не приносили вреда, магнетрон оснащен специальными фильтрами.

Схема устройства магнетрона

Такая конструкция как магнетрон, понятна только профессионалам. Ремонтировать ее самостоятельно – процесс трудоемкий и неблагодарный. Если вы уверены в том, что проблема именно в нем, лучше обратиться к специалисту.

Какие проблемы могут возникнуть

Изучив устройство магнетрона, становится понятно, что из строя выходит не вся деталь. Возможно, не работает какая-то из его частей, что и необходимо установить. Существует несколько распространенных причин поломки. Как проверить магнетрон и узнать, где именно кроется неисправность?

  1. Одной из важных составляющих магнетрона является специальный колпачок, который сохраняет вакуумность трубы. Если проблема в нем, то заменить его не составит труда.
  2. Если деталь перегревается, то значит, из строя вышел радиатор.
  3. Из-за перегрева может произойти обрыв нити накаливания. Для диагностики этой неисправности потребуется специальный тестер. В рабочем состоянии нить показывает напряжение 5-7 Ом. Если она вышла из строя, то напряжение упадет до 2-3 Ом, если же произошел обрыв, то прибор покажет бесконечность.
  4. Поломка фильтра проверяется тестером. Если деталь исправна, прибор покажет бесконечность, в случае поломки – вы увидите численное сопротивление.

Существуют поломки, которые вы не сможете диагностировать самостоятельно. Для этого необходимо обладать не только знаниями, но и специальным оборудованием.

Как проверить магнетрон

Цена замены этой детали настолько высока, что многие предпочитают приобрести новую микроволновку, а не ремонтировать старую. Прежде чем отправить испортившийся прибор на помойку, необходимо убедиться в том, что проблема именно в этой дорогостоящей детали. Для этого необходимо проделать определенные манипуляции:

  1. Первое, что вы должны сделать, чтобы проверить магнетрон – это отключить питание в микроволновке, выключив устройство из сети.
  2. Осмотрите внутренние стенки микроволновой печи. В случае неисправности магнетрона, вы обнаружите оплавленные участки, потемневшие или сгоревшие стены.
  3. Если внешних признаков нет, необходимо произвести диагностику тестером.
  4. Проверьте, исправен ли предохранитель.

Основными признаками того, что магнетрон вышел из строя, являются странные звуки, дым или искры из печи. После таких внешних проявлений микроволновка перестает корректно работать.

Устанавливаем новую деталь

Если у вас дорогостоящая модель СВЧ, то разумней все же заменить поломавшуюся деталь, а не покупать новую печку. Конечно, лучше всего обратиться в сервисный центр, но можно попробовать произвести замену самостоятельно.

Покупая новый магнетрон, обратите внимание на то, чтобы совпадала мощность, соответствовали контакты и отверстия для крепления. В противном случае вы рискуете приобрести бесполезную деталь.

Подсоединить новый магнетрон не составляет труда, так как он имеет всего два основных контакта. Подробная информация обо всех обозначениях есть на схеме, главное, проверить соответствие следующих частей устройства:

  1. Антенна должна соответствовать диаметру заводской.
  2. Следите за плотным прилеганием нового устройства к волноводу.
  3. Длина неисправной антенны должна соответствовать новой.

Лучше всего, выкрутить старую деталь и отправиться в сервис с ней, чтобы специалисты подобрали вам нужную.

Заключение

Микроволновка – незаменимая помощница на любой кухне. С ее помощью можно и быстро подогреть еду, и приготовить вкусное блюдо. Поломка этого технического чуда вызывает некоторый ступор и парализует привычный ритм жизни. Многие из существующих неисправностей СВЧ можно решить самостоятельно, но если из строя вышел магнетрон, обратитесь к специалисту. Производить ремонт самостоятельно опасно не только для техники, но и для вас.

Если соблюдать все правила использования микроволновки (СВЧ-печки), она прослужит достаточно долгий срок. При несоблюдении этих правил, СВЧ-печь может выйти из строя. Как нам известно, ремонт любой радиоэлектронной техники не дешевый, а иногда вообще может превышать стоимость покупки нового устройства.

Причины поломки СВЧ-печей

Чаще всего при поломке СВЧ-печи сталкиваются с неисправностью магнетрона. Данный элемент устройства выходит из строя при перегрузке, когда рассеиваемая на нем мощность превышает норму. К такому результату обычно приводит использование посуды из металла или с его элементами при включении СВЧ-печи. Пустую микроволновку также не стоит включать. Несоблюдение этих простых инструкций и приводит к поломке, особенно если модель печи недорогая. В таких случаях поломки практически всегда неизбежна замена магнетрона и высоковольтного диода.

Может также сломаться пластиковая или слюдяная заглушка или прокладка, которая находится в рабочей камере микроволновки. Такая прокладка представляет собой прямоугольник 2,5 х 6 см , который служит разделительным элементом между волноводом и антенной магнетрона и между рабочей камерой. Такая заглушка защищает волновод и антенну магнетрона от попадания маленьких кусочков еды из рабочей камеры. Специалисты по ремонту настоятельно не рекомендуют заниматься ремонтом СВЧ-печи самостоятельно.

Казалось бы, диагностика повреждений простая и устранение поломки тоже, но стоит знать, что в электрической цепи магнетрона существует довольно немалое напряжение в несколько сотен вольт, и при самостоятельном ремонте можно получить ожоги электрическим током. Также магнетрон – это элемент, который генерирует и излучает сверхвысокую частоту, при ремонте есть риск получить облучение. Поэтому ремонт своими руками совсем небезопасен.

В статье разберем подробнее, как при четком соблюдении мер безопасности, диагностировать неисправность и устранить её, с последующей заменой элементов своими руками (магнетрона или высоковольтного диода). Таким образом, можно снизив затраты на ремонт привести наш кухонный прибор в рабочее состояние.

Это интересно! Духовой шкаф с функцией микроволновки

Какие неисправности встречаются чаще всего?

Самых распространенных видов неисправности СВЧ-печи всего лишь два:

  • Неисправность, при которой нет нагрева рабочей камеры;
  • Снижение мощности прибора.

В случае, как с первой поломкой, магнетрон подлежит замене, вдобавок к этому на работоспособность стоит проверить также и высоковольтный диод. Когда магнетрон находится в неисправности, обычно вместе с ним может выйти из строя и диод.

Магнетрон даже в неисправном состоянии выглядит как новый, поэтому убедиться в его неисправности понадобиться более внимательно. Можно протестировать нить накала, но этого мало. Следует проверить звук, который издает при работе микроволновая печь. Можно положить внутрь рабочей камеры стакан, заполненный водой на 2/3. Если при работе слышится ровный звук, тогда микроволновка в исправном состоянии. В неисправном состоянии она будет издавать звук гудящего с натугой трансформатора и потрескивания. В случае неисправности не следует использовать печь.

Существует популярный тест, который поможет установить, качественно ли работает микроволновая печь. Для этого нам нужна стеклянная банка, наполненная водой, ёмкостью 1 литр. Наполненная емкость помещается в рабочую камеру микроволновки, предварительно нужно измерить с помощью цифрового градусника температуру воды в банке. Затем микроволновая печь включается на 1 минуту, по истечении которой банку нужно достать, перемешать в ней воду и вновь замерить температуру. По разнице между температурами до и после нагрева можно определить рабочую мощность и насколько она соответствует.

Как проверить магнетрон на неисправность своими руками?

При ремонте микроволновых печей создаются определенные проблемы и неудобства с диагностикой магнетрона, так как отсутствуют легкие методы его диагностики. Например, быстро проверить на неисправность магнетрон и элементы высоковольтного умножителя (в том числе и высоковольтный диод) можно с помощью прибора осциллографа, который должен быть в режиме измерения высоких напряжений.

Служит магнетрон в роли одного из диодов удвоителей напряжения . Данная функция позволит сделать проверку магнетрона как диода, при условии, что штатный диод существует и исправен . Получить интересующие нас данные о работоспособности, неисправностях и проблемах с режимом питания магнетрона можно, увидев с помощью осциллографа форму напряжения на его катоде.

Для этого необходим стандартный высоковольтный делитель, рассчитанный на 30 кВ. Также такой делитель можно сделать самостоятельно из трёх резисторов сопротивлением 33МОм и одного резистора сопротивлением 30кОм, который используется для подключения входа измерительного прибора. Заземление необходимо подсоединять к корпусу печи. На экране осциллографа, при включенной микроволновке, могут наблюдаться отрицательные полупериоды с импульсами 50 Гц, амплитудой 4 кВ. Форма, размер, периодичность и амплитуда импульсов зависит от составных компонентов источника питания.

По мере возрастания накаливания и его устойчивой работы в режиме активности, можно пронаблюдать начальный вход магнетрона в режим работы. Также можно выявить, какие диоды, резисторы и конденсаторы вышли из строя. Если магнетрон неисправен , то на экране осциллографа мы можем наблюдать синусоиду амплитудой 2 кВ.

Навыки по ремонту свч-печей можно получить, проведя описанный выше метод и контрольных измерений показателей на исправной печи, которые далее можно использовать как эталонные. Включив СВЧ-устройство через лабораторный автотрансформатор и снизив напряжение на 25%-30%, можно определить рабочее состояние магнетрона. Во время проведения измерений нужно брать в учет высокое напряжение и соблюдать технику безопасности.

Определяем работоспособность высоковольтного диода

Принцип работы высоковольтного диода лишь один, но разновидность типов диода очень большая. На плате устройства обычно диод обозначен символами DB 1, по типу он может иметь самые различные маркировки. Ознакомившись с информацией и характеристиками диода, можно заменить его аналогичным диодом с другой маркировкой, ведь у каждого производителя своя маркировка продукции.

Технические характеристики высоковольтного диода такие:

  • Максимальное напряжение 5 кВ;
  • Ток до 700мА.

Из-за таких характеристик нельзя прозвонить диод обычным мультиметром, так как максимальный предел измерения сопротивления 2МОм. При измерении показаний такой тестер в любом случае покажет «обрыв цепи». Напряжение отпирания для высоковольтного диода заряжает высоковольтную ёмкость до амплитудного значения . По сравнению с рабочим оно имеет очень маленький показатель . Диод запирается только тогда, когда полярность напряжения поменялась, в том случае общее напряжение на обмотке и ёмкости прикладывается к магнетрону .

Это интересно! Стандартные размеры микроволновки и правила выбора СВЧ

Способы диагностики высоковольтного диода

Неисправный высоковольтный диод можно проверить на пригодность двумя способами:

  • С помощью омметра, у которого предел измерения сопротивления составляет 200 МОм . Такой прибор предназначен для измерения показателей сопротивления изоляции кабелей;
  • Практическим методом при помощи цепи переменного напряжения от100 до 230 В.

Однако, используя данный метод проверки в домашних условиях, обязательно требуется соблюдать технику безопасности. Последовательно диод своим одним контактом подключается к электрической цепи 230 В через её проводник. Затем в режиме постоянного напряжения, используя диапазон напряжений 250 В, с помощью мультиметра снимают показания между проводником и контактом сети которые не подключены к цепи. Если напряжение присутствует, то тестер не покажет «короткое замыкание». Если есть «короткое замыкание» — значит, диод неисправен. Об уменьшении мощности микроволновой печи может свидетельствовать слабый нагрев продуктов питания либо увеличиваются временные затраты на разогрев. При наличии такой поломки замена магнетрона, скорее всего, не нужна.

