Как работает микроволновая печь? Как устроен и из чего состоит?

Практически в каждой квартире или доме есть СВЧ-печь, однако далеко не все знают как работает микроволновая печь. Это многофункциональное устройство было впервые изобретено американским разработчиком Спенсером Перси, который обнаружил уникальную возможность использовать высокочастотное излучение для подогрева воды. Сегодня оно является востребованным и популярным во всем мире.

Из чего состоит микроволновая печь?

СВЧ-печь представляет собой миниатюрный духовой шкаф с отсеком для разогрева пищи с панелью управления, которая в зависимости от модели устройства может быть механической или электрической. Внутри камеры расположена вращающаяся тарелка, которая используется для равномерного нагрева блюда.

Вы хотите узнать более подробно, как устроена микроволновая печь? Генерация излучения осуществляется с помощью волновода, закрепленного с правой части камеры. В нише за панелью управления, которая скрыта от постороннего взора, расположен трансформатор и магнетон, что перерабатывает электрический ток в волновое излучение, а также конденсатор.

Конструкция короба СВЧ-печи может быть как из пластика, так и из нержавеющей стали. Материал не сказывается на характеристиках и времени подогрева пищи, а выбор его зависит полностью от эстетических желаний и требований владельцев. При этом особого внимания заслуживает конструкция дверцы, которая обеспечивает обзор внутреннего содержимого и защиту от выхода микроволн.

Дверца представляет собой конструкцию из нескольких стекол и пластин из пластмассы, между которыми расположены листы из перфорированного металла. Именно они препятствуют выходу излучения наружу. При этом по периметру дверцы СВЧ-печи установлен уплотнитель. Теперь вы знаете из чего состоит микроволновая печь, далее перейдем к более подробному рассмотрению процесса ее функционирования.

Принцип работы прибора

При нажатии кнопок на панели управления или установлении определенного режима с помощью механического регулятора электроэнергия направляется в трансформаторный блок, где происходит наращивание ее мощности. Впоследствии он передается на магнетон, который осуществляет ее превращение в электромагнитное излучение.

Магнетон представляет собой пустой герметичный блок, внутри которого располагается трубка с магнитами на концах. При генерации лучей электронов они распадаются и на большой скорости создают микроволны. Итак, как работает микроволновая печь? На самом деле все просто.

Магнетон передает электромагнитное излучение на волновод – это трубка из металла, которая отражает излучение. Оно также, отражаясь от стенок и потолка внутренней камеры, производит к нагреву пищи. Способствует более равномерному обогреву расположенного внутри блюда – вращающаяся тарелка из стекла.

При этом позволяет равномерно распределить электромагнитные лучи внутри камеры вентилятор, осуществляющий принудительную конвекцию воздушных масс. Он используется и для охлаждения магнетона.

Как происходит нагрев пищи?

Нагрев пищи происходит благодаря воздействию электромагнитного излучения, которое приводит к нагреву воды, а также сахаров и жиров. При воздействии отрицательного и положительного излучения молекулы воды ускоряются и ударяются друг о друга, что приводит к интенсивному выделению тепла и нагреву блюда.

Прогревание пищи происходит в результате подогрева поверхностного слоя и передачи его тепла на большую глубину благодаря свойству теплопроводности. Однако при воздействии электромагнитного излучения закипания воды не происходит, так как это можно наблюдать в электрическом чайнике. Так, например, при подогреве стакана с водой в устройстве бурления и выделения пузырьков не будет, но жидкость прогреется до температуры кипения.

Понимание принципа работы устройства очень важно при его подборе. Однако перед тем как выбрать микроволновую печь необходимо тщательно определиться с ее техническими характеристиками и функциональными возможностями. Сегодня эти приборы могут даже заменить духовой шкаф. Они размораживают продукты, готовят вторые блюда и выпечку, ну и, конечно, разогревают пищу.

Как работает микроволновая печь?

Оцените эту запись

expert-byt.ru

схема устройства, как работает прибор

Первым, кто обнаружил возможность сверхвысокочастотного излучения к нагреву продуктов, был

инженер из США Перси Спенсер. Именно он и запатентовал микроволновку.

Судя из рассказов очевидцев, идея её создания пришла ему в голову, когда он стоял несколько часов возле магнетрона и обнаружил растаявшим у себя в кармане кусочек шоколада.

