Устройство СВЧ-техники
Все микроволновые печи без исключения включают в себя ряд обязательных элементов: камера, интерфейс управления, блок генерации СВЧ-волн и защитные системы. На функциональность, стоимость и другие эксплуатационные качества влияют уже отдельные конструкционные особенности. Разберём главные элементы оборудования.
Магнетрон
Именно это устройство генерирует волны в камере, которые воздействуют на молекулы в пище, в следствие чего и происходит нагрев. Причём для подогрева продуктов какая-то внешняя тепловая стимуляция не нужна. Поэтому внутри камеры температура никогда не превышает отметки в 100⁰С.
Анод устройства имеет форму цилиндра с отдельными плоскостями. Внутри конструкции находится катод с элементом накаливания. По краям магнетрона проходят магниты кольцевидной формы. Создаваемое поле мешает электронам передвигаться от катода к аноду, образуя эффект вращения.
В результате за счёт проволочной петли в камеру проникает сверхвысокочастотное поле (СВЧ). Магнетрон становится активным, как только получает достаточное напряжение, а это порядка 3000-4000 В. Такие показатели предполагают наличие высоковольтного трансформатора.
Магнетрон и другие элементы микроволновки
Как устроена микроволновая печь
Требуемые продукты, помещаются внутрь микроволновки на вращающуюся подставку, благодаря которой разогрев происходит равномерно. Вырабатывает микроволны мощная электронная лампа – магнетрон. При выходе вашего бытового прибора из строя не спешите заниматься ремонтом самостоятельно, учтите, что на магнетрон подается очень высокое напряжение – не рискуйте собой и своими родными.
Защищает от излучения сеточка на двери прибора.
В комплектацию прибора входят:
- шнур электропитания,
- преобразователь энергии;
- магнетрон;
- устройства направляющие и распределяющие волны;
- конденсатор;
- выпрямитель;
- дверца, оборудованная спец. уплотнителями;
- камера печи с тарелкой;
- вентилятор.
Обычная, с грилем или с конвекцией: что лучше?
Однозначного ответа на этот вопрос нет. Если вам нужна СВЧ-печь только для разогрева, а все основные операции по приготовлению пищи вы будете осуществлять с помощью духовки и кухонной плиты, переплачивать за функцию конвекции и за гриль нет необходимости. Если же вы любите кулинарные эксперименты, намерены часто готовить в СВЧ-печи – лучше выбрать модель с расширенными возможностями.
Если вы хотите печь в СВЧ-технике пирожки, запеканки и прочую выпечку, присмотритесь к печам с функцией конвекции. Это функция обеспечивает равномерный прогрев и распределение воздуха по всей поверхности камеры. Работает это так: установленный в камере ТЭН производит нагрев, нагретый воздух равномерно рассредоточивается по камере вентилятором. При этом температура в микроволновке может быть 200 градусов и выше.
Микроволновка с грилем и конвекцией
В последнее время самое популярное решение среди домохозяек: сверхвысокочастотные печи с конвекцией и грилем. Они умеют приготовлять пищу 5 различными способами:
- СВЧ-излучением;
- конвекцией;
- конвекцией с СВЧ в то же время;
- микроволнами и грилем;
- конвекцией и грилем.
Такая СВЧ-печь открывает простор для творчества и творения новых кулинарных шедевров. Впрочем, есть множество готовых кулинарных рецептов, которыми делятся производители, комплектуя свои модели отдельной книгой рецептов.
Тип управления
Управление микроволновой печью может быть сенсорным, механическим или кнопочным. В самых простейших моделях используется механическое управление: две круглые ручки, одна из которых является регулятором мощностью, другая задает время обработки пищи (таймер). Конечно, простота управления и низкая стоимость – это плюс, но такие модели устанавливают не посекундное, а поминутное воздействие. Разница в несколько минут значительна.
Микроволновки с кнопочным управлением – более современный вариант. Как правило, они оснащены дисплеем, на котором отображается время. Такие модели имеют возможность программирования того или иного режима. В самых «продвинутых» моделях предустановлено множество режимов: например, «разморозка», «курица-гриль», «картофель-фри», «тушение мяса» и прочие. Количество запрограммированных рецептов в разных моделях может отличаться.