Рассмотрим два способа диагностики проблемы:

  • Проверим на вид заглушку из пластика или слюды, которая располагается в рабочей камере СВЧ-печи. Она находится напротив волновода магнетрона. Такая заглушка защищает волновод магнетрона от попадания на него разогретой пищи из рабочей камеры. Так как заглушка ничем не защищена, очень часто она прогорает, чтобы обеспечить её дополнительную защиту следует покрасить заглушку сверху пищевой эмалью;
  • В розетке и в вилке микроволновой печи необходимо проверить напряжение. Даже маленькое уменьшение показателя напряжения питания может глобально влиять на мощность работы СВЧ-печи. При этом все показания печи остаются такими же, как и были раньше, и можно подумать, что неисправное устройство работает нормально. Если напряжение, используемое для питания, сократится до 200 В, мощность, которую выдает печь, сократится практически в 2 раза. Проходные ёмкости магнетрона меняются путем снятия крышки с его фильтра. Их общий провод с помощью отвёртки необходимо отделить от корпуса фильтра. Исправность конденсаторов можно проверить при помощи омметра.

Если проходные конденсаторы вывода накала неисправны, можно отсоединить старый конденсатор с помощью кусачек от платы, а затем припаять новые рабочие конденсаторы. Новые конденсаторы могут быть любые, но их ёмкость должна быть более 200пФ в зависимости от рабочих напряжений.

Для изоляции выводов емкостей нужно залить их эпоксидным клеем. Такое устранение поломки является не самым качественным и надежным, и может быть применен такой способ лишь в том случае, если нет другого выхода. В данном случае можно поступить с ремонтом иначе. Можно снять запчасти со старой микроволновки, которая была исправна. Таким образом, неисправность бытового устройства будет устранена.

Это интересно! Электропечь: выпечка в домашних условиях

В статье были рассмотрены методы ремонта СВЧ-печи своими руками, которые имеют смысл и позволяют сэкономить затраченное на проведение ремонта время и финансовые средства.

Отзывы и комментарии

Если есть мегомметр на напряжение 100, 500, 1000 В то диод можно проверить им, на пределе 1000 В лучше всего.
Если есть стрелочный вольтметр на 30 кВ для измерения напряжения на аноде кинескопа можно использовать его, но придётся изменить полярность стрелочной головки.

Что такое магнетрон, принцип его работы

Микроволновую печь в наше время можно встретить практически на каждой кухне. Однако не многие знают, как она работает, и что такое магнетрон. Чтобы понять, что представляют собой микроволны и как они образуются, необходимо разобраться с устройством этого прибора.

Как выглядит магнетрон

Назначение и принцип работы магнетрона

Магнетроном называют электронное устройство большой мощности, которое с помощью изменения потока электронов генерирует высокочастотные микроволны. Молекулы воды, которые обязательно присутствуют в продуктах, имеют хорошую электропроводность. Под действием сверхвысокочастотных магнитных колебаний, создаваемых магнетроном, они начинают двигаться с высокой скоростью, нагревая при этом пищу.

В бытовых приборах используется многорезонаторная разновидность магнетрона, в которой на электроны одновременно воздействуют три поля:

  1. сверхвысокочастотное;
  2. электрическое;
  3. магнитное.

Видео: что такое магнетрон

Магнетрон генерирует СВЧ колебания, обеспечивая высокую мощность на выходе, не смотря на небольшой вес и компактные габариты. В непрерывном режиме мощность устройства может достигать десятков киловатт. Максимальная мощность при импульсном режиме работы составляет – 5МВт. Мощность магнетронов, установленных в большинстве микроволновых печей, составляет 650-850 Вт.

Питание маломощных магнетронов осуществляется переменным током. Для более мощных устройств необходим выпрямленный оперативный ток. Магнетроны работают на различных частотах в диапазоне 0,5 – 100 ГГц.

Упрощенная схема работы магнетрона

Из чего состоит магнетрон

Все приборы, генерирующие СВЧ волны, независимо от их выходных характеристик, имеют идентичную конструкцию. Схема магнетрона состоит из следующих частей:

  • анодного блока, представляющего собой толстостенный цилиндр из металла, в стенках которого имеются отверстия (резонаторы), необходимые для образования кольцевой колебательной системы;
  • цилиндрического катода, во внутренней полости которого встроен подогреватель;
  • электромагнита или внешнего магнита, создающего магнитное поле;
  • проволочной петли, которая крепится к резонатору и служит для вывода энергии.

Резонаторы устройства выполняют замедляющую функцию. В них происходит столкновение электромагнитных волн с пучком электронов. В результате этого взаимодействия высокочастотное поле получает от электронов часть их энергии, вывод которой осуществляется посредством петли связи, закрепленной на анодном блоке.

Устройство будет работать бесперебойно только при условии, что разница между рабочей и резонансной частотами составит как минимум 10%. При небольшой разнице частот применяется разнорезонаторная колебательная система, в которой четные и нечетные резонаторы различаются по размеру.

Сферы применения магнетронов

Помимо обычных микроволновых печей магнетроны применяются в различных областях промышленности, а также при производстве радиолокационных систем. В зависимости от сферы применения магнетроны имеют определенные особенности:

  • Для работы в радарных установках устройство прикрепляется к антенне конической формы с параболическим отражателем. Управление осуществляется с помощью коротких импульсов высокой интенсивности. Излучаемая микроволновая энергия улавливается чувствительным приемником. Отображение обработанного сигнала происходит на электронно-лучевой трубке.
  • Для функционирования радиолокационных станций применяются коаксиальные магнетроны, характеризующиеся быстрым изменением частот. Их целесообразно использовать для расширения тактико-технических качеств локаторов.
  • В магнетронах, установленных в бытовых микроволновых печах, имеется прозрачное отверстие, которое выходит в рабочую камеру прибора. Использование пустой печи может способствовать поломке прибора, так как микроволны будут не отражаться, а поглощаться волноводом.

В промышленности магнетроны применяются для обеззараживания, сушки зерновых культур. СВЧ-технологии используются при пастеризации и стерилизации молока и других жидких продуктов. Они эффективны для поддержания технологического режима при сушке лекарственных трав или древесины. В химической промышленности магнетроны применяются при получении различных кислот и разложении нитратов.

Видео: как работает магнетрон

Основные преимущества магнетронов

Поскольку рабочие частоты микроволновых излучателей на несколько порядков ниже инфракрасных или световых источников, глубина проникновения излучаемых ими волн существенно выше. При высоких значениях частот объект, подвергающийся обработке, нагревается только снаружи, а остальной объем прогревается за счет процесса теплопроводности, что ведет к ухудшению качественных характеристик.

Использование микроволн предпочтительнее теплового излучения, когда требуется быстрый разогрев, варка или сушка продуктов. Использование магнетрона не влияет на их вкусовые характеристики и внешний вид, а содержание витаминов и других полезных веществ практически не изменяется.

Применение микроволновых печей помогает снизить затраты на электроэнергию. Это объясняется следующими преимуществами СВЧ-технологий:

  • точная регулировка температуры;
  • высокая плотность энергии и мощности;
  • хорошая фокусировка;
  • мгновенное отключение и включение.

Магнетрон

Возможные неисправности магнетрона и его замена

Поскольку магнетрон является основной деталью СВЧ-печи, необходимо знать основные причины его выхода из строя. Существует несколько видов поломок излучателя, после которых он не подлежит восстановлению:

  • короткое замыкание;
  • повреждение нити накаливания;
  • нарушение герметичности;
  • отсутствие генерации колебаний.

В некоторых случаях магнетрон можно вернуть в рабочее состояние. Например, можно устранить пробой конденсаторов на участке между корпусом и магнитным излучателем. Такое может произойти во время перепадов напряжения в сети. Для диагностики прибора необходимо отключить прибор от сети и провести проверку с помощью специального тестера.

Если СВЧ-печь долгое время работала без продуктов, ее мощность может значительно снизиться. Для ее восстановления можно добавить напряжение на накал. Однако конструкция некоторых микроволновых печей не позволяет этого сделать.

При возникновении СВЧ-разряда между корпусом микроволновой печи и излучателем, необходима срочная замена колпачка. Новая деталь должна быть абсолютно идентична сгоревшей.

Если восстановить вышедший из строя магнетрон не удалось, то его можно заменить. Перед покупкой нового излучателя необходимо внимательно изучить маркировку и технические характеристики устройства.

Видео: устройство и принцип работы микроволновой печи

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 14 чел.
Средний рейтинг: 4.6 из 5.

Проверяем, работает ли магнетрон в микроволновке. Магнетрон: как проверить его работу

Ни одна микроволновка не сможет разогревать пищу без магнетрона. Его стоимость составляет большую часть цены микроволновой печи. Поэтому, если Ваша микроволновка сломалась, важно быть уверенным, что причиной сбоя является именно это устройство.

Виды поломок магнетрона в микроволновке

Магнетрон представляет собой довольно сложный модуль. Выйти из строя может любая его часть. Заподозрить проблему с магнетроном можно если:

  • Микроволновая печь совсем не нагревает пищу, но все функционирует.
  • При работе печь может издавать звуки, дымить и даже искрить.

К сожалению, некоторые поломки данного устройства можно выявить только при помощи специального оборудования. Но некоторые из них определяются и в домашних условиях. Одной из основных причин поломки магнетрона является перегрев. В этом случае чаще всего выходят из строя колпачок магнетрона, радиатор, нить накаливания либо же фильтр.

Сгоревший колпачок определяется визуальным способом. А вот обрыв проводника и поломку фильтра возможно проверить только при помощи специального тестера. Например, если нить накаливания рабочая, то показания тестера будут колебаться от 5 и до 7 Ом. Если же произошел обрыв, то данные на тестере будут стремиться к бесконечности. В случае с фильтром, то тут все наоборот. Рабочая деталь дает бесконечные показания на измерительном приборе. Если же произошла поломка, то тестер покажет строго определенные числовые данные сопротивления.

Магнетрон в микроволновке – как проверить рабочее состояние

Что бы приступить к проверке рабочего состояния магнетрона делаем следующее:

  • Обесточить микроволновую печь, т.е. отсоединить ее от сети.
  • Внимательно провести визуальный осмотр стенки микроволновки, которая внутри. Нередко поломка магнетрона проявляется оплавлением стенки либо образованием различных потемнений.
  • Если нет видимых изменений внутри, то микроволновку разбирают и проводят внешний осмотр магнетрона.

  • Обратите внимание на колпачок. Если он сгорел, то это сразу заметно.
  • В случае, когда колпачок цел, то дальнейшую проверку проводят при помощи тестера.
  • Измерительным прибором проверяют предохранитель, конденсатор, фильтр и нить накаливания.
  • Если все показатели в норме, то вероятно произошло развакуумирование магнетрона. Выявить может только специалист при помощи особого оборудования.

Вы решили заказать и купить магнетрон для замены старого, но боитесь выбрать неподходящую модель? Обращайтесь в интернет-магазин «TER-MARKET»! Множество наших клиентов оценили качество наших услуг, товаров и цены на запчасти для СВЧ на отлично.

Как работает микроволновка | Микроволновые печи | Блог

 
Приготовление и разогрев пищи в микроволновой печи уже давно не вызывает вау-эффекта. Но вот как работает этот кухонный девайс, знает далеко не каждый. Это в свою очередь рождает множество мифов и кривотолков. В данном материале рассмотрим, как устроена микроволновка и как ее безопасно использовать.