Устройство способно разогревать пищу без энергии тепла и этим больше походит на радиопередатчик, чем на привычную нам кухонную плиту. Главным действующим элементом являются СВЧ-микроволны – это одна из форм электромагнитной энергии, наподобие световых и радиомагнитных волн.

Со скоростью света они распространяются по направлению к предмету в виде сверхвысокочастотных волн, длина которых колеблется от 0,01 до 1 м.

СПРАВКА! СВЧ микроволны используются также в гражданской радиолокации, радионавигации, спутниковом телевидении, мобильной связи и т. д. Микроволны в естественной среде излучаются солнцем и измеряются определёнными приборами.

Устройство микроволновой печи

Содержание статьи

Как устроена микроволновая печь? Духовой шкаф с панелью управления, волновод, вращающаяся подставка, трансформатор, конденсатор и магнетрон

– вот основные элементы построения микроволновой печи.

Схема работы микроволновки  заключается в следующем: с панели управления электрический ток поступает в трансформатор, далее в конденсатор, где наращивается мощность и передаётся в магнетрон.

ВАЖНО! К нити накала подаётся высокое напряжение (порядка 3-4 КВт), чтобы его антенна могла излучать довольно сильные СВЧ волны.

Взаимодействующее с молекулами воды в еде электромагнитное поле частотой 2450 Мгц, преобразуется волноводом, содержащимся в любой микроволновке.

Термопредохранители или термореле служат для безопасности прибора и не допускают его перегрева.

Принцип действия предохранителя очень простой. В том месте, где необходимо контролировать температуру, крепится его алюминиевый корпус с помощью специального соединения из фланца. Таким образом, обеспечивается максимальный термоконтакт. Металлическая пластина, находящаяся внутри термореле, принципиально настроена на конкретную температуру.

Микроволновые печи также снабжены вентиляторами, которые засасывают воздух извне, и далее через воздуходув системой вентиляции распространяют его внутрь корпуса. Двигатель у вентиляторов представляет собой обычный однофазный асинхронный двигатель переменного тока.

ВАЖНО! Для избегания включения открытой микроволновки предусмотрена система из трёх микропереключателей. Один из них отключает магнетрон. Следующий включает подсвечивающую лампу. А третий предназначен для оповещения блока управления об открытии дверцы.

К основным функциям блока управления можно отнести:

  • регулирование мощности прибора;
  • автоматическое отключение по истечении запрограммированного срока.

Как работает микроволновая печь

Так как микроволны, которые производит печь, воздействуют именно на молекулы воды. Другими словами, всё что нужно – это содержание небольшого количества воды в пище, расположенной в камере.

Увеличение температуры еды в печи под действием микроволн напоминает процесс, когда согреваются руки, если мы сильно их растираем. Сходство заключается также в том, что, когда одна ладонь трётся о поверхность другой, тепло просачивается в мягкие ткани. По такому же принципу работают микроволны, а именно

на небольшой поверхности (1–3 см), не проникая глубоко внутрь предмета.

Излучаемые микроволны соприкасаются с молекулами воды заставляя их двигаться всё быстрее и разогревать продукты. В капле воды находится миллионы молекул, и когда в них попадает микролуч, он проникает в пищу на глубину 2,5 см, заставляя их раскачиваться под действием электромагнитного поля. В процессе этого трения выходит тепло.

Таким образом, быстрее нагреваются продукты с высоким содержанием жидкости.

ВАЖНО! До сих пор учёные спорят насколько вредна микроволновка и как она влияет на качество продуктов. Однако Всемирная организация здравоохранения утверждает, что СВЧ-печи не оказывают вреда ни на человека, ни на потребляемую пищу.

Как работают дополнительные функции СВЧ

Практически все современные печи имеют режим гриля. Когда не только камера нагревается внутри, но и тепло подаётся с помощью специального тента — изогнутого металлического прибора, расположенного вверху камеры. Их называют ТЭНами — от «теплоэлектронагреватель».

В современных духовках дополнительно к режиму гриля есть режим конвекции. Когда камера эффективно продувается от ТЭНа гриля к пище. Система представляет собой циркулятор. Конвективная теплопередача, применительно к печи, — это передача тепла при помощи молекул воздуха. Использование вентилятора и называется обычно режимом конвекции.