Сенсорное управление – по сути, то же кнопочное, с той лишь разницей, что сами кнопки не видны – панель гладкая. Кроме удобства и современного дизайна положительным моментом использования сенсорных моделей является простота чистки. С другой стороны печи с сенсорным управлением продаются по гораздо большей цене, а их элементы часто перегорают из-за перепадов в сети.
Дополнительные функции
В некоторых моделях могут быть реализованы дополнительные режимы микроволновки:
Микроволновка с тостером
- Подача пара – способствует более быстрому приготовлению пищи, предотвращает пересушивание приготавливаемых продуктов.
- Проветривание рабочей камеры – позволяет удалить неприятные запахи из печи.
- Электронные весы – взвешивают продукты, загруженные в СВЧ-печь, что для некоторых хозяек очень полезно.
- Функция двойного излучения повышает производительность печи и способствует более равномерному прогреву.
- Тарелка Крисп – позволяет жарить продукты так же, как и на сковороде.
Тарелка Крисп
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.
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.
Историческая справка
Как это нередко бывает с полезными и гениальными изобретениями человечества, польза СВЧ волн для бытового применения была обнаружена совершенно случайно. Это произошло в 1942 году в , где физик Перси Спенсер изучал свойства устройств со сверхвысокочастотным излучением.
Согласно одной из версий, ученый случайно положил бутерброд на установку и обнаружил спустя пару минут, что тот прогрелся по всей толщине. Другая версия говорит, что у Спенсера в кармане растаяла плитка шоколада и он, осчастливленный своим открытием, тут же побежал в магазин– спустя некоторое время ученый наблюдал, как СВЧ волны за пару секунд превращают купленную им свежую кукурузу в попкорн.
В 1945 году Перси Спенсер запатентовал технологию использования сверхвысокочастотных волн в пищевой отрасли и через два года первые устройства, аналогичные современным микроволновкам, появились в американских военных госпиталях и столовых. Стоит отдельно сказать, что эти агрегаты, в отличие от современных, действительно напоминали печи, поскольку весили около 340 кг.
В дальнейшем разработку и вывод СВЧ печей на рынок бытовой техники взяла на себя компания Sharp, именно ей принадлежат основные революционные достижения в этой отрасли:
- в 1962 году они выпустили в серийное производство первую бытовую микроволновку;
- в 1966 – стали оснащать печи вращающейся подставкой-столом;
- в 1979 – выпустили первое устройство с микропроцессорным управлением;
- в 1999 – создали первую модель микроволновой печи с возможностью выхода в Интернет.
Сегодня на рынке бытовой техники представлено огромное множество микроволновок с самым разным функционалом, однако все они просты, экономичны и безопасны для здоровья.
Можно ли заменить магнетрон
Главное преимущество современных магнетронов для бытовых микроволновых печей в их взаимозаменяемости. На различные модели микроволновок будут подходить магнетроны производства других фирм, поэтому при необходимости их можно менять. При этом единственным необходимым требованием будет соответствие по мощности. Купить магнетрон можно во многих магазинах электроники, однако чтобы сделать правильный выбор, необходимо разобраться в его параметрах и маркировке. Наиболее часто в микроволновках устанавливаются следующие модели магнетронов:
- 2М 213 (600 Вт номинальной мощности и 700 Вт под нагрузкой);
- 2М 214 (1000 Вт);
- 2М 246 (1150 Вт – наибольшая мощность).
Даже изучив все необходимые параметры этого устройства, производить замену магнетрона в домашних условиях не рекомендуется. Во-первых, снять его самостоятельно будет довольно тяжело, а во-вторых, обеспечить его безопасную работу после установки сможет только квалифицированный специалист.
Стандартная конфигурация магнетрона
Какие продукты не стоит готовить в микроволновке
С едой, которую мы ежедневно разогреваем в СВЧ-печах, тоже не все так просто: некоторые продукты требуют повышенной осторожности. Яйца в скорлупе взрываются, поэтому нужно либо проколоть ее для выброса пара, либо использовать специальную яйцеварку (перед загрузкой в которую, кстати, все равно нужно повредить скорлупу).