Теория нагрева в СВЧ-печи

Как известно, полярные молекулы (иначе называемые диполями) ориентируются в пространстве вдоль силовых линий магнитного поля. Если такую молекулу поместить в переменное магнитное поле, она, обладая дипольным моментом, начнет поворачиваться, следуя за его магнитными линиями. Чем выше частота смены направления силовыми линиями поля, тем чаще молекула будет менять свое положение.

Ярким представителем диполя является молекула воды, самого распространенного на Земле вещества. Приложение переменного магнитного поля к молекулам воды заставляет их находиться в постоянном движении, обусловленным дипольным моментом. Из-за сил трения, возникающих между соседними молекулами, выделяется тепло и, соответственно, повышается температура материала, помещенного в электромагнитное поле. Причем чем быстрее и чаще меняется направление поля, тем быстрее происходит внутренний нагрев. Такое поведение молекулы воды является основополагающим принципом готовки в микроволновой печи.

Любой продукт содержит то или иное количество воды, поэтому если поместить его под действие электромагнитных волн, это гарантированно вызовет его нагрев. Причем продукт нагревается изнутри, а не снаружи, как это происходит при традиционных способах готовки. СВЧ-волны проникают вглубь продукта примерно на 2,5-3 см, а остальной нагрев происходит за счет теплового движения молекул.

Чтобы разогреть продукты, их подвергают воздействию электромагнитных волн, меняющих направление своих электромагнитных полей с высокой частотой.

Общепринятым стандартом частоты электромагнитного поля в СВЧ-печах является значение 2,45 ГГц.

Основной миф о микроволновках гласит, что молекула воды начинает менять свое положение лишь на частоте 2,45 ГГц. На самом деле это не так. Движение молекул воды возможно в более широком спектре частот. Причем чем ниже частота, тем глубже радиоволны проникают в толщу материала. Некоторые промышленные образцы микроволновок успешно работают на частоте 915 МГц.

Используемая частота радиоволн — определенный компромисс между эффективностью, стоимостью и повсеместной доступностью технологии. Во-первых, возможность использовать микроволновку должна быть везде, а значит, частота ее волн должна находиться в разрешенном радиочастотном диапазоне. Во-вторых, конечное изделие не должно иметь высокую стоимость, чтобы быть по карману большинству. В-третьих, прибор для приготовления должен быть достаточно компактным и иметь небольшой вес.

Устройство и принцип действия микроволновки

СВЧ-печь состоит из небольшого количества узлов и компонентов. В ее состав входят:

  • магнетрон;
  • волновод;
  • рабочая камера;
  • источник питания высокочастотного излучателя;
  • вентилятор охлаждения магнетрона;
  • плата управления микроволновкой;
  • механизм вращения тарелки.

Главную скрипку в работе микроволновки играет магнетрон — узел, генерирующий радиоволны высокой частоты.

Пытаясь вникнуть в суть работы магнетрона, так и хочется воскликнуть словами известного интернет-мема: «Ничего не понятно, но очень интересно!» На самом деле это так, только если подходить к вопросу, что называется, академически. Упрощенно работу электромагнитного излучателя можно описать следующим образом.

Конструктивно, магнетрон — это вакуумная электролампа, известная еще со времен дедовских телевизоров и радиоприемников. Узел состоит из толстостенного анода, как правило, выполненного из медного сплава и имеющего в своей конструкции камеры резонаторов, а также катода с дополнительной обмоткой, изготовленной из сплава вольфрама и тория. Катод осуществляет эмиссию электронов в вакуумную среду устройства. Для ускорения процесса отделения электронов с поверхности катода, обмотка нагревается путем подачи на нее небольшого напряжения. Колба магнетрона с обоих торцов заключена в постоянные магниты, создающие внутри нее постоянное магнитное поле.

Возникновение волн сверхвысокой частоты происходит при взаимодействии перпендикулярных друг другу постоянного магнитного поля, сформированного постоянными магнитами, и переменного электромагнитного поля, возникающего при подаче высокого напряжения на выводы магнетрона. Для питания излучателя СВЧ-волн используется высокое напряжение, величина которого составляет порядка 4000 В.

В кольцевом промежутке между катодом и анодом, иначе называемым пространством взаимодействия, происходит формирование потока электронов и их круговое вращение внутри воздушного зазора. Во время прохождения потока электронов мимо полостей резонаторов скорость электронов несколько замедляется. В этот момент происходит отбор энергии из пучка электронов и формирование СВЧ-волн, которые в свою очередь усиливаются в резонаторах и выводятся через проволочную петлю на антенну магнетрона.

Дальнейший путь СВЧ-волн довольно прост. По волноводу они попадают в рабочую камеру печи и поглощаются помещенными в нее продуктами, в результате чего пища нагревается.

Магнетрон, волновод и рабочая камера — замкнутая среда распространения СВЧ-волн, в которой они должны поглощаться. Именно по этой причине в рабочей камере должны находиться продукты, поглощающие энергию волн. Если включить пустую микроволновую печь, волны, отражаясь от стенок камеры, рано или поздно попадут обратно в волновод и на антенну магнетрона, что вызовет искрение внутри печи и станет причиной возможного выхода излучателя из строя.

Работу магнетрона обеспечивает мощный трансформатор, повышающий сетевое напряжение до 2 кВ. Посредством проходного конденсатора, установленного во вторичной обмотке, форма напряжения преобразуется в пульсирующую, удвоенную по величине. Таким образом, на контакты магнетрона поступает напряжение порядка 4 кВ, необходимое для нормальной работы излучателя. Дополнительно на вторичной обмотке трансформатора имеются выводы для питания нити нагрева катода. Напряжение питания схемы подогрева находится в пределах 2,5-4,5 В.

В процессе работы магнетрон выделяет большое количество тепла, которое отводится потоком нагнетаемого вентилятором воздуха. Воздух проходит через пластины радиатора, а затем попадает в рабочую камеру. Его избыток выходит через специальные вентиляционные отверстия.

Для равномерного воздействия микроволн на всю поверхность продуктов, в рабочей камере устанавливается вращающаяся тарелка.

По типу управления работой магнетрона микроволновые печи могут быть трансформаторными (устройство которых рассмотрено выше) или инверторными. Различие конструкций обеих концепций заключается лишь в источнике питания СВЧ-излучателя, а вот логика работы отличается существенно.

Если в классической конструкции мощность СВЧ-излучения регулируется путем периодического включения магнетрона на полную мощность, то при инверторном управлении излучатель остается включенным постоянно, а мощность его излучения регулируется посредством инвертора.

Что это дает конечному потребителю? В первую очередь — большую рабочую камеру. Физические размеры инвертора значительно меньше размеров трансформатора, поэтому высвобождаемое внутреннее пространство печи можно использовать для увеличения полезного объема камеры. Во-вторых, снижение веса. Высоковольтный трансформатор микроволновки — довольно мощный аппарат, вес которого составляет от 3 до 5 кг, что не идет ни в какое сравнение с весом инвертора. В-третьих, улучшение вкусовых качеств готовых блюд. Поскольку излучатель включен постоянно, то исключаются «ударные» нагрузки на молекулы воды в моменты включения магнетрона на полную мощность. Как результат, исключается излишнее высушивание продуктов путем избыточного выпаривания влаги. Это положительно сказывается на конечном вкусе готовых блюд. В-четвертых, снижение мощности в процессе готовки приводит к снижению потребления электроэнергии.

Многие сайты и невежественные продавцы бытовой техники утверждают, что инверторные модели лишены механизма поворотной тарелки, а равномерное приготовление пищи происходит за счет регулировки длины и интенсивности волн инверторным управлением. Это не так! Просто есть модели, в которых магнетрон установлен над или под рабочей камерой. Такое конструктивное решение позволяет выиграть еще несколько десятков кубических сантиметров полезного объема печи.

Безопасное использование микроволновой печи

Чтобы кухонный аппарат долгие годы служил верой и правдой и не требовал вмешательства сервисных служб в свой «внутренний мир», следует соблюдать несколько простых правил:

1. Не включать печь с пустой камерой, без продуктов. Микроволны ничем не поглощаются, поэтому «хлопки» и искрение гарантированы. К тому же это не лучшим образом сказывается на ресурсе магнетрона.

2. Поверхность рабочей камеры следует содержать в чистоте. Остатки продуктов на стенках мало того, что неэстетичны, но и содержат воду, поэтому при работе печи будут поглощать микроволны. В конечном итоге это приведет к порче покрытия стенок камеры.

3. Перед приготовлением продуктов, заключенных в какую-либо оболочку с намеком на герметичность (сосиски, сардельки и т. д.), оболочку продукта нужно проколоть в нескольких местах. Это простое действие создаст каналы для выхода пара, который неизбежно будет образовываться внутри продукта во время приготовления. Это позволит продукту сохранить свой первоначальный вид и остаться в тарелке, а не «украшать» своими частями стенки камеры.

Крайне не рекомендуется варить в СВЧ-печи яйца. Из-за повышения давления внутри скорлупы, взрыв гарантирован. Если уж так сильно хочется отварить яйцо посредством микроволн, то нужно как минимум проколоть скорлупу или срезать верхушку. А лучше всего воспользоваться специальной яйцеваркой для СВЧ.

4. Нельзя пользоваться СВЧ-печью с неисправной блокировкой дверцы или умышленно ее отключать. Стенки камеры и экранированное стекло дверцы надежно защищают от проникновения микроволн за пределы рабочего пространства печи. Ведь мы помним, что воздействие микроволнового излучения вызывает нагрев тканей, поэтому можно получить глубокие ожоги. Как не стоит использовать магнетрон можно посмотреть в этом коротком видео.

Внимание! Такие эксперименты опасны для здоровья!

5. Не нужно помещать в рабочую камеру металлические предметы и посуду, имеющую металлизированную кайму. Дело в том, что микроволны хоть и не поглощаются металлом, но приводят к возникновению в нем вихревых токов больших величин. Не лучшая идея — создать внутри микроволновки подобие сварочного аппарата и испортить внутренние поверхности печи.

6. Нужно всегда помнить, что СВЧ-излучатель питается напряжением порядка 4 кВ. Не стоит проводить самостоятельный ремонт. Риск получения электротравмы очень высок!

Дополнительное оснащение микроволновки

В современных микроволновках еду готовят не только с использованием СВЧ-излучения. Практически все модели оснащают грилем, а более «продвинутые» модели — и режимом конвекции.

Гриль

Существует два типа нагревательных элементов, служащих для создания румяной корочки у готового блюда или полноценной готовки в этом режиме. Это может быть обычный ТЭН или кварцевый излучатель.

Приготовление еды происходит от воздействия теплового (либо инфракрасного) излучения, создаваемого нагревательным элементом. Нагреватели имеют небольшую мощность, поэтому приготовление блюд только ими довольно сомнительно и занимает много времени. А вот в качестве подспорья микроволнам — вполне рабочий вариант. Кулинарные шедевры, приготовленные в комбинированном режиме «СВЧ + Гриль», получаются с хорошо пропеченной корочкой снаружи и сочными внутри.

Конвекция

Для режима «Конвекция» в камеру СВЧ-печи дополнительно устанавливают вентилятор, обеспечивающий принудительную вентиляцию горячего воздуха. В этом режиме блюдо гарантированно пропекается со всех сторон.