Современные модели имеют ряд встроенных в компьютер рецептов и способов приготовления блюд.

setafi.com

Как устроена микроволновая печь | yourmicrowell.ru

Данная статья посвящается тем, кто еще не знает, как устроена микроволновая печь и тем, кому это еще интересно узнать. И так, берем печь, и снимаем кожух (перед этим не забываем выключить микроволновку из сети! поверьте на слово, это очень важно!). Для этого откручиваем три или четыре самореза сзади, слегка приподымаем его за загнутую часть ту, куда были вкручены винты — саморезы и тянем на себя. Все, кожух снят и нашему взору предстает множество всяких штучек и проводов. Большинство этих штучек расположено справа за панелью управления. На рисунке ниже, я попытался обозначить все основные узлы и агрегаты отдельно взятой микроволновой печи.

 

Приведенная в примере печь является, обычной микроволновой печью из не ржавеющей стали, с функциями – микроволны, гриль верхний и гриль нижний. Печь с электронной панелью управления. Пройдемся по списку агрегатов, перечисленных на рисунке, сверху вниз.

  1. Лампа подсветки. Это та самая лампа, которая освещает камеру печи в тот момент, когда вы открываете дверь печи а, так же во время работы печи. Лампа рассчитана на напряжение питания 220в. Мощность 20Вт.
  2. Гриль. На рисунке виден только верхний гриль, который представляет собой два нагревательных элемента соединенных последовательно. Каждый элемент рассчитан на 110 вольт в итоге, два последовательно – 220 вольт.
  3. Термореле магнетрона.
    Или термопредохранитель – защищает печь от перегрева магнетрона. Если магнетрон нагрелся больше положенного, термопредохранитель рвет цепь питания магнетрона.
  4. Сетевой фильтр. Препятствует проникновению в питающую сеть различных помех создаваемых при работе микроволновой печи.
  5. Магнетрон. Это то, из-за чего «все мы здесь сегодня собрались». Не было бы магнетрона, не было бы и микроволновки и статьи этой тоже, не было бы.  Магнетрон, преобразует напряжение в микроволны, которые выводит в камеру печи. Устройство и принцип действия магнетрона рассмотрим позже более подробно.
  6. Кулер. По нашему — вентилятор. Выполняет две функции: охлаждает магнетрон во время его работы и вентилирует камеру печи. Работает во всех режимах работы микроволновки.
  7. Замок двери. Представляет собой весьма сложную конструкцию. Служит для плотного запирания двери и выполняет функцию блокировки работы печи. При открывании двери во время работы, микроволновка блокируется – прекращает работу автоматически. После закрытия двери нужно нажать кнопку «Старт» и работа возобновится без сброса времени установленного на таймере.
  8. Панель управления. Здесь, «всему голова». Отвечает за своевременное включение – выключение соответствующих агрегатов печи согласно заданной программе.
  9. Высоковольтный трансформатор. Преобразует сетевое напряжение в напряжения необходимые для устойчивой работы магнетрона.
  10.  Высоковольтный предохранитель. Служит для защиты высоковольтного трансформатора от перегрузок, в случае выхода из строя элементов высоковольтного выпрямителя или магнетрона.
  11.  Высоковольтный выпрямитель. Состоит из разделительного конденсатора и выпрямительного диода, которые рассчитаны  на высокое напряжение. Преобразует напряжение переменного тока в постоянное – необходимое для питания магнетрона.

На самом деле микроволновая печь, не такое уж сложное устройство и для того, что бы разобраться в нем, совсем не обязательно быть «крутым электронщиком». У любого практикующего электрика встречаются задачи, и посложнее. Но если вы совсем не представляете «куда и почему бегут электроны в проводниках», то лучше закройте печку обратно. Посмотрели на внутренности и хватит. Прежде чем открыть ее в следующий раз, изучите «матчасть». Это ради вашей безопасности. Ибо, почти везде внутри микроволновки есть напряжения опасные для вашего здоровья.

На рисунке выше этого текста изображена принципиальная электрическая схема микроволновой печи приведенной ранее в примере. Давайте попробуем с помощью этой схемы разобраться, как все это работает.