Яйца в скорлупе взрываются, поэтому нужно либо проколоть ее для выброса пара, либо использовать специальную яйцеварку (перед загрузкой в которую, кстати, все равно нужно повредить скорлупу).
Специальное приспособление для варки яиц в микроволновке
Молочные и кисломолочные продукты, а также готовая детская смесь зачастую неравномерно нагреваются и могут свернуться при нагреве.
Полуфабрикаты в контейнерах. Не стоить класть в микроволновку неизвестные виды пластика, бумажные и тем более фольгированные емкости. Даже если производитель разрешает греть свой продукт в упаковке, лучше переложить еду в тарелку из безопасных материалов.
Вода в микроволновке моментально закипает – а значит, ей легко обжечься. Разогревать таким образом жидкость не запрещено, но стоит внимательно следить за процессом.
Это основные меры предосторожности при использовании СВЧ-печи. Но что на самом происходит с пищей при воздействии микроволн?
Историческая справка
Как это нередко бывает с полезными и гениальными изобретениями человечества, польза СВЧ волн для бытового применения была обнаружена совершенно случайно. Это произошло в 1942 году в , где физик Перси Спенсер изучал свойства устройств со сверхвысокочастотным излучением.
Согласно одной из версий, ученый случайно положил бутерброд на установку и обнаружил спустя пару минут, что тот прогрелся по всей толщине. Другая версия говорит, что у Спенсера в кармане растаяла плитка шоколада и он, осчастливленный своим открытием, тут же побежал в магазин– спустя некоторое время ученый наблюдал, как СВЧ волны за пару секунд превращают купленную им свежую кукурузу в попкорн.
В 1945 году Перси Спенсер запатентовал технологию использования сверхвысокочастотных волн в пищевой отрасли и через два года первые устройства, аналогичные современным микроволновкам, появились в американских военных госпиталях и столовых. Стоит отдельно сказать, что эти агрегаты, в отличие от современных, действительно напоминали печи, поскольку весили около 340 кг.
В дальнейшем разработку и вывод СВЧ печей на рынок бытовой техники взяла на себя компания Sharp, именно ей принадлежат основные революционные достижения в этой отрасли:
- в 1962 году они выпустили в серийное производство первую бытовую микроволновку;
- в 1966 – стали оснащать печи вращающейся подставкой-столом;
- в 1979 – выпустили первое устройство с микропроцессорным управлением;
- в 1999 – создали первую модель микроволновой печи с возможностью выхода в Интернет.
Сегодня на рынке бытовой техники представлено огромное множество микроволновок с самым разным функционалом, однако все они просты, экономичны и безопасны для здоровья.
Как устроена и как работает микроволновая печь
Работа такой печи основана на преобразовании магнитных сверхвысокочастотных полей. Это поле преобразуется в тепловую энергию. Принцип действия СВЧ-печи существенно отличается от кухонных плит, в которых нагрев происходит за счет нагрева поверхности соприкосновения или окружающего пространства в камере (если речь идет о духовом шкафе). В отличие от них, в СВЧ-печи нагрев происходит за счет микроволн. Они, проникая в камеру, воздействуют на молекулы воды (которые содержатся в любом продукте). Как известно из школьного курса химии, молекула воды – диполь. Она имеет разные заряды на концах: водород – положительный, а кислород – отрицательный. Под воздействием волн диполи начинают хаотично перемещаться, трутся друг о друга, что способствует выделению тепла. За счет этого и нагревается пища. При этом разогрев происходит очень быстро.
Схема электрическая принципиальная микроволновой печи
В устройство микроволновки в обязательном порядке (вне зависимости от марки и модели техники, ее характеристик), входят магнетрон и волновод – канал с металлическими стенками, служащий отражателем магнитных излучений. Помимо магнетрона, любая печь имеет предохранитель, высоковольтные конденсатор и диод, трансформатор, электродвигатель (нужен для вращения тарелки) и другие узлы. О том, какие конкретно элементы содержит определенная модель техники, расскажет схема электрическая принципиальная.
