Устройство магнетрона микроволновой печи: Принцип работы и схема включения магнетрона микроволновой печи

Содержание

Устройство магнетрона микроволновой печи: принцип работы

Легко управлять микроволновкой сегодня может даже ребенок. Она стала привычной и надежной помощницей. И при этом очень редко задумываемся, каким образом пища разогревается за считаные минуты. А происходит это, благодаря микроволнам, которые производит магнетрон. Разберемся, каким образом прибор работает.

Содержание статьи

Что такое магнетрон в СВЧ

Магнетрон — это главная деталь микроволновой печи . Его неслучайно называют сердцем агрегата. СВЧ исправно выполняет свои функции только при исправном магнетроне.Основная задача детали — создание электромагнитных полей. Возможность руководить их возникновением была установлена почти 100 лет назад.

Справка. В 1921 году физик из США А.Халл в процессе проводимых опытов и экспериментов обнаружил возможность изменять массу электронов.

Он же ввел в употребление само название магнетрона. Но высокочастотные электромагнитные волны были открыты тремя годами позже, в 1924 г. С этого времени ученые не только изучили СВЧ, но и научились их использовать.

Справка . В микроволновых печах данные генераторы волн используются с 60-х годов XX века.

Как устроен магнетрон в СВЧ


Устройство детали требует минимальных знаний по физике. Поток электронов возникает в пространстве между анодом и катодом.

Анод

В микроволновке для анода используют медь. Из нее выполнена оболочка цилиндра. Внутри он полый. Стенка цилиндра толстая, ее внутренняя поверхность неровная. В разрезе анод выглядит как окружность, по всей длине которой расположены небольшие полукольца.

Они необходимы для создания дополнительного резонанса. Воздуха внутри анода нет, там создано вакуумное пространство. Чтобы создаваемые СВЧ волны не оставались внутри, в одном из полуколец-резонаторов имеется специальный выход.

Катод

Через центр анода проложен катод. Для него воспользовались нитью накаливания. Для ее подогрева предусмотрены провода. Они соединяют катод с источником подогрева.

Важно! Анод и катод размещают в специальном блоке, который содержит магниты.

Принцип работы магнетрона


Итак, теперь мы знаем, что в главной детали СВЧ взаимодействуют 2 разных поля .

  • Первое из них — электронное . При включении прибора и подаче напряжения у катода появляются электроны, которые движутся к положительному полюсу — к аноду.
  • Второе поле — магнитное . Оно воздействует на частицы и возвращает их назад, к катоду.

После того как электроны образуют кольцо, внутри магнетрона возникает заряд. Причем количество зарядов увеличивается, так как в каждом полукольце-резонаторе образуются дополнительные электронные кольца. Это становится причиной возникновения высокочастотных колебаний. Таким образом, волновое поле сверхвысоких частот появляется в результате взаимодействия электронного и магнитного полей. Возникающие при этом микроволны и выполняют обработку продуктов.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Магнетрон принцип работы: описание, характеристики

Автор Почемучка На чтение 24 мин. Просмотров 247

Магнетрон — специальный электронный прибор, в котором генерирование сверхвысокочастотных колебаний (СВЧ-колебаний) осуществляется модуляцией электронного потока по скорости. Магнетроны значительно расширили область применения нагрева токами высокой и сверхвысокой частоты.

Магнетрон — специальный электронный прибор, в котором генерирование сверхвысокочастотных колебаний (СВЧ-колебаний) осуществляется модуляцией электронного потока по скорости. Магнетроны значительно расширили область применения нагрева токами высокой и сверхвысокой частоты.

Менее распространены основанные на том же принципе амплитроны (платинотроны), клистроны, лампы бегущей волны.

Магнетрон является наиболее совершенным генератором сверхвысоких частот большой мощности. Это хорошо эвакуированная лампа с электронным потоком, управляемым электрическим и магнитным полями. Они позволяют получать весьма короткие волны (до долей сантиметра) при значительных мощностях.

В магнетронах используется движение электронов во взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях, создаваемых в кольцевом зазоре между катодом и анодом. Между электродами подается анодное напряжение, создающее радиальное электрическое поле, под действием которого вырываемые из подогретого катода электроны устремляются к аноду.

Анодный блок помещается между полюсами электромагнита, который создает в кольцевом зазоре магнитное поле, направленное по оси магнетрона. Под действием магнитного поля электрон отклоняется от радиального направления и движется по сложной спиральной траектории. В пространстве между катодом и анодом образуется вращающееся электронное облако с языками, напоминающее ступицу колеса со спицами. Пролетая мимо щелей объемных резонаторов анода, электроны возбуждают в них высокочастотные колебания.

Рис. 1. Анодный блок магнетрона

Каждый из объемных резонаторов представляет собой колебательную систему с распределенными параметрами. Электрическое поле концентрируется у щелей, а магнитное поле сосредоточено внутри полости.

Вывод энергии из магнетрона осуществляется при помощи индуктивной петли, помещаемой в один или чаще два соседних резонатора. По коаксиальному кабелю энергия подводится к нагрузке.

Рис. 2. Устройство магнетрона

Нагрев токами СВЧ осуществляется в волноводах круглого или прямоугольного сечения или в объемных резонаторах, в которых возбуждаются электромагнитные волны простейших форм ТЕ10(Н10) (в волноводах) или ТЕ101 (в объемных резонаторах). Нагрев может осуществляться и излучением электромагнитной волны на объект нагрева.

Питание магнетронов осуществляется выпрямленным током с упрощенной схемой выпрямителя. Установки очень малой мощности могут питаться переменным током.

Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом от долей до десятков микросекунд.

Рис. 2. Магнетрон в СВЧ-печи

Простота устройства и относительно невысокая стоимость магнетронов в сочетании с высокой интенсивностью нагрева и разнообразием применения токов СВЧ открывают перед ними большие перспективы применения в различных областях промышленности, сельского хозяйства (например, в установках диэлектрического нагрева) и в быту (СВЧ-печи).

Работа магнетрона

Итак, магнетрон это электронная лампа специальной конструкции, служащая для генерации колебаний ультравысоких частот (в диапазоне дециметровых и сантиметровых волн). Ее особенностью является применение постоянного магнитного поля (для создания нужных путей движения электронов внутри лампы), откуда магнетрон и получил свое название.

Многокамерный магнетрон, идея которого была впервые предложена М. А. Бонч-Бруевичем и осуществлена советскими инженерами Д. Е. Маляровым и Н. Ф. Алексеевым, представляет собой сочетание электронной лампы с объемными резонаторами. Этих объемных резонаторов в магнетроне делается несколько, почему этот тип и получил название многокамерного или многорезонаторного.

Принцип устройства и работы многокамерного магнетрона заключается в следующем. Анод прибора представляет собой массивный полый цилиндр, во внутренней поверхности которого сделан ряд полостей с отверстиями (эти полости и являются объемными резонаторами), катод расположен по оси цилиндра.

Магнетрон помещается в постоянное магнитное поле, направленное вдоль оси цилиндра. На вылетающие из катода электроны со стороны этого магнитного поля действует сила Лоренца, которая искривляет пути электронов.

Магнитное поле подбирается таким, чтобы большинство электронов двигалось по искривленным путям, не касающимся анода. Если в камерах прибора (объемных резонаторах) происходят электрические колебания (небольшие колебания в объемах всегда возникают по разным причинам, например, в результате включения анодного напряжения), то переменное электрическое поле существует не только внутри камер, но и снаружи, около отверстий (щелей).

Электроны, пролетая вблизи анода, попадают в эти поля и в зависимости от направления поля либо ускоряются, либо тормозятся в них. Когда электроны ускоряются полем, то они отбирают энергию от резонаторов, наоборот, когда они тормозятся, то отдают часть своей энергии резонаторам.

Если бы число электронов, которые ускоряются и тормозятся, было бы одинаково, то в среднем они не отдавали бы резонаторам энергии. Но электроны, которые тормозятся, после этого имеют меньшую скорость, чем та, которую они получили при движении к аноду. Поэтому они уже не обладают достаточной энергией, чтобы вернуться к катоду.

Наоборот, те электроны, которые ускорялись полем резонаторов, обладают после этого энергией, большей, чем нужно для того, чтобы вернуться к катоду. Следовательно, электроны, которые, попав в поле первого резонатора, ускоряются в нем, вернутся на катод, а те, которые затормозятся в нем, не вернутся па катод, а будут двигаться по криволинейным путям около анода и попадать в поле следующих резонаторов.

При соответствующей скорости движения (которая определенным образом связана с частотой колебаний в резонаторах) эти электроны будут попадать в поле второго резонатора при такой фазе колебаний в нем, что и в поле первого резонатора, поэтому в поле второго резонатора они также будут тормозиться.

Таким образом, при соответствующем подборе скорости электронов, т. е. анодного напряжения (а также и магнитного поля, которое не изменяет величины скорости электронов, по изменяет ее направление), можно добиться такого положения, что отдельный электрон будет либо ускоряться полем только одного резонатора, либо тормозиться полем нескольких резонаторов.

Поэтому в среднем электроны будут больше энергии отдавать резонаторам, чем забирать от них, т. е. колебания, происходящие в резонаторах, будут нарастать и в конце концов в них установятся колебания с постоянной амплитудой.

Рассмотренный нами упрощенно процесс поддержания колебаний в резонаторах сопровождается еще одним важным явлением, т. к. электроны, для того чтобы они тормозились полем резонатора, должны влетать в это поле при определенной фазе колебаний резонатора, то очевидно, что они должны двигаться не равномерным потоком (т. к. тогда они влетали бы в поле резонаторов в любые, а не в определенные моменты времени, а в виде отдельных сгустков.

Весь поток электронов для этого должен представлять собой как бы звезду, в которой электроны движутся внутри отдельных лучей, а вся звезда в целом вращается вокруг оси магнетрона с такой скоростью, что ее лучи в нужные моменты подходят к каждой камере. Процесс образования отдельных сгустков в электронном потоке называется фазовой фокусировкой и осуществляется автоматически под действием переменного поля резонаторов.

Современные магнетроны способны создавать колебания вплоть до самых высоких частот сантиметрового диапазона (волны до 1 см и даже короче) и отдавать мощность до нескольких сот ватт при непрерывном излучении и нескольких сот киловатт при импульсном излучении.

Украина
Харьковская область, г. Харьков

Конструкция и устройство магнетрона — главного компонента СВЧ-печей:

Простыми словами, магнетрон — это мощная электронная лампа, генерирующая микроволны при взаимодействии потока электронов с магнитным полем. То есть, магнетрон создает микроволны и является обязательной составляющей всех микроволновых печей. Это, можно смело сказать — «сердце» микроволновой печи.