В режиме конвекции отлично удается запекать продукты (рагу, запеканки, тушеное мясо и т. д.), особенно хорошо выходит выпечка (пироги, безе, кексы и многое другое).

Важно помнить! Комбинированные режимы самые энергозатратные. Потребление электроэнергии может составить до 2,5 кВт*ч, поэтому следует удостовериться, что проводка выдержит такую нагрузку.

принцип работы, устройство, электрическая схема, магнетрон

Микроволновая печь, более известная как микроволновка – полезный кухонный прибор, который в разы упрощает повседневную жизнь. Имея ее в своем арсенале, не придется подолгу возиться на кухне, подогревая пищу. Микроволновую печь еще называют СВЧ-печью.

Задача этого бытового электроприбора – быстрое приготовление или быстрый подогрев приготовленной пищи, размораживание продуктов. Если сравнивать с классической печью, например, духовкой, микроволновка разогревает продукты не с поверхности, а по всему объему.

Микроволны, глубоко проникая практически в любую пищу, в разы сокращают время разогрева. В статье пойдет речь о принципе работы и устройстве этой техники, незаменимой на кухне.

Принцип работы микроволновой печи

Чтобы разобраться с этим, необходимо немного вводных данных. Большинство продуктов питания в своем составе содержат следующие вещества: соли, жиры, сахар, воду. Чтобы микроволны «работали», то есть грели пищу, в продуктах должны быть дипольные молекулы.

С одной стороны у них положительный электрический заряд, с другой – отрицательный. В пище этих молекул достаточно – это жиры и сахар, но главный диполь – молекула воды.

В овощах, мясе, фруктах и рыбе содержится большое число дипольных молекул, количество которых достигает миллионов. Если электрического поля нет, молекулы располагаются в хаотическом порядке.

В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц

При наличии электромагнитного поля, они начинают «выстраиваться»: «плюс» направлен в одну сторону, «минус» в другую. Когда поле меняет полярность, молекулы «разворачиваются» на 180 градусов.

В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц. 1 герц = 1 колебанию за секунду. Мегагерц – миллион колебаний. Полярность меняется дважды за один период волны.

Когда на продукты воздействует микроволновое излучение, молекулы в них начинают вращаться чаще, буквально стираясь друг о друга. При этом выделяется тепло, которое и служит источником нагрева продуктов.

Нагрев пищи микроволнами можно сравнить с тем, как греются ладони, если тереть ими одна об другую. «Волны» воздействуют только на поверхностный слой пищи, проникая не глубже 1 – 3 см.

Но, тепло «идет» дальше – включается физика теплопроводности. Отсюда же следует совет: если нужно разогреть большой кусок мяса, лучше выставить микроволновую печь на среднюю мощность. Так он прогреется лучше, хоть на это и уйдет больше времени. Тепло из наружных слоев начнет проникать внутрь.

Аналогично дела обстоят и с супами: их лучше периодически вынимать из печи и перемешивать, помогая теплу пробиться внутрь.

В выпускаемых сейчас моделях печей может быть функция «Двойного излучения» — это говорит о раздвоенном источнике излучения. Благодаря этому разделению продукты прогреваются равномернее, а СВЧ-печь имеет повышенный КПД.

Схема СВЧ печи

Наглядным примером послужит модель микроволновки Samsung RE290D. Принципиальная электрическая схема поможет понять, как работают печи от любых производителей. Отличаться они могут разве что специфическими модификациями. Сама схема представлена на фото.

В левой части заметно, что заземляющий контакт вилки соединяется с корпусом, а тот подключен от средней точки конденсаторной развязки фильтра, снижающего помехи высокочастотного излучения.

В области входа питания находится предохранитель плавного типа – FU1. Для проверки его состояния пользуются электрическими методами – прозванивают цепь мультиметром, работающим в режиме омметра.

Есть второй предохранитель, защищающий микроволновку от работы в аварийном режиме, например, когда неисправны микровыключатели дверцы.

Чтобы магнетрон – источник излучения, начал «работать», контакты исправности дверцы размыкаются, а все остальные – замыкаются. Если их отключить, причем любой, то с высоковольтного трансформатора снимется питающее напряжение.

В схеме есть термические предохранители-датчики (2 шт.), которые, в зависимости от температуры корпуса магнетрона и рабочей камеры, размыкаются и замыкаются. У первого – периодическая работа. Он защищает магнетрон от перегрева. Второй срабатывает, если неисправен вентилятор или засорились вентиляционные отверстия.

СВЧ Samsung RE290D

Контакт страхующего реле обеспечивает подключение электродвигателей таймера и охлаждающего вентилятора. Если предохранитель «Monitor Fuse» перегорит, обмотка реле выходит из строя.

Переключатель, отвечающий за выбор мощности, находится на таймере. Он, следуя алгоритмам, снимает напряжение со схемы магнетрона.

Резистор R1 кратковременно снижает пусковой ток трансформатора. Для этого требуется работоспособный релейный контакт «Inrush Relay».

Его задача – ограничение импульса, вызванного разрядом конденсатора (он может получить заряд до того, как включится). Это обеспечивает плавный запуск микроволновой печи.

Силовая схема этой печи от Самсунг проста для тех, кто в этом разбирается. Главное различие в СВЧ-печах – электронные блоки, с разной конструкцией и функциональными возможностями.

Устройство микроволновки

Внутри микроволновки есть несколько обязательных деталей, поэтому не лишним будет знать, какова их роль. Внутреннее строение имеет следующую конструкцию: металлическая камера, в которой происходит нагрев пищи и дверца, предотвращающая выход излучения наружу.

Чтобы продукты питания разогревались равномернее, для этого в камере предусмотрен вращающийся столик, работающий от мото-редуктора (мотора). Но есть и другие ответственные детали.

Блок управления

Блок управления СВЧ

Панель управления бывает:

  • механической;
  • электронной.

Блок управления поддерживает заданную мощность и выключает устройство по истечении заданного времени.

Внутри электронного блока – микроЭВМ с богатым потенциалом, поэтому в ходе производства печей ему находят другое применение. Например, встраивают часы или отрывки мелодий, которые сигнализируют об окончании работы.

Блок управления – схема, с которой напрямую взаимодействует человек. Рабочими органами выступают: кнопки, механические переключатели, регуляторы, при помощи которых выставляются параметры работы. Посредством них задается мощность, выбирается режим, программа.

Сама схема устроена по-разному. Простейшая представляет собой круговые регуляторы, один из которых – таймер. Бывает и гибридная система – с кнопками. Она, по сравнению с «механикой» более функциональна.

Все чаще встречается блок управления в виде сенсорной панели. Принципом работы она аналогична механическим кнопкам, только надежнее. Продвинутые схемы поддерживают «программирование» — настраивается мощность и время выдачи излучения.

Блок генерации СВЧ излучения

Это «сердце» микроволновой печи. Выглядит элемент как вакуумная лампа, которую можно было встретить в старых кинескопных телевизорах.

Его задача – генерирование интенсивной электромагнитной волны высокой частоты. Когда электроны проходят через магнитное поле – образуется волна, длина которой бывает разной.

Блок генерации включает не единственный СВЧ-источник. Чтобы волны поступали в рабочую зону печи, в ней предусмотрены волноводы. Расположены они за слюдяной пластиной, которая «прячется» за боковой стенкой.

Системы основной и вторичной защиты

Контрольные датчики следят за тем, чтобы ключевые электронные и аппаратные части работали исправно, а не в аварийном режиме. Их функция – обеспечение безаварийной работы микроволновой печи и предотвращение опасных сбоев.

Контрольный датчик

Чтобы защитить человека от воздействия микроволн, в СВЧ-печах есть запорный механизм, состоящих из нескольких выключателей:

  • Primary Switch;
  • Secondary Switch;
  • Door Switch;
  • Monitor Switch.

Блок, генерирующий СВЧ-излучение, начнет работать только тогда, когда замкнутся контакты первичного и вторичного выключателей (закроется дверца).

Задача дверного (door) выключателя – блокировать работу реле регулировки мощности. Устанавливается он преимущественно в технике с электронным блоком управления.

Функции микроволновки

Разогрев пищи в СВЧ

Микроволновую печь большинство используют просто для нагрева пищи. Но эта техника способна на большее. С ее помощью можно даже готовить шашлык, курицу-гриль, выпекать картошку и так далее.

Единственное, режим «гриль» требует мощности в 1500 Вт, значит света «тянуть» печь будет немало. Да и магнетрон – блок, генерирующий излучение, не вечен.

Поэтому, чем реже пользоваться печью, тем дольше она прослужит. Сейчас редко кто полностью отказывается от традиционных плит в пользу микроволновок.

Перечь функций, доступных в СВЧ-печах и их назначение:

  • подвижный гриль. Позволяет менять угол наклона. Те, кто предпочитает курицу-гриль, выбирают печи с этой функцией;
  • конвекция. Обдув продуктов питания горячим воздухом. Как заявляют производители, эта функция предназначена для выпекания. Правда, модели печей с нею дорогие, тяжелые и громоздкие. Неудивительно, так как сзади техники ставится немаленький вентилятор, нагнетающий воздух;
  • биопокрытие. Иначе – керамическое покрытие, хотя производители именуют их по-разному. Его преимущества: стойкость, прочность, биологическая инертность (микробы не будут размножаться внутри печи, даже если долго ее не мыть). Чем дороже модель микроволновки, тем «навороченней» в ней покрытие;
  • автоприготовление. Это функция, встречающаяся в технике компании LG. Есть программы, полностью автоматизированные, предназначенные для готовки определенного блюда. К примеру, готовится каша. С этим режимом остается только выбрать вес продукта, а мощность и время зададутся автоматически;
  • размораживание. Все просто – печь работает на минимальной мощности, необходимой для разморозки продуктов;
  • Intellowave. Система, позволяющая равномерно прогреть еду, например, большой кусок мяса. Встроенные датчики «наблюдают» за отдельными участками продукта, определяя температуру поверхности и регулируя мощность;
  • подача пара. Дополнительная возможность, предотвращающая пересушивание пищи в ходе приготовления;
  • проветривание рабочей камеры. Полезно, если хочется, чтобы новое блюдо не пропиталось оставшимися запахами.

Это основные функции, но они постоянно дополняются новыми.

Что такое магнетрон

Магнетрон в микроволновке – это элемент, генерирующий высокочастотное излучение в рабочей камере. Излучаемые электромагнитные волны воздействуют на молекулы, содержащиеся в пище, из-за чего она разогревается. То есть для подогрева не требуется внешнее тепловое воздействие.

Именно по этой причине температура в микроволновках не превышает отметку в +100 градусов Цельсия. Магнетрон – основная деталь, которая иногда выходит из строя. Ее можно заменить на новую, но для этого учитывается полная совместимость по мощности, частоте, расположению клемм.

Принцип работы магнетрона

Микроволновая печь работает так: она преобразует электроэнергию в высокочастотное электромагнитное излучение. В результате, молекулы воды, содержащиеся в пище, начинают «двигаться», что приводит к разогреву. Устройство, генерирующее микроволны, называется магнетроном.

Магнетрон СВЧ

Нередко магнетрон сравнивают с электровакуумным диодом, который работает за счет явления термоэлектронной эмиссии. Явление образуется, если нагревается поверхность катода или эмиттера.

