Что такое магнетрон и как он работает в микроволновой печи. Какие компоненты входят в состав микроволновки. Как происходит процесс приготовления пищи с помощью микроволн. Какова история создания магнетрона и микроволновой печи.
Что такое магнетрон и его роль в микроволновой печи
Магнетрон является ключевым компонентом любой микроволновой печи. Это электронный прибор, генерирующий микроволновое излучение, которое и используется для нагрева и приготовления пищи. По сути, магнетрон преобразует электрическую энергию в электромагнитные волны сверхвысокой частоты.
Как устроен магнетрон? Он состоит из следующих основных частей:
- Катод — источник электронов
- Анод — цилиндрическая оболочка вокруг катода
- Резонаторные полости в аноде
- Постоянные магниты
- Антенна для вывода микроволнового излучения
Принцип работы магнетрона заключается в следующем: при подаче высокого напряжения (около 4000 В) электроны вылетают из раскаленного катода и под действием магнитного поля движутся по сложным траекториям в пространстве между катодом и анодом. Пролетая мимо резонаторных полостей, электроны возбуждают в них электромагнитные колебания, которые усиливаются и выводятся через антенну в камеру для приготовления пищи.
Процесс приготовления пищи с помощью микроволн
Как происходит нагрев продуктов в микроволновке? Микроволны, генерируемые магнетроном, проникают в пищу на глубину 2-5 см и вызывают колебания молекул воды, жира и других веществ. В результате этих колебаний выделяется тепло, которое и разогревает продукты.
Особенности приготовления в микроволновой печи:
- Нагрев происходит быстро и равномерно по всему объему продукта
- Продукты нагреваются изнутри, а не с поверхности как при обычном способе
- Сохраняется больше витаминов и полезных веществ
- Не требуется добавления масла или воды
Почему в микроволновке нельзя использовать металлическую посуду? Микроволны отражаются от металла, что может привести к повреждению магнетрона. Кроме того, между близко расположенными металлическими предметами может возникнуть электрическая дуга.
Основные компоненты микроволновой печи
Помимо магнетрона, в состав микроволновой печи входят следующие важные элементы:
- Высоковольтный трансформатор — повышает напряжение до 2000-4000 В для питания магнетрона
- Конденсатор — сглаживает пульсации выпрямленного напряжения
- Диод — выпрямляет переменное напряжение
- Вентилятор — охлаждает магнетрон и другие компоненты
- Волновод — направляет микроволны в камеру печи
- Поворотный стол — обеспечивает равномерный нагрев пищи
- Таймер и панель управления
Как работает схема питания магнетрона? Трансформатор повышает напряжение сети до 2000-2500 В. Затем диод выпрямляет его, а конденсатор сглаживает пульсации. В результате на магнетрон подается постоянное напряжение около 4000 В. Отдельная обмотка трансформатора обеспечивает накал катода магнетрона.
История создания магнетрона и микроволновой печи
Кто изобрел магнетрон? Первый магнетрон был разработан в 1920-х годах, но наибольший вклад в его совершенствование внес английский физик Генри Бут в 1940 году. Он создал резонаторный магнетрон, который генерировал микроволны с высокой мощностью.
Как появилась микроволновая печь? Ее изобретение связано с именем американского инженера Перси Спенсера, который в 1945 году случайно обнаружил, что микроволны могут нагревать пищу. Работая с радаром на магнетроне, он заметил, что шоколадка в его кармане расплавилась. Спенсер провел ряд экспериментов и в 1946 году запатентовал микроволновую печь.
Первая коммерческая микроволновка появилась в 1947 году — она весила 340 кг и стоила около $5000. Массовое производство бытовых микроволновых печей началось в 1967 году компанией Amana (подразделение Raytheon).
Преимущества и недостатки микроволновых печей
Какие основные плюсы использования микроволновки?