Термин «магнетрон» был предложен А. Халлом (A. Hull), который в 1921 году, впервые опубликовал результаты теоретических и экспериментальных исследований работы прибора в статическом режиме и предложил ряд конструкций магнетрона. Генерирование электромагнитных колебаний в дециметровом диапазоне волн посредством магнетрона открыл и запатентовал в 1924 чехословацкий физик А. Жачек.

Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом от долей до десятков микросекунд. Магнетроны обладают высоким КПД (до 80 %), то есть, способны преобразовывать до 80% подводимой к ним электроэнергии в СВЧ-поле.

Магнетрон — это мощная электронная лампа, генерирующая микроволны при взаимодействии потока электронов с магнитным полем. Магнетроны как генераторы сверхвысоких частот широко используются в современной радиолокационной технике.

Ремонт и замена магнетронов в Харькове

Самые распространённые поломки магнетронов это:

обрыв нити накала;
потеря эмиссии;
пробой проходных конденсаторов фильтра;
падение питающего напряжения.

Чтобы самому приобрести магнетрон для домашней микроволновой печи, необходимо изучить и разобраться в маркировке, выяснить, какие бывают их виды, и их параметры. Для разных моделей микроволновок можно устанавливать магнетрон других фирм изготовления. Главное, чтобы он подходил по мощности, в настоящее время не проблема приобрести его в торговой сети. Исключение составляют модели, которые уже сняты с производства.

Однако, даже если вы разобрались в устройстве микроволновки, то не рекомендуется заниматься заменой деталей в домашних условиях, так как этим должны заниматься квалифицированные специалисты, способные обеспечить безопасную работу устройства. К тому же, сделать это самостоятельно будет довольно проблематично.

Ремонт магнетрона микроволновки рекомендуется доверять только квалифицированным специалистам!

По вопросам ремонта или замены магнетрона звоните нам по телефонам:

+38 (095) 071-73-14
+38 (097) 461-55-80

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

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.

Приборы работают от выпрямленного тока по простой схеме выпрямления. Устройства небольшой мощности способны работать от переменного тока. Рабочая частота тока магнетронов может достигать 100 ГГц, мощностью до нескольких десятков киловатт в постоянном режиме, и до 5 мегаватт в режиме импульсов.

Магнетроны называются электронные приборы, в которых образуются колебания сверхвысокой частоты при помощи модуляции потока электронов. Магнитные и электрические поля в нем действуют с большой силой. Наиболее распространенная модификация магнетрона – это многорезонаторный.

Впервые магнетрон был создан в Америке в 1921 году. С течением времени эксперименты с ним продолжались. В результате появилось множество видов магнетронов, использующихся в радиоэлектронике. В 1960 году приборы стали использоваться в печах сверхвысокой частоты для домашнего применения. Менее распространены клистроны, платинотроны, которые основаны на этом же принципе действия.

Устройство и принцип работы

1 — Анод
2 — Катод
3 — Накал
4 — Резонансная полость
5 — Антенна

Магнетроны резонансного типа состоят из:
  • Анодный блок . Представляет собой толстостенный металлический цилиндр с полостями в стенках. Эти полости являются объемными резонаторами, которые создают колебательную кольцевую систему.
  • Катод . Он имеет цилиндрическую форму. Внутри него размещен подогреватель.
  • Внешние электромагниты или постоянные магниты . Они создают магнитное поле, которое параллельно оси прибора.
  • Проволочная петля . Она применяется для вывода сверхвысоких частот, и закреплена в резонаторе.

Резонаторы создают кольцевую систему колебаний. Возле них пучки электронов воздействуют на электромагнитные волны. Так как эта система выполнена замкнутой, то она способна возбудиться только на определенных частотах колебаний. При нахождении рядом с рабочей частотой других частот, случается перескакивание частоты и нарушается стабильность работы устройства.

Чтобы исключить такие отрицательные эффекты магнетроны с одинаковыми резонаторами оснащаются разными связками, либо используются магнетроны с отличающимися размерами резонаторов.

Магнетроны разделяют по виду резонаторов:

  • Лопаточные.
  • Щель-отверстие.
  • Щелевые.

В магнетронах применяется движение электронов в перпендикулярных магнитных и электрических полях, созданных в зазоре кольца между анодом и катодом. Между ними подается напряжение (анодное), которое образует радиальное электрическое поле. Под воздействием этого поля электроны вырываются из нагретого катода и устремляются к аноду.

Анодный блок находится между полюсов магнита, образующего магнитное поле, которое направлено вдоль оси магнетрона. Магнитное поле действует на электрон и отклоняет его на спиральную траекторию. В промежутке между анодом и катодом создается вращательное облако, похожее на колесо со спицами. Электроны возбуждают в объемных резонаторах колебания высокой частоты.

Отдельно каждый резонатор является колебательной системой. Магнитное поле концентрируется внутри полости, а электрическое поле сосредоточено у щелей. Энергия выводится из магнетрона с помощью индуктивной петли. Она размещена в соседних резонаторах. Электроэнергия подключается к нагрузке коаксиальным кабелем.

Нагревание токами высокой частоты производится в волноводах различного сечения, либо в объемных резонаторах. Также нагревание может производиться электромагнитными волнами.

Приборы работают от выпрямленного тока по простой схеме выпрямления. Устройства небольшой мощности способны работать от переменного тока. Рабочая частота тока магнетронов может достигать 100 ГГц, мощностью до нескольких десятков киловатт в постоянном режиме, и до 5 мегаватт в режиме импульсов.

Устройство магнетрона довольно простое. Его стоимость невысока. Поэтому такие качества в сочетании с повышенной эффективностью нагревания и разнообразным использованием высокочастотных токов открывают большие возможности использования в разных сферах жизни.

Основные виды магнетронов
  • Многорезонаторные устройства . Они содержат анодные блоки с несколькими резонаторами. Блоки состоят из различного вида резонаторов. В диапазоне 10 см длины волны магнетрон обладает КПД 30%. Выход излучения высокой частоты осуществляется сбоку в щель резонатора.
  • Обращенные устройства . Они бывают двух исполнений: коаксиальные и обычные. Такие магнетроны способны выдать импульсы высокой частоты 700 наносекунд с энергией 250 джоулей. Коаксиальный вид магнетрона содержит стабилизирующий резонатор. В нем имеются отверстия во внешней стенке, а также ферритовые стержни с подмагничивающими катушками.
Сфера использования магнетронов
  • В устройствах радаров антенна подключена к волноводу. Она, по сути, является щелевым волноводом, или рупорным коническим облучателем вместе с отражателем в виде параболы (тарелка). Управление магнетрона осуществляется с помощью коротких мощных импульсов напряжения. В итоге образуется короткий импульс энергии с малой длиной волны. Малая часть такой энергии поступает снова на антенну и волновод, и далее к чувствительному приемнику. Сигнал обрабатывается и поступает на электронно-лучевую трубку на экран радара.
  • В бытовых микроволновых печах волновод имеет отверстие, которое не создает препятствие радиочастотным волнам в рабочей камере. Важным условием работы микроволновки является условие, чтобы при работе печи в камере находились какие-либо продукты. При этом микроволны поглощаются продуктами, и не возвращаются на волновод. Стоячие волны в микроволновой печи могут искрить. При долгом искрении магнетрон может выйти из строя. Если в микроволновке мало продуктов для приготовления, то лучше дополнительно поместить в камеру стакан с водой для лучшего поглощения волн.

1 — Магнетрон
2 — Высоковольтный конденсатор
3 — Высоковольтный диод
4 — Защита
5 — Высоковольтный трансформатор

  • В радиолокационных станциях используются коаксиальные магнетроны с быстрым изменением частоты. Это позволяет расширить тактико-технические свойства локаторов.
Выбор и приобретение магнетрона

Чтобы самому приобрести магнетрон для домашней микроволновой печи, необходимо изучить и разобраться в маркировке, выяснить, какие бывают их виды, и их параметры.

Наиболее малую мощность имеет магнетрон 2М 213. Его мощность составляет 700 ватт при нагрузке и 600 ватт номинальная.

Приборы средней мощности в основном изготавливают на 1000 ватт. Марка такого магнетрона – 2М 214.

Наибольшая мощность магнетрона у модели 2М 246.

Показатель мощности у них равен 1150 ватт. Перед приобретением необходимо сопоставить цену магнетрона со стоимостью всей печи, и не забыть о стоимости работ по ремонту. Возможно, что не будет смысла в ремонте.

Можно ли магнетрон заменить самостоятельно

Для разных моделей микроволновок можно устанавливать магнетрон других фирм изготовления. Главное, чтобы он подходил по мощности, в настоящее время не проблема приобрести его в торговой сети. Исключение составляют модели, которые уже сняты с производства.

Однако, даже если вы разобрались в устройстве микроволновки, то не рекомендуется заниматься заменой деталей в домашних условиях, так как этим должны заниматься квалифицированные специалисты, способные обеспечить безопасную работу устройства. К тому же, сделать это самостоятельно будет довольно проблематично.

Работа микроволновки

Пища имеет в составе воду, которая состоит из заряженных частиц. Продукты в микроволновой печи разогреваются посредством воздействия на них волн высокой частоты. Молекулы воды выступают в качестве диполя, так как проводят волны электрического поля.

В центре анодного блока высверлено широкое круглое отверстие, через которое подключается источник питания посредством специальных выводов к катоду (подогреваемая нить накала), который проходит вдоль центральной оси анода. Вывод высокочастотных колебаний устанавливается в одном из резонаторов. Торцы цилиндра герметично закрыты медными крышками, а внутри обеспечивается вакуум высокой степени. Эффективное охлаждение блока обеспечивается ребристыми радиаторами, расположенными на его поверхности.

Магнетроны применяются для получения колебаний высокой частоты. Они незаменимы в электронике и радиотехнике; устанавливаются в радиолокационных стациях, для высокочастотного нагрева, для ускорения заряженных частиц. В основе действия магнетрона лежит взаимодействие сильных электрических и магнитных полей, результатом чего является генерация колебаний высоких частот. Наиболее популярных видом магнетрона является многорезонаторный магнетрон.

Конструкция многорезонаторного магнетрона

сновой является анодный блок, который представляет собой толстостенный полый медный цилиндр, в стенках которого вырезаны полости, соединённые с центральным пространством щелями. Эти полости представляют собой кольцевую систему объёмных резонаторов.

В центре анодного блока высверлено широкое круглое отверстие, через которое подключается источник питания посредством специальных выводов к катоду (подогреваемая нить накала), который проходит вдоль центральной оси анода. Вывод высокочастотных колебаний устанавливается в одном из резонаторов. Торцы цилиндра герметично закрыты медными крышками, а внутри обеспечивается вакуум высокой степени. Эффективное охлаждение блока обеспечивается ребристыми радиаторами, расположенными на его поверхности.