Высокая температура «вынуждает» активные электроны покинуть поверхность. Но для этого на анод должно подаваться напряжение.

Образуемое электрическое поле приводит электроды в движение, которые по силовым линиям направляются к аноду. Электрон, оказавшийся в области магнитного поля, меняет свою траекторию.

Анод магнетрона выполнен в форме цилиндра с полостями. Внутри него расположен катод с нитью накаливания. По краям анода находятся кольцевые магниты, образуемые магнитное поле. Из-за них электроны не способны напрямую двигаться от катода к аноду.

Их траектория нарушается, и они начинают вращаться вокруг катода. Электроны, проходящие около резонаторов, отдают им часть собственной энергии (взаимозаменяемость). В результате в полости образуется мощное сверхвысокочастотное поле, выводимое наружу посредством проволочной петли.

Магнетрон «запускается», когда на анод подается высокое напряжение – 3000 – 4000 В. По этой причине в бытовых электросетях магнетрон должен подключаться через высоковольтный трансформатор.

Устройство магнетрона

Магнетрон – элемент, ответственный за генерацию высокочастотных колебаний. Есть устройства с похожим принципом действия – клистроны и платинотроны, но они не получили должного распространения.

Впервые магнетрон задействовали в СВЧ-печи в 1960 году. Сейчас используется многорезонаторный элемент. Его компоненты и их описания:

  • анод. Цилиндр из меди, состоящий из нескольких секторов. В нем есть полости-резонаторы, которые создают кольцевую систему колебаний;
  • катод. Цилиндр с нитью накаливания, расположенный в центре магнетрона. Эта часть ответственна за эмиссию электронов;
  • кольцевые магниты. Расположены на торцах печи. Они создают магнитное поле, направленное параллельно они магнетрона. Электроны движутся в том же направлении;
  • проволочная петля. Находится в резонаторе, соединяется с катодом и выводится к антенне-излучателю. Задача петли – вывод высокочастотного излучения в волновод. Оттуда оно поступает в рабочую камеру микроволновки.

У магнетронов простая конструкция, поэтому применяются они не только в микроволновых печах, но и в радиолокации.

Подключение магнетрона

Схема включения – однополупериодное выпрямление высоковольтного напряжения. Выход трансформатора работает в режиме короткого замыкания выходной обмотки (не дольше 5 минут).

Испорченный магнетрон нет смысла нести в ремонт – даже хорошо оснащенные мастерские этим не занимаются. Поэтому приобретают новую деталь.

Извлекая ее из микроволновки, помечают контакты разъемов, чтобы не перепутать их при переустановке. При неправильном подключении выводов магнетрон работать не будет.

С заменой справится любой, кто хоть раз держал в руках отвертку и умеет прозванивать диоды. Знания касаемо принципа работы, устройства и коэффициента полезного действия элемента не потребуются. Не всегда можно отыскать такой же магнетрон, что и был

.

Но подойдет аналогичная деталь. Мощность выбирается та же или выше, крепления и разъемы подключения должны совпадать.

Независимо от производителя, магнетроны имеют единое устройство, отличается только конструкция. Поэтому, заменяя деталь, нужно убедиться, что аналог плотно прилегает к волноводу.

Благодаря серийному изготовлению СВЧ блоков микроволновка становится простой, но полезной в условиях кухни техникой, которая в разы облегчает процедуру приготовления или разогрева пищи. Обслуживать ее легко, а конструкция не предполагает незаменимых деталей, что повышает надежность. Бытует мнение, что излучения от микроволн – вредны, но это не более чем миф.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Как работают микроволновые печи? | Britannica

© Ростислав Седлачек / Fotolia

Микроволновые печи изменили жизнь с того момента, как они начали гудеть и нагревать дома в 1970-х годах. Микроволновые печи, превратившиеся в беговую дорожку обычных духовок, ускорили процесс приготовления и разогрева блюд, сэкономив время и увеличив возможность отдыха вместо работы. Механика микроволновой печи с самого начала была загадочной. Похоже, это волшебный металлический ящик, который вращает и нагревает пищу невидимыми способами, а не нагревает воздух и все вокруг за счет теплопроводности от пламени (что было нормой).Пользователи микроволновых печей также приняли странные правила технологии: никаких металлов, плавких пластмасс и перемешивание для равномерного приготовления. Так в чем же волшебство микроволновки?

Микроволновые печи готовят пищу, нагревая ее, что удивительно, микроволнами - одной из форм энергии. Эти электромагнитные волны невидимы для человеческого глаза и попадают между радиоволнами, которые длиннее по длине, и инфракрасными волнами, которые короче. Внутри микроволн устройство, называемое магнетроном, направляет электрическую энергию от розетки к нагретой нити накала, создавая поток электронов, который, в свою очередь, передает микроволны в камеру для приготовления пищи через антенну.Микроволны колеблются в камере и готовят пищу за счет радиационного нагрева - возбуждая молекулы внутри объекта - за счет того, что они застревают в воде, сахаре и жирах. Поскольку микроволны могут проникать внутрь объекта только до того, как потеряют импульс, внешние поверхности более толстых продуктов нагреваются микроволнами, а внутренняя часть нагревается впоследствии за счет проводящей передачи тепла извне.

Итак, как общие правила микроволнового излучения имеют смысл с этой механикой? Некоторые виды пластмасс способны поглощать микроволны, как пищевые продукты, что делает их склонными к плавлению, растворению и, следовательно, к загрязнению пищи, приготовленной на них или в них.Металл отражает микроволны и, следовательно, мешает движению волн внутри духовок. А перемешивание пищи, по крайней мере той, которую можно перемешивать, помогает распределить тепло, обеспечивая приготовление как внутри, так и снаружи.

Магнетрон, дешевый и простой способ создания источника СВЧ мощности - SAPINTECH

Магнетроны широко используются в качестве источников ВЧ-энергии, поскольку они обеспечивают высокую эффективность преобразования энергии (около 75%) при невысокой стоимости. Магнетрон был изобретен во время Второй мировой войны, когда его небольшой размер, высокая мощность и короткая длина волны сделали его идеальным для использования в радарах, но с массовым производством и развитием технологий автоматического производства магнетроны стали использоваться дома в качестве источника излучения. в микроволновых печах.

а) микроволновая печь, использующая магнетрон в качестве источника электромагнитного излучения

б) как выглядит магнетрон

Фиг.1

Несколько важных характеристик этого типа источника ВЧ:

  • Это мощный СВЧ-генератор с самовозбуждением. В отличие от других типов микроволновых источников, которые могут использовать кварцевый генератор и усилитель мощности, магнетрон сам по себе является объемным генератором, то есть масса электрона, колеблющаяся внутри объема этого устройства, в конечном итоге создает радиочастотный сигнал.
  • Частотный спектр обычно составляет от 0,6 до 40 ГГц: очень полезный спектр, который очень хорошо подходит для применения в радарах.
  • Высокая мощность в несколько киловатт с КПД преобразования около 70 - 80% от подачи электроэнергии.

Рис.2 Структура магнетрона

В сердечнике магнетрона находится горячий катод с эмиссионной поверхностью. Анодный блок окружает катод и имеет форму цилиндрической полости. В одной из этих полостей находится механизм для извлечения электромагнитного сигнала из полости в структуру линии передачи.Пара сильных постоянных магнитов используется для создания сильного магнитного поля (оно может составлять 0,2 Тесла по сравнению с 3 Тесла, которое можно найти в сканере МРТ) через структуру электрода.

Из-за электромагнетизма ускоряющие или замедляющие электронные лучи могут создавать электромагнитную волну. Магнетрон создает электромагнитный сигнал с буквально движущимся электронным лучом.

Он начинается с того, что электрон вылетает из поверхности горячего катода из-за теплового возбуждения и электрического поля, создаваемого напряжением между катодом и анодом.Из-за постоянного сильного магнитного поля электроны подвергаются силе Лоренца и движутся по искривленной траектории, а не радиально от катода к аноду (рисунок 3a).

Структура полости анода образует матрицу LC-цепи, в которой индуктивным явлением является перемещение электронов по стенке, а емкостным явлением является зазор в каждой полости. В этой структуре потенциал на поверхности анода непостоянен, но изменяется в зависимости от положения (рис. 3b).

Электронный пучок и структура полости сначала создают движущийся электронный пучок с произвольным лучом (или фазой на языке электромагнитных волн), но из-за взаимодействия между ними, в конечном итоге, только некоторый способ движения электронов поддерживается и усиливается за счет структура, произвольная манера движения в конечном итоге исчезает. Электроны движутся синхронно. Магнетрон переходит из переходного состояния в установившееся. Речь идет о «резонансном режиме», частота которого определяется структурой резонатора.

а) электрон движется по круговой траектории под действием силы Лоренца

б) Неоднородный потенциал на поверхности анода

Фиг.3

В установившемся режиме есть «колесо пространственного заряда», образованное массой электронов, которые колеблются с резонансной частотой. Эти изменяющиеся во времени движущиеся электроны создают радиочастотное электромагнитное поле внутри каждой полости. Простая связь (рамочная антенна) помогает направить электромагнитную волну за пределы полости.В случае микроволновой печи волновод часто используется для направления волны в микроволновую камеру.

Рис. 4 Колесо пространственного заряда (электронов) формируется в установившемся состоянии.

Рис. 5 Анимация формирования электронного луча внутри магнетрона

Простое параметрическое моделирование в HFSS дало довольно хороший результат. Мы получаем возвратные потери -30 дБ (таким образом, 99,9% энергии проходит через переходную структуру) на интересующей частоте.

В данной статье представлены устройство и принцип действия магнетрона.Используя горячеэмиссионный катод, магнетрон создает электронный пучок. Электроны движутся вокруг катода по кругу из-за постоянного магнитного поля, и это смещение модулируется с частотой, определяемой структурой резонатора (LC-контур). В конце концов, изменяющиеся во времени движущиеся электроны создают сильное электромагнитное поле.

Что такое магнетрон? (с иллюстрациями)

Магнетрон - это устройство, которое использует взаимодействие потока электронов, направляемого магнитным полем, с полостями внутри блока меди для получения микроволнового излучения.Частотный диапазон излучения зависит от размера полостей. Эти устройства используются в радарах и микроволновых печах, где излучение заставляет молекулы в пище, особенно молекулы воды, вибрировать, что приводит к быстрому повышению температуры, достаточному для приготовления пищи.

Как это работает

Магнетрон состоит из короткого медного цилиндра с несколькими полостями, которые открываются в центральную вакуумную камеру, содержащую металлический катод.Постоянный магнит создает магнитное поле, идущее параллельно оси цилиндра. Катод нагревается постоянным током высокого напряжения, заставляя его производить электроны, которые устремляются к стенке цилиндра под прямым углом к ​​магнитному полю. Электроны отклоняются полем по изогнутым траекториям, заставляя их создавать круговые токи внутри полостей. Эти токи создают микроволновое излучение на частотах, которые зависят от размера полостей.

Затем микроволны должны быть направлены туда, где они необходимы.Это достигается за счет металлической конструкции, известной как волновод, по которой распространяются волны. Обычно он выходит за пределы основного корпуса из одной из полостей, улавливая микроволны и направляя их по своей длине. В случае магнетрона, используемого для радара, волновод подключается к антенне, которая передает волны. В микроволновой печи он направляет волны в камеру духовки, чтобы их можно было использовать для приготовления пищи.