Всю схему можно условно разделить на две части. Это – панель управления и исполнительные элементы. К исполнительным элементам в нашем случае относятся магнетрон, верхний гриль и нижний гриль. На схеме магнетрон расположен в правом верхнем углу, а грили обозначены как «Тэн гриля 1» и «Тэн гриля 2». Каждому исполнительному элементу соответствует свое реле на панели управления. Предположим, что вы включили режим «Микроволны», тогда контроллер панели управления по вашей команде  включит «Реле магнетрона», контакт «КМ» замкнется и тем самым подаст питание на «Высоковольтный трансформатор» который в свою очередь запитает магнетрон. Если включен режим верхнего гриля, то сработает «Реле гриля 1» и через контакт «KG1» запитает нагревательный элемент гриля. Аналогично со вторым грилем. При включении режима «Комби», контроллер будет включать все реле в той последовательности, которая заложена в его программе, т. е. чередовать режимы «Микроволны» и «Гриль». На панели управления есть еще одно реле – это «Главное реле», оно срабатывает при включении любого режима работы микроволновой печи и через его контакты запитываются все исполнительные элементы, в том числе двигатели вентилятора «М1″ и поворотного стола «М2″. Ключи блокировки: А, В и С  расположены в замке двери и при ее открывании – закрывании срабатывают синхронно. На схеме положение всех контактов, как реле, так и блокировочных ключей, соответствует режиму ожидания. Другими словами, печь просто подключена к сети, но не работает, при этом дверь закрыта. Если в данный момент вы откроете дверь, то все ключи разомкнуться. Ключ «А» обесточит все исполнительные элементы. Ключ «В» вообще переключит их на противоположную шину, а разомкнувшийся ключ «С» даст знать контроллеру, что дверь печи открыта. Контроллер по этой команде  включит «Главное реле», которое своими контактами замкнет цепь питания «Лампы подсветки». То есть при открытии дверцы печи, в камере загорится свет. Если же вы открыли дверцу, что называется, «на ходу», то разомкнутый ключ «А» разорвет цепь питания печи по верхней шине. Контроллер панели управления по сигналу ключа «С» поймет, что дверь открыта и переведет печь в режим паузы, а после того как дверь закроют и нажмут кнопку «Старт», печь продолжит свою работу в прежнем режиме.

yourmicrowell.ru

Устройство и принцип работы микроволновой печи

Статьи

Н.П. Власюк, г. Киев

В статье в краткой форме описан принцип работы микроволновой (СВЧ) печи и магнетрона, назначение основных элементов СВЧ печей.

 

Для работы бытовых СВЧ печей выделена частота 2450 МГц, что соответствует длине волны 12,25 см. Эта частота выделена международными соглашениями, для того чтобы она не создавала помех другим работающим в диапазоне СВЧ устройствам: радиолокаторам, спутниковой и сотовой связи.

Продукты питания, которые мы помещаем в печи СВЧ, состоят из молекул воды, жиров и других веществ, которые в своем составе имеют дипольные молекулы [1]. Дипольные молекулы взаимодействуют только с электрической составляющей электромагнитного поля.

В обычном состоянии продукты питания электрически нейтральны и их диполи размещены хаотически (рис.1,а), при помещении диполей в постоянное электрическое поле, диполи строго выстраиваются вдоль их силовых линий (рис. 1,б). В переменном электромагнитном поле диполи беспрерывно вращаются (рис.1,в) и, при переворотах, трутся между собой, выделяя тепло. Именно трение диполей является причиной нагрева продуктов питания, помещенных в СВЧ печи [2]. Микроволны проникают в продукты питания на глубину 1 ...3 см, дальнейший нагрев продукта вглубь происходит за счет теплопроводности продукта.

Устройство печей СВЧ

Внутреннее устройство СВЧ печи показано на рис.2—4. Объемы рабочей камеры микроволновых печей находятся в пределах 1 6...41 л. Внутри камеры установлен вращающийся поддон (рис.2). Необходимость вращения поддона с пищей вызвана тем, что в рабочей камере всегда есть стоячие СВЧ волны, которые создают внутри нее пустые зоны (в них отсутствует

напряженность волн), но, с другой стороны, есть зоны с повышенной напряженностью. Вращающийся поддон подносит пищу в зоны разной напряженности, чем равномерно ее нагревает. В правой части корпуса СВЧ печи (рис.2—4) помещен магнетрон и все что необходимо для его работы: высоковольтный трансформатор, вентилятор охлаждения магнетрона и высоковольтного трансформатора, плата управления и т.д.

Для получения на продукте «румяной корочки» в СВЧ печах устанавливают дополнительный инфракрасный нагрев с помощью грилей, трубчатых электронагревательных элементов, называемых ТЭНами (рис.2), которые поднимают температуру в камере до 800°С.