- Быстрое приготовление и разогрев пищи
- Энергоэффективность — нагревается только продукт, а не посуда
- Сохранение пищевой ценности продуктов
- Удобство использования и легкость очистки
- Компактные размеры
Есть ли недостатки у микроволновых печей?
- Ограниченные возможности приготовления (нельзя жарить, запекать корочку)
- Неравномерный нагрев некоторых продуктов
- Необходимость использования специальной посуды
- Невозможность приготовления некоторых блюд традиционной кухни
Безопасно ли пользоваться микроволновой печью? При правильной эксплуатации и отсутствии повреждений микроволновка абсолютно безопасна. Современные модели имеют надежную защиту от утечки излучения.
Виды магнетронов и их характеристики
Какие бывают типы магнетронов? В бытовых микроволновых печах обычно используются импульсные магнетроны непрерывного действия. Они различаются по следующим параметрам:
- Мощность — от 600 до 1200 Вт
- Рабочая частота — обычно 2450 МГц
- КПД — 65-70%
- Срок службы — 5000-7000 часов
Как выбрать микроволновку по мощности магнетрона? Для большинства домашних задач достаточно мощности 700-800 Вт. Печи мощностью 900-1000 Вт подойдут для интенсивного использования. Модели с мощностью более 1100 Вт обычно используются в коммерческих целях.
Обслуживание и ремонт магнетрона
Какие признаки указывают на неисправность магнетрона?
- Микроволновка не нагревает пищу или греет слабо
- Появление искр или дыма внутри камеры
- Необычные звуки при работе
- Отключение печи через несколько секунд после запуска
Можно ли отремонтировать магнетрон самостоятельно? Ремонт магнетрона в домашних условиях крайне не рекомендуется из-за высокого напряжения и сложности конструкции. При выходе магнетрона из строя обычно рекомендуется его полная замена, которую должен выполнять квалифицированный специалист.
Как продлить срок службы магнетрона? Соблюдайте следующие правила:
- Не включайте пустую микроволновку
- Не превышайте рекомендуемое время работы
- Регулярно очищайте внутреннюю камеру от загрязнений
- Не используйте печь при повреждении дверцы или уплотнителя
Альтернативные технологии нагрева в микроволновых печах
Существуют ли микроволновки без магнетрона? В последние годы появились модели, использующие твердотельные приборы — транзисторные и диодные генераторы СВЧ. Их преимущества:
- Более точный контроль мощности и частоты излучения
- Повышенная надежность и больший срок службы
- Меньшие размеры и вес
- Возможность работы от источников постоянного тока
Однако пока такие микроволновки значительно дороже традиционных и не получили широкого распространения.
Что делает магнетрон в микроволновке?
Best →
Автор:
Лоуренс Бонк
Обновлено 17 августа 2022 г.
Наши посты содержат партнерские ссылки. Иногда, но не всегда, мы можем заработать $$, когда вы совершаете покупку по этим ссылкам. Без рекламы. Всегда. Узнать больше
Содержание_
- Что такое магнетрон?
- Как микроволновая печь готовит еду?
- Кто изобрел магнетрон?
- Какие еще компоненты составляют микроволновую печь?
Если вы пытаетесь понять внутреннюю работу вашей кухонной техники, вы можете задаться вопросом, что делает магнетрон в микроволновой печи. В конце концов, все лучшие микроволновые печи содержат этот загадочный компонент. Продолжайте читать, чтобы узнать все, что вы когда-либо хотели знать о магнетронах, микроволновых печах и кулинарии.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:
- Магнетрон является основным компонентом микроволновой печи, встречающейся как в ретро-, так и в современных моделях.
- Этот магнетрон представляет собой осциллятор, испускающий нагретые электроны и магнитные поля, которые, в свою очередь, готовят пищу с помощью микроволнового излучения.
- Магнетрон был изобретен ученым доктором Альбертом У. Халлом в 1930-х годах.