использует

Магнетроны используются для генерации микроволн для радаров, так как они могут достигать требуемой выходной мощности.Недостатком простого магнетрона является то, что, хотя диапазон производимых частот определяется размером полостей, в этом диапазоне есть отклонения из-за флуктуаций тока и изменений температуры. Хотя это не проблема, когда производимая энергия используется для обогрева, это влияет на точность радиолокационных изображений. Этого можно избежать, используя регулируемые проводящие материалы, которые можно вставлять в полости для настройки излучения по мере необходимости.

Наиболее часто магнетроны используются в микроволновых печах.Они направляют волны в небольшую камеру для приготовления пищи, где пищу можно приготовить очень быстро. Некоторые молекулы в пище полярны, что означает, что они имеют положительный заряд с одной стороны и отрицательный - с другой. Эти молекулы при бомбардировке электромагнитным излучением в микроволновом диапазоне выравниваются по переменным электрическим и магнитным полям, создаваемым волнами, заставляя их быстро вибрировать, что приводит к быстрому нагреву. Одна из таких молекул - вода, которая в значительных количествах присутствует в большинстве пищевых продуктов.

История

В 1920-х годах Альберт Халл, сотрудник известной электрической компании, исследовал вакуумные лампы, когда создал магнетрон.Однако Халл не мог придумать, как использовать свое изобретение, и какое-то время оно оставалось в основном неиспользованным. В конце 1930-х - начале 1940-х годов два инженера по имени Гарри Бут и Джон Рэндалл решили продолжить изучение устройства. Более ранние версии состояли из катода и анодов внутри стеклянной трубки, но Бут и Рэндалл вместо этого использовали медь, хороший электрический проводник, для создания корпуса с полостями, которые также действовали как анод. В результате получилось устройство, которое было намного более мощным и производило выходную мощность 400 Вт на площади менее четырех дюймов (10 см).

Когда Бут и Рэндалл разработали более мощные магнетронные трубки, они обнаружили, что они идеально подходят для радаров. Во время Второй мировой войны их начали использовать подводные лодки США, что позволило радарному оборудованию быстрее обнаруживать вражеские корабли.В конце 1940-х годов доктор Перси Спенсер, американский инженер и изобретатель, дополнительно проверил мощность магнетронных трубок в своей лаборатории. Он отметил, что шоколадный батончик в его кармане полностью расплавился, пока он работал с лампами. Он решил разместить несколько зерен попкорна рядом с оборудованием, чтобы посмотреть, что произойдет, и заметил, что от этого ядра лопаются.

Доктор.Спенсер позвал своего помощника, и двое мужчин решили положить рядом с устройством целое яйцо. Когда яйцо взорвалось, доктор Спенсер понял, что открыл увлекательную форму приготовления пищи. Спенсер помог создать первую в мире микроволновую печь в 1947 году. Первоначальная модель весила более 700 фунтов (318 кг), была более пяти футов (1,5 метра) в высоту и стоила более 5000 долларов США.

Как работает микроволновая печь?

Микроволновая печь или микроволновая печь - это кухонный прибор, который используется для нагрева пищи и для этого использует электромагнитное излучение (микроволны).В основном, микроволны генерируются с помощью магнетрона (мощная вакуумная трубка, которая генерирует микроволны, используя взаимодействие потока электронов с магнитное поле) и направили в металлический ящик, в котором хранится нагретая еда и не пропускаются микроволны. Микроволны - это форма неионизирующего электромагнитное излучение - часть спектра электромагнитных волн, которая обычно используется в телекоммуникациях, в детекторах радаров, в радиоастрономии, для обработки и сушки древесины, для GPS-навигации и лечения некоторых заболеваний.Они имеют частоты от 300 МГц (0,3 ГГц) до 300 МГц. ГГц. В бытовых духовках обычно используются микроволновые печи с частотой 2,45 ГГц. Вода, жир и другие вещества в пище вырабатывают тепло за счет поглощения энергии пищи. микроволны в процессе, называемом диэлектрическим нагревом. Многие молекулы являются электрическими диполями, а это означает, что их центры магнитных полюсов не находятся в одном точка (и с этим они сокращаются), но в два. Вот почему они пытаются согласовать с электромагнитным полем генерируемых микроволн.Это поле поочередно, так что диполи вращаются и сталкиваются, пытаясь выровняться. Это вращение и столкновение - это кинетическая энергия, которая проявляется в виде тепла, и именно так еда разогревается в микроволновой печи.

Поскольку микроволновые печи могут готовить неравномерно, у них часто есть поворотные столы, на которых пища помещается в контейнер, или мешалка, тип вентилятора, который отражает микроволновая энергия к различным частям духовки. Это предотвратит появление более холодных или горячих точек в пище.Микроволновые печи готовят пищу «изнутри». Эта идея исходит из случаев, когда абсорбирующий слой воды находится под менее абсорбирующим сушильным слоем на поверхности продукта. Если еда более однородная структурированные или достаточно однородные, микроволны поглощаются внешними слоями изделия так же, как тепло от других методов нагрева. Подогрев пищи зависит от того, как вода и другие абсорбирующие материалы распределяются в пище.

Если в микроволновую печь поместить металлический или проводящий объект, он будет действовать как антенна и генерировать электрический ток внутри себя и начнет нагреваться.Когда они спроектированы правильно, эти металлические предметы могут выступать в качестве дополнительных нагревательных элементов. Но не все металлические предметы можно, кроме как в микроволновку. Если они имеют заостренные части, они могут вызвать электрическую дугу (искры) при нагревании в микроволновой печи. Эти объекты накапливают в своих точках электрический заряд, который может быть настолько высоким, что вызывают диэлектрический пробой воздуха, около 3 мегавольт на метр и вместе с ним электрические дуги. Даже сморщенная алюминиевая фольга может вызвать это явление. Электрическая дуга может вызвать пожар.

Некоторые виды пластика не следует использовать в микроволновых печах, потому что при нагревании они могут выделять токсичные химические вещества. Только пластик с пометкой «микроволновая печь». безопасно »следует использовать в микроволновых печах.

У большинства микроволновых печей есть дверца с окном для удобного просмотра, но это окно имеет слой проводящей сетки, которая защищает от микроволн. утечка. Перфорационные отверстия в сетке имеют намного меньший диаметр, чем длина волны микроволн (12.2 см), микроволновое излучение не может проходить через дверь в то время как видимый свет может (свет имеет гораздо более короткую длину волны).

Основы магнетрона

| M-Press Systems

В большинстве промышленного микроволнового оборудования используются магнетроны для генерации необходимой микроволновой энергии. Это связано с тем, что магнетроны относительно дешевы, компактны, просты в эксплуатации и имеют хороший КПД. Только приложения с высокими требованиями к стабильности частоты и фазы используют другие типы электронных ламп, например.грамм. Гиротроны или клистроны.

Принцип работы магнетронов

Магнетрон состоит из нити накала в центре трубки, действующей как катод, с телом анода, окружающим нить. Нить накала и тело анода упакованы в одно устройство вместе с постоянными магнитами и, в некоторых случаях, дополнительными электромагнитными катушками, которые позволяют контролировать и изменять выходную мощность магнетрона. Затем внутренняя часть анодного тела, содержащего нить накала, откачивается до высокого вакуума и герметизируется.

Нить изготовлена ​​из специального материала, например Торированный вольфрам, который при нагревании примерно до 2400 ° C начинает испускать свободные электроны. Поскольку нить накала подключена к отрицательному полюсу источника постоянного тока высокого напряжения, а тело анода - к положительному полюсу, электроны ускоряются электрическим полем по направлению к аноду. Однако из-за того, что магнитное поле ориентировано перпендикулярно пути ускоренных электронов, они вынуждены следовать по спиральной траектории, ведущей от нити накала к телу анода.Анодное тело содержит ряд выточенных в нем полостей, и когда поток электронов проходит через эти полости, они «сгруппированы» вместе из-за резонансных эффектов. Одна из полостей связана с антенной, расположенной вне магнетрона, и преобразует часть кинетической энергии электронных сгустков в радиочастотную (микроволновую) энергию, которая передается от антенны в волновод через устройство, называемое пусковой установкой. Обратите внимание, что выходная частота магнетрона напрямую зависит от механических размеров полостей, обработанных в корпусе анода, поэтому магнетроны становятся меньше с увеличением выходной частоты.

Работа магнетронов

Для работы магнетрону требуются 2 источника питания:

  • Источник питания с нитью

    Блок питания с нитью служит для нагрева нити до температуры, достаточной для испускания достаточного количества свободных электронов . Этот источник питания может обеспечивать переменное или постоянное напряжение с типичным напряжением от 2,5 до 15 В и токами от нескольких А до 100 А и выше. Напряжение на нити накала необходимо приложить за некоторое время до напряжения на катоде, чтобы нить накала имела достаточно времени для предварительного нагрева.Кроме того, из-за эффекта, называемого «обратная бомбардировка», напряжение на нити, возможно, придется уменьшить, когда магнетрон вырабатывает микроволновую энергию, поэтому в магнетронах с переменной выходной мощностью напряжение нити часто контролируется электронной схемой, сохраняя нить накала. при оптимальной температуре.
  • Источник питания высокого напряжения

    Источник высокого напряжения - это фактический источник питания магнетрона, поскольку он обеспечивает энергию для ускорения электронов.Источник высокого напряжения всегда является источником постоянного тока, в зависимости от выходной мощности и области применения доступны различные типы источников питания. Типичные напряжения находятся в диапазоне от 2 кВ (2000 В) до 15 кВ и выше, а токи питания от нескольких 100 мА до нескольких А.

Срок службы магнетронов

Хотя некоторые другие факторы могут влиять на срок службы магнетрона, например недостаточное время предварительного нагрева для нити накала или скачки напряжения на источнике высокого напряжения, при нормальной работе оно ограничивается в основном сроком службы нити накала.Из-за испарения тория и «пескоструйного эффекта», вызванного обратной бомбардировкой электронов, нить накала изнашивается, что дает магнетрону ограниченный срок службы, который обычно составляет от 2000 до 10.000 часов. Чтобы продлить срок службы, необходимо учитывать следующие моменты:

  • Обращение и хранение

    Нити магнетронов, особенно сделанные из торированного вольфрама, довольно хрупкие и могут быть легко разрушены ударами или сильными вибрациями.Кроме того, загрязнение корпуса фильтра или антенны грязью или пылью может привести к преждевременному выходу из строя магнетронов, поэтому с ними следует обращаться осторожно и безопасно хранить в их оригинальной упаковке до тех пор, пока они не будут установлены внутри микроволнового генератора.
  • Подача нити

    Максимальный срок службы магнетрона может быть достигнут только в том случае, если температура нити накала поддерживается постоянной во всех режимах работы. Поэтому следует часто проверять подачу нити, по крайней мере, перед установкой нового магнетрона.Это особенно важно в случае электронных (переменных) филаментов.
  • Пусковая секция

    Пусковая секция отвечает за передачу микроволновой энергии от магнетрона в волноводную систему, неправильно спроектированные или плохо обслуживаемые пусковые установки приводят к недостаточной связи и перегреву магнетрона.
  • Согласование нагрузки

    Плохо согласованные нагрузки вызывают перегрев магнетрона из-за отраженной микроволновой энергии. Нагрузки всегда должны согласовываться с использованием подходящих элементов настройки, если импеданс нагрузки изменяется во время работы, следует установить автонастройки или циркуляторы для защиты магнетрона.
  • Циркуляторы

    Циркуляторы - самый безопасный вариант для защиты магнетронов в приложениях с большой мощностью. Однако циркуляционные насосы требуют регулярного обслуживания, чтобы гарантировать, что они работают в соответствии со спецификациями и эффективно защищают магнетрон.
  • Система охлаждения

    Магнетроны требуют охлаждения тела анода, корпуса фильтра и антенны. В частности, охлаждающий воздух для корпуса фильтра и антенны должен быть чистым, сухим и без пыли. Если корпус анода имеет водяное охлаждение, убедитесь, что вода хорошего качества и не приводит к образованию накипи в охлаждающих каналах.
  • Система управления

    Магнетроны высокой мощности и магнетроны с регулируемой выходной мощностью используют электронные системы управления для контроля и регулирования подачи высокого напряжения, анодного тока, выходной мощности и нагрева нити. Эти системы управления следует проверять на регулярной основе, самое позднее перед установкой нового магнетрона.