Дверца печи (рис.2) имеет сложное устройство, через нее можно наблюдать все, что делается внутри печи, она не пропускает СВЧ излучение наружу.

Н.П. Власюк, г. Киев

Далее

radiopolyus.ru

Микроволновая печь. Устройство и принцип работы. Часть 1

Микроволновая печь.
Микроволно́вая печь или СВЧ-печь — электронное устройство, предназначенное для подогрева или быстрого приготовления пищи, размораживания продуктов с использованием электромагнитных волн дециметрового диапазона (как правило с частотой 2450 МГц).
В промышленности эти печи используются для разморозки, сушки, плавления пластмасс, обжига керамики , разогрева клеев и т. д. В некоторых промышленных печах частота излучения может изменяться (так называемые англ. variable frequency microwave, VFM).
В отличие от классических печей (например, духовки ), разогрев продуктов в микроволновой печи происходит не только с поверхности, но и по объёму продукта, содержащему полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны данной частоты проникают и поглощаются пищевыми продуктами на глубине примерно 2,5 см. Это значительно сокращает время разогрева продукта.

Устройство
Источником микроволнового излучения является высоковольтный вакуумный прибор - магнетрон. Для того, чтобы антенна магнетрона излучала микроволны, к нити накала магнетрона необходимо подать высокое напряжение (порядка 3-4 кВ). Поэтому сетевого напряжения питания (220 В) магнетрону недостаточно и питается он через специальный высоковольтный трансформатор. Мощность магнетрона современных микроволновых печей составляет 600-900 Вт. Вырабатываемые магнетроном микроволны поступают в полость печи по волноводу - каналу с металлическими стенками, отражающими СВЧ-излучение. В одних микроволновках волны входят в полость только через одно отверстие (как правило, в верхней части полости), в других - через два отверстия: у «потолка» и у «дна». Если заглянуть в полость печи, то можно увидеть слюдяные пластинки, которые закрывают отверстия для ввода микроволн. Пластинки не позволяют попадать в волновод брызгам жира с разогреваемой пищи, а проходу микроволн они совершенно не мешают, поскольку слюда прозрачна для излучения. Слюдяные пластинки (обтюраторы) со временем пропитываются жиром, становятся рыхлыми, и их нужно менять на новые.

                                                                 

Полость микроволновки изготавливается из металла, который может иметь различное покрытие. В самых дешевых моделях СВЧ-печей внутренняя поверхность стенок полости покрыта краской «под эмаль». Такое покрытие не отличается особой стойкостью к воздействию высоких температур, поэтому не применяется в моделях, где дополнительно к микроволнам используется гриль.

                                                             

Более стойким является покрытие стенок полости эмалью или специальной керамикой. Специальное покрытие (биокерамическое — Moulinex, антибактериальное — LG) представляет собой специальное соединение, которое спекается при высокой температуре, благодаря чему покрытие камеры представляет собой абсолютно гладкую поверхность. Стенки с таким покрытием легко моются и выдерживают высокие температуры. Недостатком эмали и керамики является их хрупкость по отношению к ударам. Ставя посуду во внутрь микроволновки, нетрудно случайно задеть стенку, а это может повредить нанесенное на неё покрытие. Поэтому, если вы приобрели СВЧ-печь с эмалевым или керамическим покрытием стенок, обращайтесь с ней осторожно.
Наиболее прочными и стойкими в отношении ударов являются стенки из нержавеющей стали. Положительное свойство этого материала - прекрасное отражение микроволн. Минус - то, что если хозяйка уделяет не слишком много внимания очистке внутренней поверхности СВЧ-печи, то не удаленные вовремя брызги жира и пищи могут оставить следы на нержавеющей поверхности.

  Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:
- металлическая камера, в которой концентрируется высокочастотное излучение и куда помещаются разогреваемые продукты;
- трансформатор — источник высоковольтного питания магнетрона;
- СВЧ-излучатель — магнетрон;
- волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
- цепи управления и коммутации;
- вращающийся столик (стеклянная тарелка) — необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
- схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
- вентилятор, охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

                                                                

Очень важным элементом микроволновой печи является дверца. Она должна дать возможность видеть, что происходит внутри, и при этом исключить выход микроволн наружу. Дверца представляет собой многослойный пирог из стеклянных или пластмассовых пластин.