Принцип действия магнетрона

Весь анодный блок устанавливается в сильное магнитное поле, которое создаётся постоянными магнитами. Между катодом и анодом устанавливается высокое электрическое напряжение, при этом положительный полюс прикладывается к аноду. Электроны, которые вылетают из катода под действием электрического поля, двигаются в радиальном направлении к аноду, однако под влиянием магнитного поля меняют траекторию движения.

При определённых величинах магнитного и электрического полей удаётся добиться такого состояния, когда электроны, описывая окружность, в итоге пройдя рядом с анодом, вновь возвращаются на катод, а на анод попадает только незначительная часть вылетевших электронов. Большая часть их возвращается обратно в область катода.

При некоторых условиях динамического равновесия, возвращающиеся в область катода электроны заменяются вылетевшими вновь. Поскольку электроны постоянно перемещаются от катода к аноду, возле последнего рядом со щелями объёмных резонаторов устанавливается постоянно вращающийся заряд кольцеобразной формы. По мере движения по окружности центральной полости анодного блока электроны возбуждают в каждом резонаторе незатухающие высокочастотные колебания.

Выводятся эти колебания посредством витка проводов, расположенного в полости одного из резонаторов, которые затем передаются в коаксиальную линию или волновод.

Во время работы магнетрон выделяет большое количество тепла, поэтому на его корпус устанавливается радиатор. Поскольку перегрев является основной причиной выхода из строя магнетрона, то для его защиты применяются и другие методы:

Диагностика неисправностей и причины их появления

Замена магнетрона может потребовать довольно существенных финансовых затрат, поэтому прежде чем покупать новое устройство, необходимо произвести диагностику старого, чтобы убедиться, что оно действительно неисправно. Проверка может быть выполнена в домашних условиях с помощью обычного тестера. Для этого потребуется:

  1. Отключить микроволновку от электросети.
  2. Снять защитную крышку и провести визуальный осмотр детали.
  3. «Прозвонить» основные элементы печатной платы при помощи тестера или «мультиметра».
  4. Провести осмотр термореле.

По окончании диагностики можно сделать выводы о неисправности тех или иных деталей. К основным причинам выхода из строя магнетрона можно отнести следующие:

Тут можно вспомнить школьного физика, который справедливо говорил, что наука пригодится.

Основные неисправности

Во многих случаях магнетрон не поддаётся ремонту. Но прежде чем покупать новый, необходимо разобраться в причинах поломки. Возможно, удастся сэкономить, заменив всего одну деталь.

Как видите, поправимых случаев мало, но они есть. Прежде чем начать ремонт, проверьте систему на работоспособность.

Диагностика

Внимание! Ни в коем случае не включайте в сеть прибор, который вы вытащили из корпуса печки! Это может нанести непоправимый вред вашему здоровью и окружающим. Перед тем как разобрать микроволновку, проверьте, как работает источник питания. Возможно, виновато слабое напряжение в электрической сети. Если питание соответствует норме, проведите тщательный осмотр с тестером.

Первая проверка на исправность — визуальная. Посмотрите, не сгорел ли колпачок антенны, нет ли деформации, пробоин, следов гари на корпусе, фильтре. Обратите внимание на целостность магнитов. Это поможет определить, где находится причина поломки. Если внешних признаков повреждения нет, можно прозвонить магнетрон мультиметром.

  • Включите тестер, установите режим 200 Ом. Прикоснитесь щупами к выводам. Целостная обмотка оказывает низкое сопротивление (приблизительно 0,5 Ом), вы услышите писк или звон.
  • Ничего не происходит — значит, оборвалась нить накала.

  • Чтобы прозвонить проходной конденсатор тестером, настройте самый большой режим измерения. Одним щупом прикоснитесь к любому из контактов, а вторым — к корпусу. Если всё в порядке — ничего не произойдёт, прибор покажет «∞» — бесконечность.

Заряд пробивает на корпус? Скорее всего, повреждена ёмкость конденсатора.

Важно! Применение специальных аппаратов для диагностики не всегда гарантирует точность данных.

На рисунке выше изображена схема работы электровакуумного диода. На части «А» рисунка, составлена электрическая цепь состоящая из диода, батареи питания «В», и ключа «К». Ключ «К» разомкнут – следовательно, напряжение на аноде отсутствует «Ua = 0». Если нет напряжения, то ток анода тоже будет равен нулю «Ia = 0». На нить накала подано напряжение «Un» следовательно, катод диода разогрет, и самые активные электроны уже готовы покинуть его. Но своей энергии им для этого не хватает, поэтому они все еще находятся возле катода.

На рисунке выше изображена схема работы электровакуумного диода. На части «А» рисунка, составлена электрическая цепь состоящая из диода, батареи питания «В», и ключа «К». Ключ «К» разомкнут – следовательно, напряжение на аноде отсутствует «Ua = 0». Если нет напряжения, то ток анода тоже будет равен нулю «Ia = 0». На нить накала подано напряжение «Un» следовательно, катод диода разогрет, и самые активные электроны уже готовы покинуть его. Но своей энергии им для этого не хватает, поэтому они все еще находятся возле катода.

Магнитное поле ни как не действует на не подвижный электрон. Но если электрон, движущийся по прямой траектории под действием электрического поля, попадает в магнитное поле, то последнее влияет на траекторию движения электрона, отклоняя ее вдоль своих силовых линий. Таким образом, электрон двигавшийся по прямой, под действием магнитного поля начинает двигаться по дуге.

Это очень краткое описание работы магнетрона. Для тех, кто хотел бы познакомиться с принципом его действия поближе, даю ссылки на более подробные описания.

Рисунок 1: МИ 29Г — магнетрон сантиметрового диапазона длин волн

Магнетрон

Рисунок 1: МИ 29Г — магнетрон сантиметрового диапазона длин волн

Рисунок 1: МИ 29Г — магнетрон сантиметрового диапазона длин волн

Магнетрон

В дециметровом и сантиметровом диапазонах волн эффективным генераторным прибором является многорезонаторный магнетрон .
Магнетрон это прибор для генерации электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты (СВЧ), основанный на взаимодействии электронов, движущихся в магнитном поле по криволинейным траекториям с возбуждаемым электромагнитным полем.

Устройство магнетронов

Типичный многорезонаторный магнетрон представляет собой устройство (рис. 2), в центре которого вдоль оси расположен цилиндрический катод с подогревателем, окруженный многорезонаторной системой, выполненной в медном анодном блоке. Магнитная индукция направлена вдоль оси магнетрона. Анодное напряжение Ua между анодом и катодом создает электрическое поле, перпендикулярное магнитному.

Рисунок 3: Простейшая эквивалентная схема резонаторa

Рисунок 3: Простейшая эквивалентная схема резонаторa

Рисунок 3: Простейшая эквивалентная схема резонаторa

Магнетроны обладают высоким КПД (до 80 %).

Характеристики [ править ]

Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом от долей до десятков микросекунд.

Магнетроны обладают высоким КПД (до 80 %).

Магнетроны бывают как неперестраиваемые, так и перестраиваемые в небольшом диапазоне частот (обычно менее 10 %). Для медленной перестройки частоты применяются механизмы, приводимые в движение рукой, для быстрой (до нескольких тысяч перестроек в секунду) — ротационные и вибрационные механизмы.

Магнетроны как генераторы сверхвысоких частот широко используются в современной радиолокационной технике.

Также может быть микроволновая печь со встроенными рецептами приготовления блюд. Чтобы запустить процесс приготовления, нужно указать вид продукта, количество, рецепт. Готовые программы дают возможность выбрать оптимальный режим, точное время приготовления.

8 октября исполняется 65 лет с того дня, как была запатентована технология микроволновой печи.

Микроволновая печь (сверхвысокочастотная печь, СВЧ-печь) является одним из самых популярных бытовых электроприборов и предназначена для быстрого приготовления, подогрева пищи и для размораживания продуктов. Ее создатель – житель штата Массачусетс Перси Спенсер – запатентовал свое изобретение 8 октября 1945 г.

По легенде, идея создания микроволновой печи пришла ему в голову после того, как он, постояв у магнетрона (электронная лампа, генерирующая микроволновое электромагнитное излучение), обнаружил, что лежавший в его кармане шоколадный батончик растаял. По другой версии, он заметил, что нагрелся бутерброд, положенный на включенный магнетрон.

Первые СВЧ-печки, предназначавшиеся для армейских столовых и больших ресторанов, были шкафами высотой 175 см и весом 340 кг. Более компактные домашние печки начали производиться с 1955 г.

Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 г. Первоначально спрос на новое изделие был невысок. В СССР микроволновые печи выпускал завод ЗИЛ.

Принцип действия микроволновой печи строится на обработке продукта, помещенного внутрь прибора, микроволнами (СВЧ-излучение). Эти волны и нагревают пищу.

Микроволны являются одной из форм электромагнитной энергии, как и световые волны или радиоволны. Это очень короткие электромагнитные волны, которые перемещаются со скоростью света (299,79 км/с).

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, как молекулы тут же переворачиваются на 180 градусов.

Магнетрон, который содержит каждая микроволновая печь, преобразует электрическую энергию в сверх-высокочастотное электрическое поле частотой 2450 мегагерц (МГц) или 2,45 гигагерц (ГГц), которое и взаимодействует с молекулами воды в пище.

Микроволны «бомбят» молекулы воды в пище, заставляя их вращаться с частотой в миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду.

Это трение наносит значительный ущерб молекулам пищи, разрывая или деформируя их. Проще говоря, микроволновая печь вызывает распад и изменения молекулярной структуры продуктов питания в процессе излучения.

Микроволны 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.

При выборе СВЧ печи следует ориентироваться на ее основные характеристики, среди которых – объем камеры, тип управления, наличие гриля, мощность и некоторые другие. Объем камеры определяется по количеству продуктов, вмещающихся в микроволновую печь.

Управление в микроволновых печах бывает трех типов – механическое (самый простой тип управления), кнопочное и сенсорное.

В зависимости от выполняемых функций микроволновки делят на три типа: СВЧ с микроволнами, с грилем и микроволновые печи с грилем и конвекцией.

Что касается дополнительных функций микроволновых печей, то к самым распространенным относятся функции двойного излучения (для равномерного приготовления продукта по объему) и auto-weight, означающая, что электронные датчики взвесят продукт и выберут время приготовления.

Некоторые модели СВЧ печей имеют диалоговый режим, когда на дисплее высвечиваются рекомендации во время приготовления блюда.

Также может быть микроволновая печь со встроенными рецептами приготовления блюд. Чтобы запустить процесс приготовления, нужно указать вид продукта, количество, рецепт. Готовые программы дают возможность выбрать оптимальный режим, точное время приготовления.