Магнетрон – специальный узел, генерирующий коротковолновое излучение с частотой 2,45 ГГц. В современных микроволновых печах мощность магнетрона может достигать 1 кВт. Так как при работе магнетрон сильно греется, в конструкции печи предусмотрен вентилятор. Это узел одновременно выполняет 2 функции: отводит тепло от магнетрона и обеспечивает эффективную циркуляцию воздуха в камере.
Какие элементы есть в конструкции микроволновки
Устройство микроволновой печи только на первый взгляд кажется сложным. Владельца этого прибора вводит в заблуждение количество кнопочек, индикаторов, средств программирования. На самом деле, любая печь, с механическим управлением, сенсорной панелью, пультом, гибридным электронным контролем, состоит из одинаковых функциональных блоков:
- блок генерации СВЧ излучения, магнетрон и волноводы;
- система преобразования напряжения, главный модуль — повышающий высоковольтный трансформатор;
- средства контроля в составе группы датчиков;
- система вторичной защиты;
- управляющая схема микроволновки.
Важно! В зависимости от сложности модели печи, в нее могут включаться самые разные опции. Например, гриль, вторичные рассеиватели волн, дополнительные узлы СВЧ генерации.
Стоит рассмотреть работу каждого блока отдельно, в порядке их задействования в стандартной схеме использования микроволновки
Стоит рассмотреть работу каждого блока отдельно, в порядке их задействования в стандартной схеме использования микроволновки.
Управляющая схема
Главная электросхема микроволновки, с которой имеет дело пользователь — это блок управления. В нем при помощи кнопок, механических переключателей, регуляторов задаются граничные параметры. То есть рабочая мощность или режим, время исполнения программы и так далее.
Схема управления может быть как угодно сложной. Самый простой вариант представляет собой круговые регуляторы, один из которых — реле таймера. С их помощью устанавливается мощность режима и время работы. Еще один знакомый пользователям вариант — гибридный, с кнопками. По сути, его функционал ненамного шире механической регулировки.
Сенсорная панель, в большинстве случаев, ничем по принципу действия не отличается от кнопок. Она просто более надежна и не требует обслуживания. Продвинутые схемы электронного управления включают программирование, то есть переключение по заданному алгоритму мощности излучения и времени ее выдачи.
Система преобразования напряжения
Микроволновка состоит из группы узлов, которые очень опасны для человека. Главный из них — повышающий трансформатор. Когда схема управления дает команду на включение режима, он выдает до 4 КВ напряжения. При этом рабочий ток может достигать 10А и выше. Такие параметры работы электросети представляют огромную опасность для человека.
Важно! Повышающий трансформатор — ключевой и самый дорогой узел системы преобразования напряжения. Он питает магнетрон, элемент, без которого невозможно реализовать основной принцип работы микроволновой печи
Блок генерации СВЧ излучения
Магнетрон — это сердце микроволновки. По сути, это обычная вакуумная лампа, похожая на те, которые использовались в кинескопах старых телевизоров. Только магнетрон генерирует интенсивную электромагнитную волну высокой частоты, образуемой при прохождении электронов через магнитное поле.
Блок генерации излучения состоит не из одного СВЧ источника. Для, так сказать, подачи волн в рабочую зону печи устанавливаются волноводы. Именно они находятся за слюдяной пластиной, которую каждый видел на боковой стенке микроволновки, когда ставил в нее тарелку с завтраком.
Системы основной и вторичной защиты
Роль контрольных датчиков вполне понятна. Они следят, чтобы ни один из ключевых элементов электронной и аппаратной части не вышел в критический режим работы. Датчики гарантируют безаварийное функционирование прибора и предотвращают опасные сбои. Но у микроволновки есть системы защиты, разработанные для человека. Ниже будут подробно описаны их функции.
Итак, система управления инициализирует пуск магнетрона. Она же задает параметры работы, отсчитывает временные интервалы, меняет мощность и так далее. Есть и обратная связь между системами безопасности и управления. По сигналам первых может быть полностью остановлена работа печи, изменен режим, выдано служебное сообщение или звуковые оповещения.
Возможные неисправности
Внутренняя схема магнетрона содержит множество деталей, и, если случается поломка, то причина может крыться именно в них. Случается так, что одна из частей пришла в негодность, но влияет на работу всей лампы. Следует понять, в чем причина неисправности, и решить проблему в домашних условиях. Как именно, мы расскажем далее.