В случае, если ваша микроволновая система не работает или ваши магнетроны достигают только короткого срока службы, пожалуйста, свяжитесь с нами, у нас есть необходимый опыт и оборудование, чтобы тщательно проверить вашу систему и вернуть ее в состояние «как новое».

Микроволновая печь | Encyclopedia.com

Около 95 процентов американских семей имеют микроволновые печи.

Микроволновая печь - это прибор, который готовит или разогревает пищу с помощью микроволн, создаваемых электронной вакуумной трубкой, называемой магнетроном. Магнетрон преобразует электричество в электромагнитное излучение (микроволны), которое состоит из волн электрической и магнитной энергии. После генерирования магнетроном микроволны проходят через металлический корпус, называемый волноводом, к вентилятору мешалки, который распределяет микроволны в камеру для приготовления пищи.Внутри зоны для приготовления пищи микроволны поглощаются пищей, которая готовится или нагревается за несколько минут или секунд.

Эффективное приготовление пищи с помощью микроволн

Микроволны могут использоваться для приготовления пищи из-за определенных характеристик. Они проходят через многие виды стекла, пластика, керамики и бумаги. Они отражаются металлом и поглощаются пищей. При приготовлении в микроволновой печи микроволны воздействуют на молекулы воды в пище, заставляя их вибрировать. Вибрация вызывает трение, которое выделяет тепло, в результате чего пища готовится.Микроволны готовят пищу более эффективно, чем обычные духовки, потому что они воздействуют только на пищу, в отличие от обычных духовок. которые нагревают стенки духовки и воздух вокруг продуктов. А поскольку микроволны превращаются в тепловые, когда они поглощаются пищей, пища не загрязняется электромагнитным излучением.

Первые продукты, приготовленные в микроволновой печи

Способность микроволновой энергии для приготовления пищи была обнаружена в 1945 году инженером компании Raytheon. Перси Л. Спенсер (1894–1979) проверял работу магнетрона.(Во время Второй мировой войны [1939–45] магнетронная трубка использовалась в радиолокационных системах.) Спенсер обнаружил, что плитка шоколада в его кармане расплавилась, хотя он не чувствовал тепла от магнетрона. Затем Спенсер поместил несколько ядер попкорна в магнетрон, и, конечно же, ядра лопнули.

Спенсер обнаружил, что в металлическом корпусе микроволны, создаваемые магнетронной трубкой, возбуждают определенные молекулы, такие как вода, содержащаяся в пище, вызывая повышение температуры пищи и, в конечном итоге, ее приготовление.Первая микроволновая печь под названием Radarange, разработанная Спенсером и компанией Raytheon, была размером с холодильник. Он использовался в коммерческих приготовлениях пищи и стоил около 3000 долларов. В 1955 году немного меньшие версии продавались как бытовая техника, но они все еще были дорогими, и люди не были уверены, что им нужен прибор, который, по их мнению, излучает «радарные волны».

Fast food, fast bucks

В 1967 году Amana, подразделение Raytheon, представило первые модели столешниц по цене 495 долларов.К середине 1970-х годов микроволновые печи продавались больше, чем газовые плиты. Опасения по поводу потенциальной опасности микроволн рассеялись, и разные компании начали производить микроволновые печи для домашнего использования. С тех пор микроволновые печи стали популярным кухонным приспособлением. Около 95 процентов американских семей имеют микроволновые печи. Смежные отрасли, такие как приготовление пищи в микроволновой печи и посуда, предназначенная специально для приготовления в микроволновой печи, также быстро развивались.

Конструкция

Микроволновая печь имеет переднюю панель, которая позволяет пользователю программировать печь.На панели отображается время приготовления, уровень мощности, время суток и другая информация. Дверь имеет окно с перфорированной (с небольшими отверстиями) металлической защитой, которая позволяет пользователю просматривать продукты. пока он готовится. Микроволны не могут пройти через отверстия и причинить вред, потому что отверстия меньше длины волны микроволн. В результате микроволны просто отражаются от экрана и воздействуют на пищу. Также имеется лампа для духовки.

Различные электронные двигатели, реле и схемы управления (пути, по которым течет электричество) расположены на внешнем кожухе, к которому камера печи привинчивается или крепится.Полость для приготовления пищи может содержать круглый стеклянный вращающийся поднос, на который ставится блюдо для еды. Поворотный стол поворачивает блюдо для равномерного приготовления. Вместо поворотного стола в камере для приготовления пищи может быть просто неподвижная (неподвижная) стеклянная тарелка, которая соответствует дну камеры.

Рядом с верхней частью рабочей камеры находится трубка магнетрона, излучающая микроволны. Микроволны проходят через металлическую трубку, называемую волноводом, в вентилятор мешалки. Вентилятор равномерно распределяет микроволны внутри духовки.Производители используют разные методы циркуляции микроволн для равномерного приготовления пищи. Некоторые используют двойную мешалку вентиляторы, расположенные на противоположных стенах. В других, помимо вентилятора мешалки в верхней части камеры, используются входные отверстия (отверстия) в нижней части камеры, чтобы микроволны проникали как через верх, так и через дно.

Сырье

Наружное покрытие микроволновой печи обычно представляет собой цельный кожух из листового металла. Дверца и панели рабочей камеры изготовлены из нержавеющей или оцинкованной стали (сталь, покрытая тонким слоем цинка для защиты от ржавчины).На панели также нанесено покрытие из акриловой эмали. Варочная поверхность обычно изготавливается из керамики или стекла. Полость для приготовления пищи обычно окрашивается в светлый цвет, чтобы ее было хорошо видно снаружи духовки.

Между рабочей камерой и стенками духового шкафа электромеханические компоненты и органы управления состоят из двигателей таймера, переключателей и реле. Также внутри этих стенок находятся трубка магнетрона, волновод и вентилятор мешалки, все они сделаны из металла. Аппаратные средства, соединяющие различные компоненты, состоят из металлических и пластиковых деталей, включая шестерни, шкивы, ремни, гайки, винты, шайбы и кабели.

Производственный процесс

Большинство частей современной микроволновой печи монтируются за передней панелью, между боковой стенкой рабочей камеры и боковой стенкой корпуса. Производители стремятся делать печи не слишком громоздкими. Поэтому они следят за тем, чтобы детали были эффективно расположены в доступном пространстве, что дает достаточно места для большого количества тепла, выделяемого магнетроном.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВОЛН

Как трубка магнетрона делает микроволны? Когда тепло подается на катод (также называемый нитью накала), который находится в центре магнетрона, катод производит электроны или отрицательное электричество.Электроны притягиваются к анодному (положительному электроду) цилиндру, который окружает катод. Электроны начинают двигаться прямо к стенкам анодного цилиндра. Однако два магнита сверху и снизу структуры катод-анод заставляют электроны вращаться, тем самым генерируя мощные микроволны. Эти микроволны проходят через антенну над анодом, проходят через металлический корпус, называемый волноводом, и распределяются в камеру для приготовления пищи с помощью вентилятора мешалки.

Рабочая камера и дверца

1 Производство микроволновой печи начинается с рабочей камеры и дверцы.Панели полостей формуются с использованием автоматических прессов для формования металла, которые могут производить от двенадцати до пятнадцати деталей в минуту. При формовании металла давление прикладывается к металлу прессом, изменяя его форму для формирования частей полости. Панели промываются щелочным моющим средством, чтобы удалить грязь или масло. Затем их промывают водой, чтобы удалить щелочной раствор.

2 Панели полостей и дверь обрабатываются фосфатом цинка для подготовки к электроосаждению, во время которого детали погружаются в резервуар для краски, и для нанесения краски используется электрический ток.Затем детали проходят операцию запекания с краской, чтобы в течение двадцати минут температура покрытия оставалась равной 300 градусов по Фаренгейту (149 градусов по Цельсию).

3 После покраски двери к оконному проему прикрепляется перфорированный металлический щиток. Экран отражает микроволны, но пропускает свет в полость. Дверь не будет прикреплена к полости до тех пор, пока не будет собрана рама или основная рама.

Узел магнетронной трубки

4 Магнетронная трубка состоит из нагревателя накала, металлического анода, двух магнитов и антенны.Нить накала, выполняющая роль катода, заключена в металлический анод кольцевой формы. Затем катод и анод зажаты между двумя магнитами. Эти компоненты составляют узел, который будет генерировать микроволны. Металлический ремешок скрепляет все вместе. Металлические ребра охлаждения, приваренные к анодному цилиндру, помогают избавиться от тепла, выделяемого магнетроном. Термозащита устанавливается непосредственно на магнетрон, чтобы предотвратить повреждение трубки от перегрева.

5 Антенна, заключенная в стеклянную трубку, подключена к анодному цилиндру.Затем воздух внутри магнетронной трубки откачивается для создания вакуума. Антенна соединена с волноводом - полым металлическим корпусом, через который микроволны передаются от трубки магнетрона в камеру для приготовления пищи. К магнетрону прикрепляют двигатель нагнетателя, а затем к двигателю нагнетателя прикрепляют пластиковый вентилятор, чтобы подавать холодный воздух к магнетрону и предотвращать перегрев.

Шасси в сборе

6 Шасси является основным каркасом, на котором будут крепиться различные компоненты печи.Работы по сборке шасси выполняются на поддоне, удерживающем приспособлении, используемом с другими инструментами. Шасси помещается на поддон, а камера для приготовления пищи привинчивается к шасси. Дверь крепится к полости и шасси с помощью петель. Затем трубка магнетрона прикрепляется болтами к боковой стороне полости и шасси.

7 Электрическая цепь печи состоит из трансформатора (который генерирует высокое напряжение или мощное электричество, необходимое для работы магнетронной трубки), конденсатора на масляной основе (который принимает и накапливает электрический ток) и выпрямителя. (который изменяет переменный ток от трансформатора на постоянный ток, необходимый для магнетрона).Все они устанавливаются непосредственно на шасси, рядом с трубкой магнетрона.

Вентилятор мешалки

8 Вентилятор мешалки, распространяющий микроволны, установлен в верхней части рабочей камеры. Некоторые производители используют шкив для управления вентилятором от электродвигателя нагнетателя магнетрона. Другие используют отдельный двигатель мешалки, прикрепленный непосредственно к вентилятору. После присоединения вентилятора мешалки на верхнюю часть блока вентилятора навинчивается экран мешалки. Экран предотвращает попадание грязи и жира в волновод, где они могут вызвать искры и повредить трубку магнетрона.