Некоторые модели оснащаются портом связи для доступа в интернет. Это дает возможность загружать новые рецепты блюд и получать информацию о его калорийности.

В число принадлежностей к СВЧ-печи могут входить многоуровневая решетка для тарелок, позволяющая разогреть одновременно несколько блюд, и решетка для гриля.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Источники

Источник — http://electricalschool.info/spravochnik/eltehustr/1247-kak-ustroen-i-rabotaet-magnetron.html
Источник — http://elremont.in.ua/magnetron.html
Источник — http://principraboty.ru/chto-takoe-magnetron-princip-ego-raboty/
Источник — http://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/magnetrony/
Источник — http://pue8.ru/vybor-elektrooborudovaniya/503-printsip-raboty-i-ustrojstvo-magnetrona.html
Источник — http://technosova.ru/dlja-kuhni/mikrovolnovka/princip-raboty-magnetrona/
Источник — http://cosmo-frost.ru/svch/magnetron-v-mikrovolnovke-zachem-nuzhen-kak-proverit-i-pochinit/
Источник — http://yourmicrowell.ru/rabota-magnetrona-korotko/
Источник — http://www.radartutorial.eu/08.transmitters/tx08.ru.html
Источник — http://wp.wiki-wiki.ru/wp/index.php/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD
Источник — http://ria.ru/20101008/282500783.html

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.

конструкция, принцип работы, выбор и производители

Микроволновые печи используются на кухне заведений быстрого питания для быстрого разогрева, приготовления и размораживания продуктов и готовых блюд.

Конструкция

Микроволновая печь или печь СВЧ (microwave oven) – это электроприбор для быстрого приготовления или разогрева продуктов с помощью высокочастотных токов электромагнитного поля. Она состоит из металлической камеры, куда помещаются продукты, СВЧ излучателя (магнетрона), волновода, передающего излучение от магнетрона в камеру, трансформатора, вращающейся подставки, таймера и вентилятора, который охлаждает магнетрон. Корпус микроволновых печей изготавливается из пищевой нержавеющей стали, а поверхность камеры  — из стали с грязеотталкивающим покрытием. Дверца камеры бывает откидной или распашной.  У всех микроволновых печей есть автоматическая подсветка камеры. Она позволяет контролировать процесс приготовления продуктов, не открывая дверцу.

Рис. Конструкция микроволновой печи

1. Лампа освещения

7. Трансформатор

2. Вентиляционные отверстия

8. Панель управления

3. Магнетрон

9. Привод

4. Антенна

10. Вращающийся поддон

5. Волновод

11. Сепаратор с роликами

6. Конденсатор

12. Защелка дверцы

Принцип работы

Продукт помещается на вращающуюся подставку, и после включения печи магнетрон, находящийся в задней части камеры, начинает преобразовывать электроэнергию в микроволны. СВЧ-печь, в зависимости от размера, может иметь от одного до четырех магнетронов. Волновод, который помещается в верхней части печи, направляет микроволны от магнетрона в рабочую камеру, где специальное устройство равномерно распределяет их. Под воздействием микроволн нагревается только продукт, а стенки рабочей камеры, посуда и воздух остаются холодными.
Микроволны, воздействуя на продукт, нагревают молекулы воды, содержащиеся в нем. Поэтому продукт сильнее всего нагревается в тех местах, где имеются скопления влаги. К примеру, печеный картофель горячее всего в середине. При этом микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы, которые находятся на поверхности продуктов. Если разогревать в микроволновке хлеб или хлебобулочные изделия, снаружи у них будет подсохшая корочка, а внутри – горячая мякоть.

Бытовая vs Профессиональная микроволновая печь

Бытовые микроволновые печи не слишком подходят для коммерческого применения. Их можно использовать разве что для небольшого фаст-фуда с невысокой проходимостью. Ресторану или кафе понадобится профессиональная СВЧ-печь
Профессиональные микроволновые печи рассчитаны на каждодневное интенсивное использование. Они надежнее, чем бытовые, и отличаются высокой износостойкостью. Их дверцы сделаны с расчетом на то, что они будут открываться и закрываться сотни раз в день. Такие печи легко справляются с пиковыми нагрузками во время большого наплыва клиентов, в то время как бытовые модели могут легко перегореть спустя несколько дней интенсивной работы в ресторане.  
Профессиональные микроволновки предназначены для работы с большим количеством продуктов. Поэтому их камера больше, чем у бытовых моделей, а мощность – выше. Эти печи готовят быстрее, чем привычные бытовые микроволновки. Многие из них имеют дополнительные программы для приготовления разных блюд.

Режимы работы 

Профессиональная микроволновая печь может иметь несколько основных режимов работы.

  • нагрев (микроволны). Процесс, приводящий к повышению температуры продукта. Микроволны мягко воздействуют на блюдо, не разрушая его структуры, поэтому оно не пересушивается и полностью сохраняет запас питательных веществ, а также все свои органолептические свойства.
  • конвекция. Микроволновые печи, способные работать в режиме конвекции, имеют кольцевой нагревательный элемент (ТЭН) и вентилятор, встроенный в заднюю стенку камеры. Воздух, нагреваемый кольцевым ТЭНом, нагнетается в камеру печи при помощи вентилятора. Готовящиеся продукты равномерно пропекаются и приобретают аппетитную корочку на поверхности. Хорошо готовить так пирожки и другие хлебобулочные изделия. 
  • гриль. Есть, как правило, у более дорогих моделей микроволновых печей. В верхней части камеры установлен кварцевый нагревательный элемент, защищенный металлической решеткой. Гриль позволяет обжаривать множество разнообразных продуктов, в первую очередь мясные и рыбные продукты. Готовые блюда обладают приятным ароматом и вкусом как приготовленные на углях. 

Используя комбинации этих режимов работы, на профессиональной кухне можно готовить разные хлебобулочные изделия, мясные и рыбные блюда, размораживать продукты. Профессиональная микроволновая печь может выполнять и функции пароварки —  обрабатывать и готовить на пару овощи и морепродукты.

Преимущества микроволновых печей

  1. хотя микроволновые печи не являются оборудованием, активно задействованным в приготовлении продуктов, они просто незаменимы тогда, когда необходимо быстро подогреть блюдо «по первому требованию». Поэтому они широко используются в любых заведениях быстрого питания – столовых, кафе и фаст-фудах с высокой проходимостью.
  2. современные СВЧ-печи могут выполнять сразу несколько функций – подогрев, приготовление и размораживание продуктов, обработка овощей и морепродуктов паром. Так, самые мощные микроволновки (40 кВт) способны разморозить 38 кг куриного мяса всего за 90 секунд. Размеры их камеры достигают 2, 4*1, 2 м.
  3. профессионалы используют микроволны в сочетании с другим кухонным оборудованием для приготовления блюд. Это решение позволяет экономить электроэнергию, а воздух в кухне нагревается меньше. Так можно готовить, к примеру, бифштекс. Сначала он готовится в микроволновой печи, а затем его помещают на гриль.
  4. некоторые блюда могут готовиться в микроволновой печи в той же посуде, в которой они подаются к столу. Это сокращает затраты времени на их сервировку и сводит к минимуму работу мойки.
  5. микроволновые печи легко монтируются, не занимают много места и быстро работают. Они не изменяют вкус готовящихся блюд, а также содержание в них питательных веществ. С микроволновыми печами на кухне становится прохладнее.
  6. микроволновые печи экономичны и надежны. Им не нужно много времени для прогрева, а при открывании дверцы теряется немного тепла. Дверцы печей имеют надежные уплотнители и поглотители, которые защищают от утечки радиоизлучения из рабочей камеры.
  7. в самых современных СВЧ-печах реализовано много интересных решений, к примеру, система циркуляции, исключающая возможность перемешивания запахов готовящихся продуктов, или встроенный дисплей для самодиагностики печи.

 

Как выбрать микроволновую печь

При выборе микроволновой печи стоит ориентироваться на:

  1. мощность. Чем мощнее печь, тем быстрее она разогревает или готовит продукты. Небольшому заведению (буфет, закусочная), где СВЧ-печи используют только для разогревания хот-догов, бутербродов или полуфабрикатов, будет достаточно маленькой печи мощностью 0, 7 – 1 кВт. Для кафе, кофейни, фаст-фуда, где заранее приготовленные блюда подогреваются перед подачей на стол, потребуется микроволновка мощностью 1 кВт. Ресторанам, популярным фаст-фудам или кафе с высокой проходимостью мы советуем приобрести микроволновую печь мощностью от 1 до 2, 7 кВт. Мощные печи способны разогревать и размораживать продукты в больших количествах.
  2. размер рабочей камеры. Они находятся в пределах от 30 до 65 см в ширину, от 40 до 65 см в ширину и от 33 до 48 см в высоту.
  3. объем рабочей камеры. От него зависит производительность печи. Как показывает наша практика, основной спрос приходится на модели с объемом камеры от 20 до 30 литров.
  4. наличие дополнительных функций. У современных печей есть много дополнительных возможностей. К примеру, приготовление блюд из замороженных продуктов.


Производители микроволновых печей

Компания «Система 4» предлагает широкий выбор микроволновых печей от европейских и азиатских производителей. Премиум-класс оборудования представлен продукцией от Bartscher (Барчер, Германия),  Panasonic (Панасоник, Япония), Fimar (Фимар, Италия) и Beckers (Бекерс, Италия). Такое оборудование практически совершенно в технологическом плане. Оно идеально подходит для комплексного оснащения профессиональных заведений. Как правило, оборудование от ведущих европейских компаний предпочитают владельцы солидных заведений, не стесненные в средствах, которым дорога их репутация и комфорт клиентов. 
Средний ценовой сегмент со своим оборудованием занимает компания Amana (Амана, США), Inoksan (Иноксан, Турция) и Hendi (Хенди, Нидерланды). Это оборудование традиционно пользуется популярностьью, поскольку у него доступная цена, достойное качество и недорогие комплектующие. 
К эконом-классу оборудования относятся печи компании Jeju (Тайвань). Микроволновые печи компании Jeju мы рекомендуем для заведений с ограниченным бюджетом.


Табл. Наиболее популярные модели микроволновых печей СВЧ

Обзор подготовлен компанией «Система 4»

Подключение магнетрона f и fa. Принцип работы микроволновой печи и устройство магнетрона.

Микроволновые печи (СВЧ-печи) уже давно стали самым обыденным бытовым прибором, с помощью которого можно очень быстро разморозить продукты, разогреть уже приготовленную пищу или приготовить блюдо по оригинальному рецепту, и даже продезинфицировать кухонные моющие губки и тряпочки, не содержащие металла.