- Металлический колпачок отвечает за сохранность вакуума внутри трубы.Зачастую он ломается, и требуется новая замена;
- Радиатор может прийти в негодность, если деталь перегорает;
- Нить накаливания в результате перегрева может оборваться. Для выявления такой неисправности нужен специальный прибор;
- Фильтр может также перестать нормально функционировать, следует проверять тестером. Исправный элемент будет показывать бесконечность, а сломанный – численное сопротивление;
- Изменение герметичности детали из-за перегрева;
- Нарушение работы высоковольтного диода;
- Неисправность конденсатора высокого напряжения;
- Разлом контактов предохранителя, основная задача которого не допускать перегрева.
Будет интересно Что такое кинескоп и как он устроен
Частота микроволновки: магнетрон и его составляющие
Принцип работы СВЧ-печи заключается в том, что магнетрон при включении микроволновки, начинает выделять энергию, а затем уже она преобразовывается в тепло. Это тепло идет на обогрев продуктов. Магнетрон переводится, как электровакуумный диод, который состоит из медного анода. Это самая дорогая деталь печи.
Если магнетрон поломался, то без наличия соответствующего опыта самостоятельно починить его достаточно сложно
Расшифровка магнетрона – это устройство, которое производит огромное количество теплоты, за счет частоты излучения. Частота излучения равняется 2,4 ГГц. Коэффициент полезного действия (КПД) магнетрона составляет 80%, а потребляемая мощность данного вида печи при излучении может составлять 1100 Вт.
Устройство магнетрона состоит из таких деталей:
- Цилиндрический анод – это его основа, состоящая их 10 секторов, каждая из них сделана из меди;
- В центре располагается катод с нитью накаливания;
- Торцевые части заняты магнитами, они создают необходимое для излучения магнитное поле;
- Выведенная к антенне, которая излучает энергию, проволочная петля.
С помощью антенны-излучателя энергия попадает сначала в волновод, а затем в камеру печи. Напряжение, которое поступает к аноду, составляет 4 тыс. Вт, нити накала – 3 тыс. Вт. Корпус магнетрона находится в радиаторе из пластика, где встроенный вентилятор, обдувает его воздухом, а специальный предохранитель отвечает за его перегрев.
Почему в микроволновке греется только еда, а не тарелка
Ответ на этот вопрос кроется в принципе работы, описанном выше. Если в предмете, который помещен внутрь микроволновки, нет воды, его нагрев производиться не будет. Именно поэтому посуда остается холодной, но есть одно но.
Так получается только тогда, когда ”избирательные” волны сверхвысокой частоты могут ”найти” предмет для нагрева. Если его нет, то наоборот, греться начинает посуда. Например, масло не будет так сильно нагреваться в микроволновке, как вода, и суп в глубокой тарелке греется медленнее, чем сама тарелка. Он более жирный и воды в чистом виде в нем меньше, чем кажется.
Зачем армия США начала закупать микроволновые пушки?
В случае, если мы греем курицу, картошку, мясо и другие продукты, то тарелка тоже будет нагреваться, но природа такого нагрева будет немного иной. Температура тарелки будет повышаться не из-за электромагнитных волн, а из-за контакта с разогретой едой. А знали, что еда может даже взрываться?
1.2 Принцип работы микроволновой печи, или каким образом пища нагревается с помощью СВЧ
В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода. Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом — отрицательный. К счастью, подобных молекул в пище предостаточно — это молекулы и жиров и сахаров, но главное, что диполем является молекула воды — самого распространенного в природе вещества.
Каждый кусочек овощей, мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул. В отсутствие электрического поля молекулы расположены хаотически. В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, «плюсом» в одну сторону, «минусом» в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, т.е. сменить полярность, как молекулы тут же переворачиваются на 180о.
Итак, частота микроволн, которую используют почти все СВЧ-печи — 2450 Мгц. Один герц — это одно колебание в секунду, мегагерц — один миллион колебаний в секунду. За один период волны поле меняет свое направление дважды: был «плюс», стал «минус», и снова вернулся исходный «плюс». Значит, поле, в котором находятся наши молекулы, меняет полярность 4 900 000 000 раз в секунду! Под действием микроволнового излучения молекулы кувыркаются с бешеной частотой и в буквальном смысле трутся одна о другую при переворотах. Выделяющееся при этом тепло и служит причиной разогрева пищи.