Управляющие переключатели, реле и двигатели

9 Переключатель готовки подает питание на трансформатор путем включения реле готовки и таймера. Реле готовки, также называемое реле мощности, позволяет плате управления включать и выключать источник микроволн. Реле устанавливается рядом с силовым трансформатором, а таймер - на плате управления. На панели управления также установлены выключатель света для обзора камеры для приготовления пищи и звонок таймера, который звонит по завершении цикла приготовления.

ОПАСНОСТЬ ПЕРЕГРЕВА

Люди сообщали о взрыве горячих жидкостей внутри микроволновых печей или возгорании, когда они впервые добавили чайную ложку, сахар или чайный пакетик в горячую жидкость прямо из духовки. Эти аварии вызваны перегревом. Если жидкость не кипит (при нагревании не образуются пузырьки пара), она имеет тенденцию нагреваться выше точки кипения 212 градусов по Фаренгейту (100 градусов по Цельсию). Обычно, когда жидкость нагревается над плитой, на дне нагревательной емкости образуются маленькие пузырьки даже до того, как будет достигнута точка кипения.Выходящие пузырьки обеспечивают кипение жидкости. При приготовлении в микроволновой печи жидкость обычно нагревается равномерно и пузырьки не образуются. Предметы, попавшие в перегретую жидкость, инициируют процесс кипения, в результате чего она взрывается.

Ряд блокировочных выключателей, также называемых предохранительными выключателями, установлен рядом с верхней и нижней частью дверной зоны. Эти переключатели предотвращают производство микроволн, когда дверца случайно открывается во время приготовления пищи.

Передняя панель

10 К шасси также прикреплена передняя панель, которая позволяет пользователю выбирать различные настройки и функции, доступные для приготовления пищи.За передней панелью установлена ​​плата управления, которая представляет собой электронную плату, которая управляет различными запрограммированными операциями при нажатии переключателей на передней панели. Эта плата подключается к передней панели и другим компонентам с помощью разъемов и кабелей.

Изготовление и сборка корпуса

11 Внешний корпус микроволновой печи сделан из листового металла, полученного путем вдавливания стали между роликами. Листовой металл сформирован в охватывающий корпус и снабжен дном. пластина, также сделанная из стали.Готовый корпус надевается на предварительно собранную печь и прикручивается к основному шасси. Наконец, к духовке прикрепляют шнуры питания и ручки циферблата, если таковые имеются.

Тестирование и упаковка печи

12 Большинство производителей эксплуатируют печь от пятидесяти до ста часов в непрерывном режиме в рамках процесса тестирования. После завершения испытаний робот-укладчик на поддоны записывает модель и серийные данные печи для инвентаризации. Роботизированный штабелеукладчик, оснащенный захватным устройством, также используется во многих отраслях промышленности для загрузки готовой продукции на поддоны или платформы.Наконец, микроволновая печь отправляется на участок упаковки.

Контроль качества

Строгий контроль качества на протяжении всего производственного процесса очень важен. Радиация, испускаемая микроволновой печью, может обжечь любого, кто подвергается воздействию высоких уровней в течение продолжительного времени. Сканер с компьютерным управлением используется для измерения утечек излучения вокруг двери, окна и задней части духовки. Другие сканеры проверяют излучение антенны, а также посадку трубки магнетрона. Каждая операция сканера передает информацию следующей операции, чтобы можно было исправить проблемы.

Свод федеральных правил, пересмотренный с 1 апреля 2001 г., ограничивает количество излучения, которое может просочиться из микроволновой печи, до «1 милливатт на квадратный сантиметр в любой точке на расстоянии 5 или более сантиметров от внешней поверхности печи, измеренный до приобретения покупателем, а затем 5 милливатт на квадратный сантиметр в любой такой точке ». двух предохранительных блокировок для предотвращения выработки микроволн, если дверца случайно откроется во время приготовления пищи.

Будущее

Производители продолжают разрабатывать различные модели и новые приложения, чтобы привлечь новых пользователей и постоянных потребителей. Подобно другим отраслям, которые пользуются популярностью Интернета, микроволновая промышленность представила так называемые Интернет-микроволновые печи. Духовку можно подключить к Интернету, чтобы получить доступ к рецептам и другой информации о приготовлении пищи для автоматического приготовления пищи. Несколько компаний планируют выпустить свою продукцию на рынок в ближайшем будущем.

Другие новые разработки включают микроволновую печь со специальными кронштейнами, которые позволяют устанавливать в любом месте кухни, в том числе внутри навесных шкафов и над островками (отдельно стоящие зоны, обычно находящиеся посередине). кухни). В некоторых моделях панель управления расположена за дверцей духовки, что придает духовке элегантный вид. Модная модель, которая нравится многим сегодняшним потребителям, создана по образцу популярного компьютерного монитора, который бывает красного, оранжевого, зеленого и синего цветов.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

• Вопреки распространенному мифу, микроволновая печь не готовит изнутри. Если пища небольшая, микроволны проникают в нее, готовя все сразу. Если пища большая, внешняя часть готовится с помощью микроволн, а внутренняя часть - за счет тепла, передаваемого от горячей внешней части пищи.

• Производители предупреждают пользователей, что нельзя класть внутрь микроволновую печь металлическую посуду или алюминиевую фольгу. Эти предметы, такие как металлические стенки духовки, будут отражать микроволны.Когда мощные микроволны воздействуют на стены и металлические предметы, воздух между ними заряжается электричеством, вызывая искры. Эти искры могут повредить рабочую камеру.

В 2000 году два изобретателя из Массачусетса получили патент на микроволновую печь, которую можно установить в бардачке автомобиля. Духовка будет питаться от автомобильного аккумулятора, а органы управления будут установлены на приборной панели. Духовка поставляется с мусорным ведром, в котором можно хранить вещи, когда духовка не используется.Духовка будет работать только тогда, когда мусорное ведро не на месте.

переменный ток:
Электрический ток, который регулярно течет в одном направлении, а затем в другом.
шасси:
Основной каркас, к которому прикреплены другие детали.
ребра охлаждения:
Тонкие металлические полоски, прикрепленные к анодному цилиндру, чтобы помочь избавиться от тепла, выделяемого магнетроном.
постоянный ток:
Электрический ток, который течет только в одном направлении.
электромагнитное излучение:
Волна электрической и магнитной энергии, движущаяся вместе в пространстве. Микроволны - это форма электромагнитного излучения.
электрон:
Маленькая частица в атоме, несущая отрицательный заряд, который является основным зарядом электричества.
оцинкованная сталь:
Сталь, покрытая тонким слоем цинка для защиты от коррозии, например ржавчины.
блокировочный выключатель:
Предохранительный выключатель, предотвращающий выработку микроволн при открытой дверце микроволновой печи.
магнетрон:
Вакуумная трубка, в которой электроны, перемещающиеся от катода (отрицательный полюс) к аноду (положительный полюс), управляются электрическими и магнитными полями для создания микроволн.
мешалка:
Вентилятор, который равномерно распределяет микроволны в рабочей камере.
волновод:
Металлический кожух в верхней части камеры для приготовления пищи, через который микроволны, создаваемые магнетроном, распространяются в камеру.
длина волны:
Расстояние между пиками двух последовательных волн микроволны.

Дополнительная информация

Книги

Дэвидсон, Гомер Л. Устранение неисправностей и ремонт микроволновых печей. 4-е изд. Нью-Йорк, Нью-Йорк: McGraw-Hill Companies, Inc., 1997.

Радиация в микроволновой печи. Вашингтон, округ Колумбия: Центр устройств и радиологического здоровья, Министерство здравоохранения и социальных служб США, 2000.

Periodicals

"Повара быстрого приготовления: очень хорошие микроволновые печи дешевле, чем когда-либо."Consumer Reports (январь 2002): стр. 48–51.

Веб-сайты

Блумфилд, Луис А." Микроволновые печи. "Как работают вещи". Http://howthingswork.virginia.edu/microwave_ovens.html (доступ 22 июля 2002 г.)

«Приготовление взрывных устройств». Discover. Http://www.discover.com/oct_issue/breakcooking.html (по состоянию на 22 июля 2002 г.)

«Приготовление в микроволновой печи для сегодняшних семей» США. Министерство сельского хозяйства. Http://www.foodsafety.gov/~fsg/fs-mwave.html (по состоянию на 22 июля 2002 г.).

«Печи СВЧ». Университет Колорадо. Http://www.colorado.edu/physics/2000/microwaves (по состоянию на 22 июля 2002 г.).

Микроволновая печь. Факты для детей

Микроволновая печь (обычно называемая микроволновой печью ) - это устройство, которое готовит пищу с помощью микроволн, типа радиоволн. Идея была изобретена, когда ученый, который экспериментировал с радиоволнами, увидел, что его плитка шоколада, которая была в его кармане, растаяла. Затем он узнал, что радиоволны могут готовить еду, и изобрел микроволновую печь.

Как это работает

Магнетрон из микроволновки

В микроволновой печи используется магнетрон. Это похоже на радиопередатчик. Он излучает очень короткие радиоволны, которые проникают в пищу на глубину примерно 2,5 см (один дюйм). Это заставляет молекулы воды вращаться примерно 2,5 миллиарда раз в секунду. Это нагревает молекулы вокруг себя. По мере того, как они нагреваются, тепло переходит внутрь пищи. Этот процесс называется проводимостью. Это также происходит в обычной духовке, но микроволновая энергия проникает глубже, поэтому еда готовится намного быстрее.В обычной духовке энергия в основном остается у поверхности, поэтому на это требуется больше времени.

Кроме того, духовка имеет волновод, поворотный столик и таймер. Когда мы помещаем пищу в камеру и включаем таймер, он посылает команду магнетрону на отправку микроволн, а также на поворотный стол, чтобы начать вращение. Микроволны микроволновых печей могут нагревать продукты, содержащие полярные молекулы, такие как вода, поскольку полярные молекулы подвержены вибрационному эффекту, вызываемому микроволнами.Для равномерного разогрева пищи поворотный столик в микроволновой печи вращает ее.

Металлы склонны к искрообразованию в микроволновом диапазоне, а не при нагревании. Причина в том, что металлы любят отдавать электроны, поэтому, когда микроволны «толкают» их магнитоподобные электроны, вместо того, чтобы поворачиваться, они просто отдают электроны. Связка электронов, стекающих с металла, называется электричеством, и мы видим это в виде искр.

Связанные страницы

Картинки для детей

  • Микроволновые печи, несколько из 80-х

  • Raytheon RadaRange на борту атомного грузового корабля NS Savannah, установлен примерно в 1961 г.

  • Микроволновая печь, г.2005

  • Магнетрон со снятой секцией (магнит не показан)

  • Микроволновая печь с функцией конвекции

  • Помимо нагрева пищи, микроволновые печи широко используются для нагрева в промышленных процессах. Туннельная микроволновая печь для размягчения пластиковых стержней перед экструзией.

  • Обугленный попкорн, подгоревший из-за того, что микроволновая печь оставлена ​​включенной слишком долго

  • Микроволновая печь с металлической полкой

  • Диск DVD-R, обработанный в микроволновой печи, демонстрирующий влияние электрического разряда через металлическую пленку

.