Наличие удобного, интуитивно понятного интерфейса, а также многоуровневой защиты позволяют даже ребенку справиться с управлением такого сложного и высокотехнологичного устройства, как микроволновка. Некоторые блюда можно легко и быстро приготовить по встроенным программам. А возможные неисправности вполне можно устранить, сделав .

Да, микроволны действительно большие. Что интересно в этих микроволнах, так это то, что они отражаются на большинстве непрозрачных поверхностей, таких как металл. Внутри духовки эти микроволны отражаются назад и вперед металлическими стенками. Теперь вы спросите: но у меня есть стеклянная дверь, и вы имеете в виду, что микроволны не проходят через стекло?

Микроволны даже проходят через стекло, но смотрят более внимательно: вы увидите металлическую сетку с множеством отверстий. Эта сетка достаточно, чтобы отразить микроволны обратно в духовку. Отверстия в нем слишком маленькие, чтобы пропускать микроволны.

Разогрев продуктов, помещенных в камеру микроволновки, происходит за счет воздействия на них мощного электромагнитного излучения дециметрового диапазона. В бытовых приборах применяют частоту 2450 МГц. Радиоволны такой высокой частоты проникают вглубь продуктов, и воздействую на полярные молекулы (в продуктах в основном это вода), заставляя их постоянно сдвигаться и выстраиваться вдоль силовых линий электромагнитного поля.

Поскольку волны много раз повторяются в печи, их мощность сильно усиливается и требует материала для ее поглощения. Вода, материал, называемый диэлектриком, хороша только потому, что поглощает энергию и, таким образом, нагревается. Энергия микроволн может только нагревать вещества.

Микроволны где-то близки к нулю. Как потеплеют волны? Температура тела является суммой всех кинетических и потенциальных энергий молекул в этом теле. Другими словами, это мера скорости, с которой молекулы в этих телах вибрируют или движутся. Микроволновая печь основана на процессе диэлектрического нагрева, при котором молекулы воды вращаются непрерывно, при этом выравниваясь с генерируемым электромагнитным полем.

Такое движение повышает температуру продуктов, и нагрев идет не только снаружи, но и до той глубины, на которую проникают радиоволны. В бытовых СВЧ-печах волны проникают вглубь на 2,5—3 см, они разогревают воду, а та, в свою очередь, весь объем продуктов.

Устройство магнетрона — основная составляющая

Радиоволны частотой 2450 МГц генерируются специальным прибором – магнетроном , представляющим собой электровакуумный диод. Он имеющий массивный медный цилиндрический анод круглый в сечении и разделенный на 10 секторов, имеющих такие же стенки из меди.

Когда мы слышим о диэлектриках или диполях, то они являются молекулами, которые содержат положительную часть водорода, которая выделяет электрона, который ставит его по отношению к отрицательной стороне, к кислороду. Кислород имеет место для еще двух электронов на внешнем электронном слое, поэтому он заимствует электроны из 2 атомов водорода.

Когда печь работает, генерируется электромагнитное поле, которое колеблется так, что молекулы воды должны менять направление вращения 4 миллиарда раз в секунду, действие, которое заставляет их ударять по другим молекулам и таким образом распределяет энергию, которую мы воспринимаем как тепло.

В центре этой конструкции расположен стержневой катод, внутри которого есть нить накала. Катод служит для эмиссии электронов. По торцам магнетрона расположены мощные кольцевые магниты, создающее магнитное поле внутри магнетрона, необходимое для генерации СВЧ-излучения.

К аноду прикладывается напряжение в 4000 Вольт, а к нити накала 3 Вольта. Происходит интенсивная эмиссия электронов, которые подхватываются электрическим полем высокой напряженности. Геометрия резонаторных камер и напряжение анода определяют генерируемую частоту магнетрона.

Этот принцип также используется для создания нелетального оружия, концентрируя микроволны на небольшой поверхности человеческого тела и очень сильно нагревая кожу до глубины полумиллиметра. Если такое устройство вас не убивает, тем меньше микроволновая печь.

Что такое микроволновая печь? исторически, важные люди, сегодняшний уровень. Печь состоит из магнетрона, волновода и камеры нагрева. Легенда говорит, что у него в кармане был шоколад, который растаял, когда он обошел радиогенератор. Оттуда до тех пор, пока первые испытания с радиоволнами для разогрева пищи были невелики.

Съем энергии происходит при помощи проволочной петли, соединенной с катодом и выведенной в излучатель-антенну. С антенны СВЧ-излучения попадает в волновод, а от него в камеру микроволновки. Стандартная выходная мощность магнетронов, применяемых в бытовых микроволновках, составляет 800 Вт.

Если для приготовления блюд требуется меньшая мощность, то это достигается тем, что магнетрон включают на определенные промежутки времени, за которыми следует пауза.

Среди первых СВЧ-генераторов были магнетроны, которые были сделаны из простых трубок, а трубки с несколькими полостями используются сегодня. Как работает микроволновая печь? почему пластина вращается в духовке? Картина. Нагрев осуществляется только на определенных участках, где происходит флуктуация электромагнитного поля или где волна колеблется.

Он создает стационарную волну с узлами, место, где она не прогревается, и анти-узлы — точки, где волна колеблется, и пища нагревается. Вот почему плиты должны вращаться в духовке. Поскольку металл отражает электромагнитные волны, и поскольку используемые микроволны имеют длину центричности, вы увидите, что металлическая сетка достаточна для предотвращения выхода микроволн из печи.

Для получения мощности 400 Вт (или 50% от выходной мощности) можно в течение 10-секундного интервала на 5 секунд включить магнетрон, а на 5 секунд выключить. В науке это называется широтно-импульсной модуляцией .

Магнетрон в процессе работы выделяет большое количество тепла, поэтому его корпус помещен в пластинчатый радиатор, который при работе всегда должен обдуваться воздушным потоком из встроенного в микроволновку вентилятора. При перегреве магнетрон очень часто выходит из строя, поэтому его оснащают защитой – термопредохранителем.

Побочные эффекты, если таковые имеются, и какие рабочие предупреждения указаны? Не вставляйте металл, не допускайте слишком много пищи в духовке, убедитесь, что двери плотно закрыты. В физике сигма, равная пяти, означает, что мы имеем дело с открытием. Модели инфляции, которые предполагают отправную точку этого феномена более чем триллиона триллионов триллионов секунд Большого взрыва, будут устранены.

По методу, называемому эпидуральной стимуляцией, имплантат помещается на наружную стенку спинного мозга, и этот имплантат соединяет тело с остальной частью спинного мозга. Электрический ток может идти в обоих направлениях, и пациент может восстановить некоторые из движений.

Термопредохранитель и зачем он нужен

Для защиты магнетрона от перегрева, а также гриля, которым оснащены некоторые модели СВЧ-печей, применяются специальные устройства, называемые термопредохранителем или термореле . Они выпускаются на разные номиналы температуры, указанные на их корпусе.

Энцелад имеет диаметр 500 км и является одним из 62 спутников, которые вращаются вокруг планеты Сатурн и имеют океаны, скрытые под поверхностью. Проблема: неясно, где может быть радиатор, который будет держать океаны в жидкой форме. Зонд Кассини измерил гравитационное поле Энцелада и обнаружил, что поле сильнее на Южном полюсе.

Если у нас есть вода, тогда есть шанс на существование и жизнь, более конкретные экстремофильные микроорганизмы. Еще одним кандидатом на жизнь в Солнечной системе является спутник «Европа» планеты Юпитер, который, как полагают, содержит такой жидкий океан.

Принцип действия термореле очень прост. Его корпус из алюминия прикрепляется при помощи фланцевого соединения к месту, где необходимо контролировать температуру. Так обеспечивается надежный тепловой контакт. Внутри термопредохранителя находится биметаллическая пластинка, имеющая настройки на определенную температуру.

При превышении температурного порога пластинка изгибается и приводит в действие толкатель, который размыкает пластины контактной группы. Питание СВЧ-печи прерывается. После остывания геометрия биметаллической пластины восстанавливается и происходит замыкание контактов.

Назначение вентиляторов СВЧ-печи

Вентилятор является важнейшим компонентом любой микроволновки, без которого ее работы будет невозможной. Он выполняет ряд важнейших функций:

  • Во-первых, вентилятор обдувает главную деталь СВЧ-печи – магнетрон, обеспечивая его нормальную работу.
  • Во-вторых, другие компоненты электронной схемы тоже выделяют тепло и требуют вентиляции.
  • В-третьих, некоторые микроволновки оборудованы грилем обязательно вентилируемым и защищенным термореле.
  • И, наконец, в камере приготовляемые продукты тоже выделяют большое количество тепла и водяного пара. Вентилятор создает в камере небольшое избыточное давление, в результате чего воздух из камеры вместе с нагретым водяным паром выходит наружу через специальные вентиляционные отверстия.

В микроволновке от одного вентилятора, который расположен у задней стенки корпуса и засасывает воздух снаружи, организована система вентиляции при помощи воздуховодов, направляющий воздушный поток на пластины магнетрона, а затем в камеру. Двигатель вентилятора представляет собой простой однофазный переменного тока.

Система защиты и блокировки микроволновой печи

Любая СВЧ-печь имеет внутри мощное радиоизлучающее устройство – магнетрон. СВЧ-излучение такой мощности может нанести непоправимый вред здоровью человека и всех живых существ, поэтому необходимо принять ряд мер по защите.

Микроволновка имеет полностью экранированную металлическую рабочую камеру , которая снаружи дополнительно защищена металлическим корпусом, не позволяющим высокочастотному излучению проникать наружу.

Прозрачное стекло в дверце имеет экран из металлической сетки с мелкой ячейкой, которая не пропускает наружу излучение 2450 Гц, длиной волны 12,2 см, генерируемое магнетроном.

Вопрос экономии энергопотребления всегда был актуальным. одним из видов осветительных приборов, которые в значительной мере помогут снизить расход электричества в быту, являются . Чтобы сделать оптимальный выбор, нужно просто разобраться в преимуществах и недостатка каждого вида таких ламп.

Двойные выключатели в виду своих особенностей получили широкое применение в домашних условиях. Как правильно подключать такие выключатели и что необходимо знать для предотвращения ошибок при этом, можно прочитать в .

Дверца микроволновой машины плотно прилегает к корпусу и очень важно чтобы этот зазор сохранял свои геометрические размеры. Расстояние между металлическим корпусом камеры и специальным пазом дверцы должно быть равно четверти длины волны СВЧ-излучения: 12,2 см/4=3.05 см.

В этом зазоре образуется стоячая электромагнитная волна, которая именно в месте прилегания дверцы к корпусу имеет нулевое амплитудное значение, поэтому волна наружу не распространяется. Вот таким элегантным способом решается вопрос защиты от СВЧ излучения при помощи самих СВЧ-волн. Такой способ защиты в науке называется СВЧ дроссель.