                                                                

 

Кроме того, между пластинами обязательно есть сетка из перфорированного металлического листа. Металл отражает микроволны назад, в камеру печи, а отверстия перфорации, которые делают его прозрачным для обзора, имеют диаметр не более 3 мм. Вспомнив, что длина волны СВЧ-излучения равна 12,25 см, становится ясно, что через трехмиллиметровые отверстия такой волне не пройти.
Чтобы излучение не нашло лазейки там, где дверца прилегает к срезу полости, по периметру дверцы находится уплотнитель из диэлектрического материала. Он плотно прилегает к переднему торцу корпуса СВЧ-печи при закрытии дверцы. Толщина уплотнителя составляет около четверти длины волны СВЧ-излучения. Здесь используется расчет, основанный на физике волн: волны в противофазе гасят друг друга. Благодаря точно подобранной толщине уплотнителя обеспечивается так называемая отрицательная интерференция волны, проникшей внутрь материала уплотнителя, и отраженной волны, выходящей из уплотнителя наружу. Благодаря этому уплотнитель служит ловушкой, которая надежно гасит излучение.
Чтобы полностью исключить возможность генерации микроволн при открытой дверце камеры, используется набор нескольких дублирующих друг друга независимых выключателей. Эти выключатели замыкаются контактными направляющими на дверце печи и разрывают цепь питания магнетрона даже при небольшой неплотности закрытия дверцы.

ПРИНЦИП РАБОТЫ.
Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом же деле микроволны идут снаружи внутрь, задерживаются в наружных слоях пищи, потому разогрев равномерно влажного продукта происходит приблизительно так же, как и в духовой печи (чтобы убедиться в этом — достаточно подогреть варёный картофель «в мундире», где тонкая кожура достаточно защищает продукт от высыхания). Неверное представление вызвано тем, что микроволны не воздействуют на сухие материалы, которые обычно бывают на поверхности продуктов, и поэтому их нагревание в некоторых случаях начинается глубже, нежели при других способах нагрева (хлебные изделия, к примеру, разогреваются именно «изнутри», и именно по этой причине — хлеб и булочки снаружи имеют подсохшую корочку, а большинство влаги сосредоточено внутри).
     Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать уровень излучаемой мощности. Для этого нагреватель (магнетрон) периодически включается и выключается, согласно установке регулятора мощности (т. е. сам магнетрон имеет только два состояния — вкл./выкл., но чем больше длительность включённого состояния, по отношению к выключенному — тем больше излучённая мощность печи в единицу времени — метод так называемой широтно-импульсной модуляции). Эти периоды включения/выключения можно наблюдать во время работы печи (слышать изменения шума, производимого работающей печью, а также — по изменению внешнего вида некоторых продуктов (надувания некоторых воздушных продуктов, в том числе — пакетов) и т. п.) во время включения и выключения магнетрона.
Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде. Металлическая посуда и металлические приборы (ложки, вилки), находящиеся в СВЧ-печи в процессе нагревания, могут вывести её из строя.
Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») — даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами и это может разрушить посуду в области металлического напыления.
Нельзя нагревать в микроволновке жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца — из-за сильного испарения воды внутри них создаётся высокое давление и, вследствие этого, они могут взорваться. Из этих же соображений не рекомендуется сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой (либо перед разогревом необходимо проткнуть каждую сосиску вилкой).
Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность — вода способна к перегреванию, то есть, к нагреванию выше температуры кипения. Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только к дистиллированной воде, но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных частиц.

iqs.biz.ua

Принцип работы и устройство микроволновой печи

СВЧ печи или так называемые микроволновки стали устройствами, которые располагаются на кухне практически каждого человека. С их помощью можно легко подогреть уже приготовленную продукты, или же разморозить их. Некоторые умельцы научились готовить в СВЧ-печи огромное количество блюд или произвести дезинфекцию губки или тряпочки. Если вас интересует принцип работы и устройство микроволновой печи, то мы постараемся ответить на него в данной статье.

Для того, чтобы пользователю было удобно управлять устройством, в его конструкцию был включён интуитивно понятный интерфейс, который оснащается системой защиты от детей и программами для быстрого приготовления пищи. В случае возникновения каких-либо неисправностей, Вы сможете, в большинстве случаев, исправить их самостоятельно.