Продукты нагреваются под действием микроволн примерно так же, как нагреваются наши ладони, когда мы быстро трем их друг о друга. Сходство состоит и еще в одном: когда мы трем кожу одной руки о кожу другой, тепло проникает в глубь мышечной ткани. Так и микроволны: они работают только в относительно небольшом поверхностном слое пищи, не проникая внутрь глубже, чем на 1-3 см. Поэтому нагрев продуктов происходит за счет двух физических механизмов — прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину продукта за счет теплопроводности.
Отсюда сразу следует рекомендация: если нужно приготовить в микроволновке, например, большой кусок мяса, лучше не включать печь на полную мощность, а работать на средней мощности, но зато увеличить время пребывания куска в печи. Тогда тепло из наружного слоя успеет проникнуть в глубь мяса и хорошо пропечет внутреннюю часть куска, а снаружи кусок не подгорит.
Из тех же соображений жидкие продукты, например супы, лучше периодически помешивать, вынимая время от времени кастрюльку из печи. Этим вы поможете проникновению тепла в глубь емкости с супом.
Хочу отметить, что частота излучения в некоторых производственных СВЧ-печах (так называемые англ. variable frequency microwave, VFM) может варьироваться, и не составлять 2450 МГц
Возможна ли замена своими руками
Любой из видов магнетрона для микроволновок LG можно заменить аналогичным для другой . Аналогично можно заменить магнетрон для микроволновки «Самсунг» подходящим по мощности элементом от другой фирмы. Если модель бытовой сверхвысокочастотной печи выпущена очень давно, то найти деталь соответствующей марки очень трудно. Возможно, производитель уже снял с производства данный вид.
Но даже если вы знаете принцип работы магнетрона, не следует заниматься починкой такой техники дома самостоятельно.
Приобрести магнетрон для микроволновой печи 2M218 JF Daewoo можно самостоятельно, заказав в специализированных магазинах или непосредственно у производителя. Стоит он порядка 2 тысяч рублей.
При помощи чего создаются данные волны?
Для генерации радиоволн данной частоты, применяют специально устройство, называемое магнетроном, который представляет из себя электровакуумный диод состоящий из крупного цилиндрического анода, выполненного из меди, который сочетает в себе 10 секторов стенки, и они также изготовлены из меди.
В центре устройства расположен стержневой катод, с нитью внутри канала. Катод предназначен для эмиссии электродов. Для того, чтобы агрегат генерировал СВЧ-излучение, нужно создать магнитное поле в полости магнетрона. Для этого используют мощные кольцевые магниты, которые располагаются по торцам детали.
Для создания эмиссии, необходимо к аноду подать напряжение в четыре тысячи вольт, а к нити канала всего три.
Для съёма энергии, в строении устройства предусмотрены проволочные петли, которые подключены к катоду, а тот в свою очередь выведен в так называемую «излучательную антенну». С данного устройства вырабатываемое излучение уходит непосредственно в волновод, который и распределяет его по всей главной камере. Зачастую стандартная мощь данного элемента, который устанавливают в большинстве моделей микроволновок, составляет порядка 810 Вт.
Если для подогрева или приготовления пищи необходима меньшая мощность, то магнетрон попросту циклично включается и отключается.
В науке данное явление называют широтно-импульсной модуляцией. Для того, чтобы устройство выдало 400 Вт, а именно половину от своей выходной мощности в течении 20-секундного интервала, необходимо на 10 секунд обесточить магнетрон, а после чего подать электроэнергию на те же 10 секунд.
Устройство в процессе работы генерирует большое количество тепла, поэтому для его охлаждения, элемент устанавливают в пластинчатый радиатор, для того, чтобы он постоянно обдувался воздушными потоками, благодаря небольшому кулеру, встроенному в микроволновку. В случае перегрева, данный элемент конструкции может просто на просто выйти из строя, по этому его оснащают защитным устройством, а именно термопредохранителем.