Для предотвращения включения СВЧ-печи с открытой камерой существует система микропереключателей, контролирующих положение дверцы. Обычно таких переключателей не менее трех: один выключает магнетрон, другой включает лампочку подсветки даже при неработающем магнетроне, а третий служит для того, чтобы «информировать» блок управления о положении дверцы.

Микропереключатели расположены и настроены так, что они срабатывают только при закрытой рабочей камере микроволновки.

Микропереключатели на дверце также часто называют конечными выключателями.

Блок управления — мозг прибора

Блок управления есть у любой микроволновой печи и он выполняет две главные функции:

  • Поддержание заданной мощности микроволновой печи.
  • Отключение печи после истечения заданного времени работы.

На старых моделях электропечей блок управления представляли два электромеханических переключателя, один из которых как раз задавал мощность, а другой промежуток времени. С развитием цифровых технологий стали применяться электронные блоки управления, а сейчас уже и микропроцессорные, которые кроме выполнения двух главных функций могут еще и включать множество нужных и ненужных сервисных.

  • Встроенные часы, которые, безусловно, могут быть полезны.
  • Индикация уровня мощности.
  • Изменение уровня мощности при помощи клавиатуры (кнопочной или сенсорной).
  • Приготовление блюд или размораживание продуктов при помощи специальных программ, «зашитых» в память блока управления. При этом учитывается вес, а нужную мощность печь подберет сама.
  • Сигнализация окончания программы выбранным звуковым сопровождением.

Кроме этого, у современных моделей есть верхние и нижние грили, функция конвекции, которыми также «руководит» блок управления.

В блоке управления есть свой источник питания, обеспечивающий работу блока и в дежурном, и в рабочем режиме. Важным компонентом является релейный блок, который коммутирует по командам силовые цепи магнетрона и гриля, а также цепи вентилятора, встроенной лампы и конвектора. Блок управления связан шлейфами с клавиатурой и панелью индикации.

Занимательное видео с рассказом о принципе работы СВЧ-печей

Посмотрите как просто объясняется то, благодаря чему работает этот удивительный прибор.

действие и принцип работы, устройство СВЧ печи и вред, на какой частоте работает

Микроволновые печи вошли в наш быт достаточно давно, но споры об их полезности и безопасности ведутся до сих пор. Любопытно, что, решая подобные вопросы на всевозможных форумах и при личных встречах, подавляющее большинство даже приблизительно не представляет себе принцип работы микроволновки.

Именно поэтому прежде чем задаваться вопросом: друг она вам или враг, имеет смысл выяснить, что собой представляет этот удивительный агрегат, способный вскипятить стакан воды или приготовить курочку без использования видимого источника тепла. Практически каждый видел микроволновку в работе, но мало кто представляет, как она это делает.

Действие и принцип работы

Принцип работы микроволновой печки заложен в ее названии — воздействие на тело (в данном случае продукты) — сверхвысокочастотным излучением (СВЧ-излучением или просто СВЧ). Под воздействием высокочастотных электромагнитных колебаний продукты нагреваются до высокой температуры, что позволяет разогревать или даже готовить блюда без использования классических термонагревателей. Кстати, этот же метод используется не только для приготовления пищевых продуктов, но и для тепловой обработки технических изделий: отжига и закалки, скажем, сверл, шестеренок, ножей и т. п.

Главное условие, необходимое для работы микроволновки, — наличие в объекте так называемых полярных молекул. Именно на них и воздействует электромагнитное поле прибора. К счастью, практически во всех продуктах питания (за исключением, разве что, полностью обезвоженных) присутствует вода, которая и состоит из таких молекул. Попадая в мощное переменное электромагнитное поле, такие молекулы начинают быстро менять свое положение, следуя за постоянно изменяющимся направлением магнитного поля. В процессе вращения эти молекулы в буквальном смысле трутся друг о друга, а что при этом происходит — знает всякий. Попробуйте быстро потереть ладони одна о другую — чувствуете тепло?

Благодаря переменному электромагнитному полю полярные молекулы воды начинают быстро вращаться.

Основное же отличие воздействия микроволнового излучения на объект от обычного трения или нагрева открытым пламенем состоит в том, что нагревается не только поверхность предмета, но и глубинные его слои. Это обусловлено тем, что СВЧ излучение действует не только на поверхности объекта, но и проникает вглубь него, заставляя молекулы двигаться и нагреваться.

Глубина проникновения зависит от частоты излучения. И для стандартных микроволновых печей, работающих на частоте 2.4 ГГц, составляет 1.5–2.5 см. Нетрудно догадаться, что, к примеру, пирожок, помещенный в СВЧ печь, прогреется полностью и равномерно и изнутри, и снаружи. Причем сделает он это за самое короткое время, поскольку скорость нагрева тела в СВЧ поле составляет 0.3-0.5 градусов в секунду. 10 секунд — +5 градусов. Минута — +30 градусов.

Достоинства и недостатки

Итак, пора сформулировать главные отличия СВЧ подогрева от классического:

  1. Высокая скорость прогрева. Поскольку обработка высокочастотным (ВЧ) полем ведется одновременно по всему объему, продукт разогревается исключительно быстро — за считаные минуты.
  2. Равномерный прогрев. Благодаря равномерному прогреву нет необходимости нагревать его внешний слой до повышенной температуры. Это исключает подгорание.
  3. Возможность автоматизации приготовления. При использовании СВЧ печи отпадает необходимость следить за процессом — мешать, переворачивать и пр. Достаточно указать вес и тип заложенного продукта и описать необходимую операцию: прогрев, готовка и пр. Все остальное прибор сделает самостоятельно.
  4. Невозможность обжарки. СВЧ поле, в отличие от сковороды или гриля, прогревает продукты равномерно, а значит не в состоянии их зажарить до хрустящей корочки.

Единственным, казалось бы, недостатком, присущим микроволновкам, является невозможность обжаривания, но и этот вопрос конструкторы решили, оснастив устройство обычными термоэлектронагревателями, как у электродуховки. С их помощью вы можете легко обжарить продукт. Кроме того, существуют так называемые тарелки Крусти, выполненные из специального материала, который безопасно разогревается токами СВЧ. Положите на такую тарелку отбивную и печка не только быстро ее приготовит, но и зажарит, поскольку этот поддон накаляется до 200 градусов.

Устройство СВЧ печи

Теперь пришло время разобраться, как устроена микроволновка. Сердцем любой подобной печки является специальный генератор, создающий высокочастотное электромагнитное поле большой интенсивности. Называется он магнетроном. Далее, поле, им созданное, при помощи волноводов специальной конструкции направляется в камеру для продуктов. Делает он это таким образом, что весь внутренний объем камеры «заполняется» полем равномерно, обеспечивая качественный прогрев продуктов любого объема. Дополнительно этому способствует и вращающийся поддон, которым оснащают большинство микроволновок.

Магнетрон занимает самое почетное место под крышкой прибора.

Контролирует работу ВЧ генератора электронный блок, собранный на микропроцессоре. Встроенные в блок микропрограммы позволяют устанавливать желаемый режим приготовления продуктов, контролируют температуру в камере, влажность, время приготовления. Они же следят и за безопасностью использования печки — закрыта ли защитная дверца, нет ли пробоя изоляции, не поднялась ли температура внутри камеры выше критической и пр. Управление контроллером осуществляется с пультов того или иного типа — кнопочных, сенсорных и пр. Ну и, естественно, имеется в печи и блок питания, обеспечивающий энергией всю электронику и сам магнетрон.

Вот так выглядит микроволновая печь на схеме.

Опасность и вред микроволновки

А теперь самый главный вопрос, который беспокоит едва ли не каждого владельца микроволновки: представляет ли прибор какую-либо опасность для окружающих? Существует множество мифов об опасности использования СВЧ технологий в быту. Основные из них:

  1. Радиационная опасность.
  2. Опасность электромагнитного излучения.
  3. Плохое влияние СВЧ на качество приготовляемых продуктов.
  4. Возможность физического поражения полем СВЧ.
  5. Повышенная опасность поражения электрическим током высокого напряжения.

Радиационное поражение

Согласно этому мифу, все, кто находятся рядом с СВЧ печью, получают радиационное облучение. Более того, даже выключенная печка «лучит» не хуже чернобыльского трактора. Но если верить основам ядерной физики (все проходили ее в школе), радиацией, которую все так боятся и которая действительно представляет опасность, является ионизирующее излучение.

Взгляните на список, в котором перечислены виды электромагнитного излучения, расположенные в порядке убывания их длины волны:

  1. радиоволны — 10 км — 0.1 мм;
  2. инфракрасное излучение — 1 мм — 780 нм;
  3. видимое излучение (свет) — 780 — 380 нм;
  4. ультрафиолетовое излучение — 380 — 10 нм;
  5. рентгеновское излучение — 10 — 5 пм;
  6. жесткое (гамма) излучение — менее 5 пм.

Из всего списка только два последних пункта являются полноценным ионизирующим и частично ионизирующим — третий снизу (УФ свет). А оставлять после себя наведенную радиацию может только гамма-излучение. Длина волны электромагнитного поля микроволновой печи — 12 см. Гораздо логичнее бояться видимого света, излучаемого лампочкой Ильича, ионизирующая способность которой на 3 порядка выше излучения микроволновки. Но, несмотря на очевидное, лампочек не боится никто, микроволновых печей — почти все.

Меняет ли высокочастотное излучение свойства продуктов.

Бытует мнение, что, побывав в микроволновке, продукты меняют свою физическую структуру. Одни связи якобы разрушаются, другие появляются, меняется заряд, полюс, градус, память — все что угодно. После всего этого безобразия полезные продукты питания превращаются в яд.

Микроволновое излучение, как было сказано выше, воздействует на полярные молекулы, которыми являются молекулы воды. На сегодня науке достоверно известно, что вода — аморфное тело и вообще не имеет структуры, если не находится в замерзшем состоянии. Как может эта самая структура измениться, если у аморфного тела ее нет вовсе?

Рождение подобного мифа связано, скорее всего, с понятием «структурированная вода», которое появилось благодаря всевозможным лженаукам типа гомеопатии и «бизнесменам», продающим «заряжающие» подносы для воды и прочие чудеса техники параллельных миров.

Электрическим током

Насколько прибор электробезопасен.

Опасения, будто бы микроволновая печка опасна в плане поражения электрическим током, в принципе, понятны. Для работы магнетрона требуется источник высокого напряжения — порядка 4 кВ. Если добавить к этому еще и мощность современной микроволновки, которая может достигать киловатта, то весь ужас человека, далекого от электрики, становится понятным. Тем не менее этот же человек совершенно спокойно пользуется полуторакиловаттным пылесосом и двухкиловаттной электроплитой.