Принцип работы СВЧ печи

Для того, чтобы разогреть пищу, вам необходимо поместить посуду с продуктами в микроволновую печь и выбрать программу, в случае применения быстрого разогрева, необходимо установить время. Продукты нагреваются путём воздействия на них мощного электромагнитного излучения. Частота микроволновки, которые устанавливают на кухне, составляет 2450 МГц. Как происходит, нагрев пищи: Высокочастотные волны проникают вглубь продуктов и начинают воздействовать на полярные молекулы (чаще всего воду), приводя их в циклическое движение вдоль силовых линий электромагнитных полей.

Благодаря применению данного способа, нагрев пищи происходит не только снаружи, но и внутри продуктов. В большинстве моделей, используемых на кухне, этот показатель составляет от 2.5 до 3х сантиметров.

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.

Предназначение термопредохранителя

Для того, чтобы обезопасить магнетрон и гриль, который устанавливают в некоторых моделях микроволновок, от перегрева, в конструкции предусмотрена установка термореле, или как их ещё называют термопредохранители. Они разделяются по способности выдерживать различное количество тепла, для того, чтобы узнать какой именно у Вас, необходимо найти на корпусе устройства наклейку с информацией или посмотреть в техническом паспорте устройства.

На самом деле устройство довольно просто в принципе понимания его работы. Корпус изделия изготовлен из алюминиевого сплава. Крепление устройства происходит при помощи фланцевого соединения, которое способно обеспечить плотное прилегание с тем участком, где непосредственно будут производиться замеры температур. Внутри корпуса располагается биметаллическая пластина, которую изготавливают с расчетом на сопротивление определенным температурам.

В случае превышения заданного порога, пластина попросту сжимается и тем самым приводит в действие толкатель, который предназначен для размыкания контактной группы. Подача электроэнергии прерывается и печь перестаёт функционировать. Постепенно остывая, пластина возвращает свою изначальную форму и заново замыкает контакты.

Предназначение кулера в микроволновой печи

Кулер – это один из наиважнейших компонентов СВЧ печи, без него будет полноценного функционирования устройства. Благодаря нему осуществляются следующий функциональные задачи:

  • Охлаждение магнетрона, для обеспечения его исправной работы.
  • Охлаждение иных компонентов системы, которые также могу выделять тепло, таких как электронные схемы.
  • Некоторые модели микроволновок оборудованы функцией гриля и для охлаждения термореле устанавливают кулер.
  • Для создания избыточного давления в полости где размещают пищу. Благодаря чему происходит отвод воздуха и паров, которые удаляются через специализированные вентиляционные пути.

В микроволновых печах охлаждение осуществляется с помощью одного вентилятора, который распределяет воздух по камере при помощи специальных воздуховодных отверстий, которые направляют воздух на запчасти для их охлаждения.

Каким образом обеспечивается защита от микроволнового излучения

Так как магнетрон излучает сильное электромагнитное излучение, которое может нанести вред человеческому организму и домашним питомцам, в устройстве применяют многоуровневую систему защиты.

Рабочая камера устройства покрывается эмалью для блокирования излучения, а сверху закрывается металлическим кожухом, который полностью пресекает его выход наружу.

Для защиты стеклянного окошка, в дверце устройства, применяют сетку с мелкими ячейками, которая изготовлена из стали, и она блокирует излучение до 2450 Гц, с волнами длиной до 12 см.

Дверца должна хорошо прилегать к корпусу и не иметь никаких зазоров.  В случае, когда просвет между ними увеличивается, необходимо проверить петли и вернуть её в изначальное состояние.

Между ними могут образовываться постоянные электромагнитные волны, которые располагаются непосредственно в месте соприкасания дверцы и корпуса устройства, и имеет нулевое амплитудное значение, именно поэтому излучаемые волны не смогут распространится за пределы корпуса. Данный метод в науке был назван как «СВЧ дроссель».

Устройство защищено от включения с открытой камерой системой микропереключателей, которые контролируют и фиксируют положение дверцы в нём. Чаще всего в устройстве предусмотрено от трёх подобных переключателей:

  1. Выключающий магнетрон.
  2. Контролирующий лампочку подсветки.
  3. Переключатель контролирующий положение дверцы и информирующий блок управления о её положении.

Блок управления устройством

Командоаппарат устанавливаются в каждое устройство выпускаемое на данный момент, он обеспечивает выполнение двух функций:

  1. Поддержание заданной мощности устройства.
  2. Выключение устройства после выполнения заданной операции.