Какую посуду безопасно ставить в микроволновую печь
Возможные неисправности
Внутренняя схема магнетрона содержит множество деталей, и, если случается поломка, то причина может крыться именно в них. Случается так, что одна из частей пришла в негодность, но влияет на работу всей лампы. Следует понять, в чем причина неисправности, и решить проблему в домашних условиях. Как именно, мы расскажем далее.
- Металлический колпачок отвечает за сохранность вакуума внутри трубы.Зачастую он ломается, и требуется новая замена;
- Радиатор может прийти в негодность, если деталь перегорает;
- Нить накаливания в результате перегрева может оборваться. Для выявления такой неисправности нужен специальный прибор;
- Фильтр может также перестать нормально функционировать, следует проверять тестером. Исправный элемент будет показывать бесконечность, а сломанный – численное сопротивление;
- Изменение герметичности детали из-за перегрева;
- Нарушение работы высоковольтного диода;
- Неисправность конденсатора высокого напряжения;
- Разлом контактов предохранителя, основная задача которого не допускать перегрева.
Будет интересно Что такое клистрон и как он работает
Как правильно пользоваться и ухаживать за микроволновкой
Используйте для СВЧ-печи правильную посуду
К посуде для микроволновой печи предъявляются особые требования. Она не должна иметь золотых ободков – такая краска содержит металл, который, в свою очередь, является проводником, из-за чего печь будет искрить. По этой же причине нельзя использовать металлическую посуду. Для приготовления пищи подходит стеклянная, фарфоровая, керамическая посуда. При этом для гриля и конвекции она должны быть еще и огнеупорной.
Уход за микроволновой печью
Уход за СВЧ-печью заключается в периодическом очищении наружных и внутренних поверхностей. После каждого приготовления пищи протирайте камеру мягкой влажной тряпкой, а затем сухой салфеткой. Крутящаяся тарелка моется в теплой воде. Ее, прежде чем поставить на место, нужно тщательно протереть сухой тряпкой. Не включайте грязную печь. Это может привести к прогоранию слюдяной пластины.
Помните о том, что мыть микроволновку можно не всеми веществами. Используйте только те, которые предназначены для СВЧ или, в крайнем случае, жидкость для мытья посуды. Чистить печь можно лишь при отключенной сети. Не используйте щетки. Если нужно удалить присохшие остатки, поступите следующим образом: поставьте в центре рабочего столика чашку с водой и нагревайте ее на невысокой мощности 10–15 минут. В воду можно добавить немного лимонной кислоты. Это поможет избавиться от неприятных запахов в камере.
Это интересно: Как и чем стирать мембранную одежду в стиральной машине
Заключение
Теперь вы более точно понимаете, как работает микроволновка. Принцип работы данного устройства относительно прост. Он основывается на элементарных законах физики.
Закрепим изученное: магнетрон (основной элемент СВЧ-печи) излучает очень короткие радиоволны с высокой частотой. Они воздействуют на молекулы воды, из-за чего те начинают активно двигаться. Этот процесс сопровождается выделением теплоты. Учитывая тот факт, что волны проникают неглубоко в пищу, нагревается только поверхность продуктов, а далее за счет естественной теплопроводности тепло переходит вглубь.
Это и есть основной принцип работы микроволновки. Устройство и основные элементы мы также рассмотрели в данной статье. Все они являются классическими и используются в абсолютно всех моделях от любых производителей. На данный момент описанная выше рабочая схема является единственной, хотя разные производители могут использовать отличающиеся по каким-либо параметрам модули. К примеру, в одной модели может быть использован более мощный магнетрон, который сможет разогреть еду гораздо быстрее. В других компактных моделях этот элемент может иметь низкую мощность, что позволяет создать прибор небольших размеров. Подобных отличий сотни, но принцип работы от этого не меняется совершенно. Конечно, более сильный магнетрон определяет то, сколько работает микроволновка по времени для разогрева пищи одного объема. Поэтому, если не любите ждать, то лучше выбирать модель помощнее.
На этом все. Мы полностью разобрали устройство этого предмета бытовой техники и ответили на большинство вопросов, с ним связанных.