Вспомните обычный кинескопный телевизор, который служил нам не одно десятилетие и продолжает служить по сей день. Напряжение на ускоряющем аноде его кинескопа достигает 30 кВ. Это почти на порядок выше напряжения на магнетроне. Если вскрыть микроволновку, то можно и под напряжение попасть. Но и в телевизоре ведь задняя крышка всего на четырех винтах! А теперь подумайте: много у вас знакомых, убитых током злого телевизора? Таким образом микроволновая духовка в плане электробезопасности ничем не отличается от любого другого бытового прибора.

Вредно ли излучение микроволновки для организма.

Да, СВЧ вредны для человека. Но ведь масса современных устройств работает на той же частоте: Wi-Fi модем, мобильник, смартфон. Работа с ними считается безопасной. Так вредно микроволновое излучение или невредно? Вредно, но лишь при превышении определенного уровня. Ваш мобильник излучает, но мощность его передатчика невелика. Хоть вы и держите его у самого виска, периодические разговоры по телефону особого вреда здоровью не нанесут. Другое дело — микроволновая печка. Мощность ее «передатчика» достигает тысячи ватт.

Но, во-первых, в отличие от мобильника, излучение магнетрона направлено не во все стороны, а в рабочую камеру. Во-вторых, и это главное, камера, как и ее дверца, имеют специальное покрытие, предотвращающее выход излучения за пределы рабочей области. Конечно, покрытие не задерживает СВЧ на 100%, но этого и не нужно. Вы не держите микроволновку у виска, как телефон, и не пользуетесь ею, часами уткнувшись носом в дверцу. Кроме того, интенсивность СВЧ убывает пропорционально квадрату расстояния.

Что по этому поводу говорят цифры? Открываем медицинские документы, нормирующие максимально допустимое безопасное для человека СВЧ излучение и читаем: не более 10 мкВт/см.кв. Много это или мало? Самое время посмотреть на рисунок ниже:

Зависимость напряженности поля от расстояния до СВЧ печи.

У самой дверцы микроволновой печи напряженность электромагнитного поля достаточно высока — 5 мВт/см.кв. Но уже на дистанции в полметра оно ослабевает на два порядка, а на расстоянии в полтора метра ниже максимально допустимого уровня вдвое. Таким образом, если вы не сидите со включенной микроволновкой буквально в обнимку, а пользуетесь ею не круглые сутки, то за свое здоровье можете не опасаться. Но ведь дверцу можно открыть? Можно, только магнетрон сразу же отключится, поскольку имеет защиту «от дурака». Эта же защита не даст сунуть руку (а кое-кому и голову) в работающий прибор, дабы проверить его исправность «на ощупь».

Как только вы откроете дверцу, автоматика снимет питание с магнетрона.

Таким образом исправная микроволновая печь при соблюдении элементарных правил эксплуатации, подробно описанных в прилагаемой инструкции, абсолютно безопасна для человека.

Принцип работы микроволновой печи: схемы, частота и видео

Как именно работает микроволновая печь? Что заставляет нагреваться еду, воду и другие вещества, в то время как воздух или стекло в микроволновке почти не нагреваются? Как правильно обращаться с микроволновкой, чтобы не испортить ее саму и приготавливаемое блюдо? Ответы на эти вопросы вы найдете в нашей статье!

Принцип работы микроволновки

Правильное полное название микроволновки – печь с токами сверхвысокой частоты (СВЧ). Внутри нее (за приборной панелью) есть специальное устройство для излучения радиоволн – магнетрон, что можно увидеть из схемы:

Когда работает магнетрон, выделяемые им электромагнитные колебания определенной частоты заставляют дипольные молекулы внутри печи колебаться с той же частотой. Самой распространенной в природе дипольной молекулой является молекула воды (в продуктах – еще жиры и сахара). На молекулярном уровне высокая частота колебаний превращается в повышение температуры, поэтому любые продукты с высоким содержанием воды быстро разогреваются. Если же молекул воды внутри продуктов (или материалов) очень мало или нет совсем, нагрев почти не происходит.

Глубина проникновения микроволн небольшая – 2-3 сантиметра, однако поверхность приготовляемого блюда СВЧ-волны пронзают легко, а в глубине они встречают сопротивление молекул воды, поэтому продукт фактически прогревается изнутри.

Любые токопроводящие материалы внутри микроволновки нагреваются. Разная способность проводить ток в нашем случае обозначает разную скорость нагревания.

Чтобы нагрев продуктов происходил равномерно, используется несколько подходов:

  • Диск из жаропрочного стекла в нижней части СВЧ-печи. Он вращается вместе с блюдом, подставляя под излучение магнетрона все его стороны.
  • Микроволны. Они подаются по специальному волноводу (широкой трубке) от магнетрона на вращающийся отражатель, расположенный обычно в верхней части СВЧ-печи. В таких микроволновках можно разогревать неподвижные блюда большого размера и веса.

Еще бывают так называемые инверторные СВЧ-печи. Они отличаются от обычных моделей тем, что магнетрон работает непрерывно, но со снижением потребляемой мощности. Это достигается за счет использования в печи так называемого инвертора (преобразователя постоянного тока в переменный) вместо традиционного трансформатора.

В инверторных печах лучше сохраняются витамины, и меньше разрушается структура поверхности блюда, но принципиальной разницы нет.

Во многих моделях микроволновок магнетрон закрыт специальной полупрозрачной пластинкой. Она прозрачна для СВЧ-лучей, но не позволяет пару, брызгам жира и прочим посторонним веществам попадать внутрь микроволновки через отверстие в экранировании. Не вынимайте эту пластину, а если это требуется для чистки от жира, то после полного высыхания обязательно верните на место.

Всё о чистке микроволновой печи ищите в этой статье: https://sovetexpert.ru/chistka-mikrovolnovoj-pechi.html.

Несмотря на распространенное мнение, СВЧ-излучение не убивает микробы. По крайней мере, научно это не доказано. С другой стороны, комплексное воздействие высокой температуры и микроволн на молекулы воды внутри бактерий и вирусов в течение нескольких минут уменьшает их количество многократно, а с теми, что остались, ваша иммунная система справляется самостоятельно.

Частота работы микроволновки

Большинство магнетронов излучает волны на частоте 2450 МГц (мегагерц, или миллионов колебаний в секунду). Это волны дециметровой длины (длиной в 12,25 см). Некоторые промышленные установки, например в США, работают с частотой 915 МГц. Вынужденные колебания молекул воды не являются резонансными колебаниями, так как для них резонансная частота на порядок выше – 22,24 ГГц (гигагерц, или миллиардов колебаний в секунду).

Бояться вредного излучения от микроволновки не надо. Первый массовый выпуск микроволновок был произведен в Японии фирмой «Sharp» в 1962 г. С тех пор прошло очень много лет, десятки миллионов японцев десятилетиями разогревают еду в СВЧ-печах и при этом средняя продолжительность жизни японцев является предметов зависти всего мира.

На дистанции в полметра от СВЧ-печи воздействие микроволн ослабевает в 100 раз, поэтому при опасении получить облучение достаточно держаться от микроволновки на расстоянии вытянутой руки.

Больше информации о влиянии микроволновой печи на человека вы можете найти тут. Только научные факты!

Как работает гриль в микроволновке?

Гриль позволяет вам жарить продукты в СВЧ-печи с помощью обычного жара, а не микроволн. Именно она делает на блюдах аппетитную корочку, которая при обычной СВЧ-обработке не появляется.

Спираль гриля находится в верхней части печи и бывают двух видов:

  • ТЭНы (теплоэлектронагреватели). ТЭН – это металлическая трубка, внутри которой находится тонкая спираль из сплава никеля и хрома. Через спираль проходит ток, и она нагревается.
  • Кварцевые. Кварцевый гриль – это тоже ТЭН, только вместо металлической трубки – стеклянная оболочка, между спиралью и трубкой – изолирующий кварцевый песок.

Обычные металлические ТЭНы часто можно регулировать – перемещать к задней стенке или опускать, зато стеклянную поверхность кварцевого гриля легче чистить (жир и нагар не въедается в стекло так, как в металл).

Бывают конструкции СВЧ-печей с грилем и конвекцией. Конвекция – это просто обдув горячим воздухом вашего блюда во время приготовления. Для такого обдува в микроволновке устанавливают вентилятор, сдувающий разогретый воздух от спирали гриля в сторону блюда.

Большинство моделей микроволновок позволяют одновременно использовать и ТЭН, и СВЧ. Однако имейте в виду, что такая комбинация может сильно нагревать розетку и провода в вашем помещении.

Читайте в следующей статье о принципах выбора микроволновой печи под свои запросы: https://sovetexpert.ru/kakuyu-kupit-mikrovolnovku.html.

Инструкция по работе с микроволновой печью

Чтобы правильно обращаться со своей микроволновой, нужно внимательно подходить ко всем пунктам – начиная с выбора посуды и заканчивая правильным выключением после применения.

Какую посуду использовать?

Лучший материал для разогрева в микроволновке – жаропрочная стеклянная посуда. Также хорошо подходят фарфор и другие керамические изделия, бумага (картон). Сквозь них микроволны проходят очень легко и почти не нагревают их. А вот от посуды из следующих материалов надо отказаться:

  • Пластика. Хорошо пропускает СВЧ-излучение, но из-за токсичных компонентов при изготовлении (например, пенополистирол) может представлять опасность для вашего здоровья.
  • Металла. Они проводят электрический ток, не пропуская микроволны. Так что приготовить или просто разогреть блюдо в алюминиевой кастрюле или чугунном горшке не получится. Металл просто не пропустит электромагнитные волны к продуктам, и они останутся холодными. Сам металл при этом, конечно, нагреется, и от его тепла могут нагреться и продукты. Но это может привести к поломке СВЧ-печи, да и ждать приготовления блюда придется долго. Инструкцию по ремонту микроволновых печей читайте тут.

Некоторые материалы могут содержать металлы, и об этом заранее бывает трудно догадаться. Например, это хрусталь. Так стоит внимательно на ярлыке прочитать, какие материалы использовались при производстве конкретной посуды.

  • Меламина. Это легкий и красивый материал для посуды, похожий на фарфор, но его нельзя ставить в СВЧ-печь. Дело в том, что при нагреве он выделяет токсины, опасные для вашего здоровья.

Что касается формы посуды, то она может быть любой, но не с узким горлом, поскольку при использовании для разогрева в микроволновке она может быть опасной. Дело в том, что некоторые жидкости нагреваются до температуры кипения, но бурного перемешивания внутри объема при этом не происходит. А вот когда вы достанете такой кувшин или колбу из СВЧ-печи, жидкость мгновенно взбурлит, кипящая пена выльется из емкости, и можно получить ожог. Например, так ведут себя при некоторых условиях дистиллированная вода и некоторые очищенные масла растительного происхождения.