Магнетрон, также известный как резонаторный магнетрон, является основным компонентом микроволновой печи. Это генератор, который испускает электроны с горячего катода, создавая при этом электрическое поле. Все микроволновые печи оснащены магнетроном того или иного типа, так как это основной метод приготовления пищи.
Как в микроволновой печи готовят еду?
Независимо от того, задаетесь ли вы вопросом, как разогреть холодную пиццу или как использовать пароварку в микроволновой печи, вы задействуете магнетрон. Как только магнетрон задействуется, нагретые электроны попадают в камеру для приготовления пищи, и ваши ингредиенты начинают нагреваться. Микроволновые печи, как правило, готовят ингредиенты изнутри, поэтому вы иногда сталкиваетесь с рецептами, которые холодны снаружи и нагреваются внутри.
Кто изобрел магнетрон?
Магнетрон и, следовательно, микроволновые печи в целом были изобретены в 1930-х годах доктором Альбертом У. Халлом. Система магнетронов, нагретых электронов и генераторов доктора Халла составляет базовую конструкцию даже новых микроволновых печей, выпущенных примерно 80 лет спустя. Хотя следует отметить, что конструкция магнетрона Халла не использовалась для кухонной техники до 1960-х годов, когда Руди Ден из General Electric усовершенствовал эту концепцию. Ден в значительной степени считается изобретателем микроволновой печи с помощью магнетронной технологии Халла.
Какие еще компоненты составляют микроволновую печь?
Помимо магнетрона, современная микроволновая печь содержит множество других дополнительных функций и компонентов. Существуют различные таймеры, двигатель поворотного стола и даже звуковые двигатели для создания звуковых сигналов и предупреждений, чтобы вы знали, когда ваша еда будет готова. Это может пригодиться, или вам могут надоесть звуковые сигналы, и в этом случае вам следует научиться отключать звук в микроволновой печи.
Вы также можете узнать, как разобрать микроволновую печь, как почистить сгоревшую микроволновую печь и куда сдать микроволновую печь.
Другие компоненты включают источник питания, конденсатор напряжения, трансформатор напряжения, диод напряжения и вакуумную трубку.
Внутренний совет
Если вы пытаетесь отремонтировать микроволновую печь, обязательно надевайте защитную одежду и перчатки.
Часто задаваемые вопросы
Стоит ли менять магнетрон в микроволновке?
Магнетрон является основным компонентом микроволновой печи, создающей микроволновую энергию. Вообще говоря, будет дешевле просто заменить блок, чем пытаться починить магнетрон.
Из-за чего выходит из строя магнетрон в микроволновой печи?
Магнетрон может выйти из строя по нескольким причинам, снижая эффективность электромагнитных волн, испускаемых устройством.
Каковы признаки того, что микроволновая печь выходит из строя?
Если ваша микроволновая печь выделяет меньше энергии, чем раньше, это может быть признаком того, что она выходит из строя.
Это может означать, что микроволновые магнетроны выходят из строя, что приводит к увеличению времени приготовления.
STAT: В микроволновой печи входная мощность 1,1 киловатта обычно создает около 700 Вт микроволновой мощности, КПД около 65%. (источник)
ССЫЛКИ:
- https://en.wikipedia.org/wiki/Cavity_magnetron
- https://www.wikihow.com/Test-a-Microwave%27s-Magnetron
- https: //edisontechcenter.org/Microwaves.htmlr
- https://en.wikipedia.org/wiki/Microwave_oven
- https://www.wikihow.com/Cook-in-a-Microwave-Oven
Лоуренс Бонк
Лоуренс Бонк — копирайтер с десятилетним опытом работы в технической сфере, ведет колонки в Engadget, Huffington Post и CBS, среди прочих. У него есть кошка по имени Корица.
Статьи по теме
Как работают высоковольтная цепь и магнетрон в микроволновой печи? — Технические советы по ремонту бытовой техники — Appliantology.
orgМы собираемся погрузиться в то, что именно происходит электрически с высоковольтной цепью в микроволновой печи. Мы будем использовать эту конкретную схему в качестве примера, но эти принципы применимы и в целом.