В старых моделях устройство выполнено из двух электромеханических переключателей, которые отвечали за вышеописанные функции. С течением времени технологии развивались и были придуманы блоки с электроуправлением. На данный момент в устройства устанавливают микропроцессоры, которые могут оснащается дополнительными программами для упрощения пользования, некоторыми функциями: автоматическая разморозка продуктов и приготовление определённых блюд, встроенные часы, индикаторы отображающие мощности, звуковые сигналы о завершении процесса.

Командный панель управления оснащается личным блоком питания, который подпитывает его автономном режиме, во время работы микроволновой печи.

Вывод

В данной статье мы рассмотрели принцип работы и устройство микроволновой печи, ознакомились с её внутренней составляющей и возможным применением устройства в домашнем пространстве. Несомненно, она сможет облегчить жизнь любого на кухне и сэкономит уйму времени.

tehrevizor.ru

Как устроена микроволновая печь? | КакУстроен.ру




Каждый из нас сталкивался с микроволновыми печами. Этот электроприбор есть практически на каждой кухне. Однако не все знают, как он работает и из чего состоит.
Микроволновые печи или печи СВЧ могут быть бытовыми или промышленными. Бытовые используют для быстрого приготовления, подогрева или размораживания продуктов питания. В промышленности они выполняют более сложные задачи: сушат, размораживают, плавят пластмассовые массы, разогревают клеевые вещества, также в них можно обжигать керамику и т.п. В основе работы этого устройства лежит использование электромагнитного излучения дециметрового диапазона, который разогревает вещества, в составе которых есть вода.

Если обычные печи (духовка, кирпичная и т.п.) разогревают поверхность предмета, то СВЧ-печь действует в объеме, так как волны могут проникнуть примерно на 1,5-2,5 см в глубину вещества. Это позволяет намного быстрее достичь необходимой температуры.
Мощность микроволновой печи для дома может быть разной. В основном используют диапазон в пределах 500-2500 Вт и более. Практически все модели имеют регулятор, с помощью которого можно увеличить или уменьшить ее мощность.

Конструкция микроволновой печи



Как и любое устройство, она состоит из набора деталей, каждая из которых имеет свое функциональное предназначение.
Современные модели могут иметь ряд особенностей и специальных функций, однако мы рассмотрим базовую комплектацию, которая есть в каждой микроволновке.
Каждая микроволновая печь состоит из:

  • камера;
  • дверца;
  • вентиляционные отверстия;
  • направляющий ролик;
  • подставка для посуды;
  • отверстия воздуховода;
  • блокировочные защелки;
  • панель управления;
  • блок управления

Главный действующий элемент, который обеспечивает работу прибора - магнетрон. Это особая вакуумная лампа, которая при работе создает СВЧ-излучение. Под его действием молекулы воды, которые есть в каждом продукте питания, колеблются, и создается трение. Это трение вызывает тепло, за счет которого пища начинает разогреваться.
Излучение, которое создает магнетрон, подается в камеру через волновод. Чтобы он не перегревался, в микроволновой печи работает вентилятор.

Также в некоторых моделях есть диссектор, предназначенный для равномерного распределения тепла. Обычно он устанавливается в верхней части камеры.

Для защиты человека от вредного СВЧ-излучения создана специальная система, которая не допускает выхода лучей за пределы камеры. Прибор имеет экранированную рабочую камеру из металла, которая дополнительно защищается корпусом из металла снаружи. Он не дает излучению проникать за пределы ее стенок. Прозрачное стекло дверцы также имеет специальный защитный экран из мелкоячеистой металлической сетки.
Ни одна печь не может начать работу с открытой дверцей благодаря специальной системе переключателей, контролирующих ее работу. Они позволяют начать работу, только если печь плотно закрыта дверцей.


Блок управления
- это микросхема, которая регулирует мощность работы и отключает печь по истечении заданного времени. В первых моделях этот блок состоял из двух переключателей, затем начали использовать электронные схемы, а современные - микропроцессоры, которые дают возможность выполнять множество других функций, например:

  • часы;
  • индикацию и изменение уровня мощности;
  • специальные программы приготовления;
  • звуковой сигнал по истечении работы и т.п.

Также в современных моделях есть гриль, конвекторы и другие элементы, контролировать работу которых можно с помощью блока питания.

kakustroen.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о