Не беспокойтесь о большей части схемы. Все, что сейчас имеет для нас значение, — это высоковольтная секция — трансформатор в правой части схемы и все, что справа от него.
Если вы не знакомы с тем, как работают магнетроны (или даже с тем, что они из себя представляют), то эта схема, вероятно, не имеет для вас особого смысла. Зачем все соединения с землей? Для чего конденсатор и диод? Что с двумя разными вторичными обмотками трансформатора?
Давайте начнем с рассмотрения того, как работает магнетрон. Вот поперечное сечение, которое показывает вам кишки одной из этих вещей.
С магнетроном связано много интересных вещей, но мы сосредоточимся только на основах.
Магнетрон — это устройство, производящее микроволновое излучение, которое нагревает пищу внутри прибора.
Это делается путем подачи на катод магнетрона очень высокого напряжения, обычно около 4000 вольт. Это напряжение заставляет электроны прыгать с корабля, летя дугой по воздуху к аноду, который представляет собой оболочку, окружающую катод. Анод снабжен полостями (см. выше), и когда электроны проносятся в воздухе мимо этих полостей, они производят микроволны. Затем эти микроволны направляются в пищевую полость прибора.
Здесь мы просто поверхностно скользим по поверхности, но это все, что нам как техникам нужно знать: когда на магнетрон подается надлежащее напряжение в 4000 вольт, он будет выполнять свою функцию. Но 4000 вольт — это много по сравнению со 120 вольтами, которые прибор получает от розетки. Как нам это получить? Ну, это именно то, что делают все эти компоненты в цепи высокого напряжения.
Первым шагом является трансформатор, который повышает напряжение от 120 В переменного тока до 2000 вольт. Это огромный прирост, но это еще только половина пути. Нам нужно найти способ удвоить это напряжение — и, как оказалось, для этого есть удобная конфигурация схемы, называемая, как и ожидалось, удвоитель напряжения .
Существует множество различных схем удвоителей напряжения, но в этой машине используется довольно простая схема, которая называется Схема Виллара . Схема Виллара удваивает напряжение в прерывистых импульсах. Это связано с тем, что для зарядки требуется половина цикла питания переменного тока, а затем другая половина для разрядки.
Давайте посмотрим, что мы подразумеваем под этим, по одному полупериоду за раз.
Во время этого полупериода зарядки магнетрон не производит микроволн. Вместо этого электроны всасываются из земли через диод и накапливаются в конденсаторе.
На этом этапе я также могу объяснить, что такое точка обмотки низкого напряжения и «красная трубка» и «черная трубка». Все, что нужно сделать, это пропустить крошечный ток через катод, чтобы поддерживать тепло магнетрона в течение этого полупериода. Эти «трубки» — обычные провода. Почему они называются трубками? Коренглиш, детка.
Итак, в конце этого полупериода в конденсаторе хранится 2000 вольт, и мы готовы поменять полярность.
Здесь мы видим, как схема Виллара делает свое дело: 2000 вольт, которые мы накопили во время полупериода зарядки , добавляются к 2000 вольт на вторичной обмотке высоковольтного трансформатора, производя 4000 вольт. Поскольку диод позволяет току течь только в одном направлении (так, как он протекал во время полупериода зарядки), ток не может просто течь обратно на землю. Вместо этого он вынужден преодолевать воздушный зазор в магнетроне, производя все эти микроволны.
Вот как выглядит синусоида напряжения в нескольких циклах:
После того, как электроны прыгают через щель в поисках Земли, магниты мешают им двигаться по прямой и заставляют их проноситься через открытые резонансные камеры. При этом они производят электромагнитные волны в микроволновом спектре. На самом деле это работает очень похоже на то, когда вы дуете в свисток, за исключением того, что вместо частиц воздуха мимо полостей движутся электроны, а вместо звуковых волн возникает микроволновое излучение.