Рекомендуем прочесть статью о том, какая посуда подойдет для микроволновки.

Правильное обращение с продуктами

Изначально стоит точно определить, что нельзя размораживать в микроволновке:

  • Сливочное масло. Если его положить в микроволновку и оставить надолго, оно не просто растает, а еще и вскипит, испачкав всю печь изнутри. Так происходит потому, что внутри масла есть не только собственно масло, но и вода. Она вскипает при 100 градусах, а масло примерно при 120. Так что вода может перейти в пар еще до таяния масла, и водяной пар разнесет масло по всей печке.

Примерно то же самое может происходить с другими продуктами, которые иногда нужно растопить, например, с шоколадом, поэтому это лучше делать не в микроволновке, а на пару.

  • Продукты с плотной оболочкой. Например, это яйца, помидоры, цельная печень птицы. При нагреве некоторая часть воды не просто постепенно нагревается, а сразу превращается в пар. Если греть продукты долго, то еще больше пара образуется от прямого нагрева. Этому пару некуда выйти, поэтому давление внутри емкости растет и приводит к взрыву.
  • Герметично закрытую посуду. Например, консервы и бутылки. Причина та же, что и в предыдущих пунктах – высока вероятность взрыва.

Далее во внимание стоит принять советы, как правильно обращаться с продуктами при разогреве или готовке в микроволновке:

  • Сосиски, плотно упакованные в оболочку, перед СВЧ-разогревом обязательно нужно проткнуть вилкой, чтобы создать отверстия для выхода пара, иначе он разворотит сосиски изнутри.
  • В яйцах и другие продуктах нужно разрушить все внешние и внутренние оболочки, например, сделать омлет или разрезать печень.
  • Для варки яиц и других продуктов в микроволновке используются специальные кастрюльки с экранированием. В нее наливается вода, она-то и греется от СВЧ-волн, а до яиц электромагнитное излучение не доходит – их закрывает экран.
  • Если в микроволновку ставится небольшое по объему блюдо, следует добавить к нему обычный стакан с водой. Так вы избежите перегрева магнетрона.
  • Любые жидкие блюда в микроволновке лучше посолить заранее, а не после приготовления. Так вы сэкономите время и электроэнергию. Дело в том, что дистиллированная (несоленая) вода в микроволновке греется и закипает, но дольше, чем обычная вода.
  • Очень сильно замороженный продукт (мясо, например) будет размораживаться в микроволновке довольно долго, и включать СВЧ-печь при этом нужно на минимальную мощность. Причина в том, что молекулы льда – не молекулы воды, СВЧ-волны не расшатывают их так интенсивно. Кроме того, молекулы льда образуют достаточно жесткую структуру и их не так легко «раскачать», как молекулы воды.

Сухой хлеб часто рекомендуют «размягчить» в микроволновке, но он может загореться при длительном воздействии и максимальной мощности СВЧ-излучения. Это же может произойти даже с попкорном, рассчитанным на приготовление именно в микроволновке. Следовательно, когда в микроволновую печь помещаются такие продукты, нужно быть бдительным.

Правила включения/выключения

Нельзя включать пустую микроволновку, тем более на полную мощность:

  1. Внутри печи все стенки (и даже дверца) являются специальным металлизированным экраном, отражающим микроволны обратно внутрь микроволновки. Единственное место, где нет экрана – отверстие для выхода электромагнитных волн из магнетрона.
  2. Когда на поддоне находятся продукты, микроволны расходуют свою энергию на нагрев этих продуктов. Если же энергию впитывать нечему, СВЧ-излучение отражается от стенок экранирующих поверхностей, при этом плотность волн возрастает все больше.
  3. СВЧ-излучение попадает обратно в магнетрон, и если он состоит из металла, то просто перегреется и может выйти из строя.

Считается, что после разогрева блюда в СВЧ-печи лучше дать ему постоять 3-5 минут. Тогда успевают нейтрализоваться так называемые «свободные радикалы», то есть части молекул, распавшихся на части под воздействием микроволн.

Видео: Как работает микроволновка?

Все вышесказанное о принципе работы устройства хорошо иллюстрируется в следующем видео:

После прочтения нашей статьи вы стали намного лучше разбираться в принципе работы СВЧ-печи. Теперь вы знаете, что она может делать лучше обычной духовки и электроплитки, а что не может, и какие действия вообще недопустимы при работе с микроволновкой.

Что такое резонаторный магнетрон? (с изображением)

Магнетрон с резонатором — это разновидность вакуумной лампы, которая генерирует микроволны, то есть коротковолновые радиоволны. Потоки электронов управляются магнитными полями, вызывая излучение микроволн. Первый магнетрон с резонатором был разработан двумя британскими физиками в 1940 году и привел к разработке портативных радаров. Сегодня эти устройства все еще используются в радиолокационном оборудовании и в качестве генератора электромагнитных волн, которые каждая микроволновая печь использует для приготовления пищи.

Катод установлен в центре полого анода цилиндрической формы. Центральная полость, которая также имеет форму цилиндра, соединена с дополнительными меньшими полостями во внешней стенке цилиндра, и на обоих концах установлен большой магнит.Магнитные поля заставляют электроны вращаться по спирали вокруг катода, когда они движутся к аноду, а не движутся по прямой линии. Взаимодействие электронного потока с магнитным полем вызывает электрическое резонансное поле внутри полостей на внешней стенке цилиндра, которое излучает микроволны. Магнетрон с резонатором может быть сконструирован таким образом, чтобы излучать микроволны желаемой частоты.

Разработка магнетрона с резонатором была одним из важнейших технологических достижений 20-го века.Его реализация позволила установить переносные радиолокационные станции на корабли и самолеты, а также сделать наземные радиолокаторы гораздо более эффективными и эффективными. Эта улучшенная радарная технология широко известна как дала союзникам значительное преимущество над державами Оси в этой области во время Второй мировой войны.

В 2011 году резонаторные магнетроны по-прежнему широко используются в радиолокационных системах, хотя их начинают вытеснять новые технологии с использованием альтернативных передатчиков.Это связано с тем, что сама природа осциллирующих электрических полей, излучающих микроволны, затрудняет их настройку на точные узкие полосы частот, а также с другими соображениями, такими как близость человека к мощному электромагнитному излучению, когда эти системы установлен на самолетах и ​​военно-морских судах. Существующие радиолокационные системы обычно не заменяются или не модернизируются, и по этой причине резонаторные магнетроны будут продолжать использоваться в радиолокационном оборудовании в течение многих лет или даже десятилетий.

В микроволновых печах

используются резонаторные магнетроны, хотя они намного меньше и менее мощны, чем те, которые используются в радиолокационном оборудовании.В микроволновой печи микроволны направляются в емкость для готовки и распределяются диффузором, что помогает продуктам готовиться более равномерно. В большинстве микроволновых печей используется магнетрон с резонатором, который излучает максимум 2500 Вт или около того в случае больших коммерческих моделей, в то время как очень мощные магнетроны с резонатором, используемые для приложений радаров, могут производить миллионы ватт.

Среда, в которой работает магнетрон.Устройство магнетрона СВЧ. Что такое СВЧ магнетрон

Основная деталь в любой микроволновой печи — это магнетрон. Магнетрон — это специальная вакуумная лампа, излучающая микроволновое излучение. Микроволновое излучение очень интересно влияет на обычную воду, которая содержится в любой пище.

При воздействии электромагнитных волн 2,45 ГГц молекулы воды начинают вибрировать. В результате этих колебаний возникает трение. Да, нормальное трение между молекулами.Тепло создается за счет трения. Затем он нагревает пищу изнутри. Вот так вкратце можно объяснить принцип работы микроволновки.

СВЧ дизайн.

Конструктивно микроволновая печь представляет собой металлическую камеру, в которой готовится пища. Камера оборудована дверцей, предотвращающей выход излучения. Для равномерного разогрева пищи внутри камеры установлен вращающийся стол, приводимый в движение мотор-редуктором (мотором), обозначаемый сокращенно Тл.T.Motor (Мотор поворотной платформы ).

Микроволновое излучение генерируется магнетроном и подается в камеру через прямоугольный волновод. Вентилятор служит для охлаждения магнетрона во время работы. F.M ( Двигатель вентилятора ), который прогоняет холодный воздух через магнетрон. Затем нагретый от магнетрона воздух направляется по воздуховоду в камеру и также используется для нагрева пищи. Часть нагретого воздуха и водяного пара выводится наружу через специальные неизлучающие отверстия.

В некоторых моделях микроволновых печей для формирования равномерного нагрева пищи используется диссектор, который устанавливается в верхней части микроволновой камеры. Внешне диссектор напоминает вентилятор, но он предназначен для создания в камере определенного типа СВЧ-волны, чтобы происходил равномерный нагрев пищи.

Электросхема СВЧ.

Рассмотрим упрощенную электрическую схему обычной СВЧ (кликните для увеличения).

Как видите, схема состоит из управляющей части и исполнительной части.Управляющая часть, как правило, состоит из микроконтроллера, дисплея, кнопочной или сенсорной панели, электромагнитных реле и зуммера. Это «мозги» микроволновки. На схеме все это изображено отдельной платой с надписью Power and Control Curcuit Board … Небольшой понижающий трансформатор используется для питания управляющей части СВЧ. На схеме он обозначен как трансформатор низкого напряжения (показана только первичная обмотка).

Микроконтроллер управляет электромагнитными реле через буферные элементы (транзисторы): RELAY1 , RELAY2 , RELAY3 … Включают / выключают исполнительные элементы СВЧ в соответствии с заданным алгоритмом работы.

Приводы и схемы: магнетрон (магнетрон), ступенчатый мотор-редуктор TTMotor (двигатель поворотного стола), охлаждающий вентилятор FM ( Fan Motor ), нагревательный элемент гриля ( Grill нагреватель ), подсветка OL ( Oven lamp ). ).

Особо отметим исполнительную схему — генератор СВЧ излучения.

Эта схема начинается с трансформатора высокого напряжения ( H.В.Трансформатор ). Он самый полезный в микроволновке. Собственно, в этом нет ничего удивительного, ведь через него нужно прокачать мощность 1500 — 2000 Вт (1,5 — 2 кВт), необходимую для магнетрона. Выходная (полезная) мощность магнетрона 500 — 850 Вт.

На первичную обмотку трансформатора подается переменное напряжение 220В. Переменное напряжение нагрева 3,15В снимается с одной из вторичных обмоток. Он подается на филаментную обмотку магнетрона.Обмотка накала необходима для генерации (эмиссии) электронов. Стоит отметить, что ток, потребляемый этой обмоткой, может достигать 10А.

Другая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а также цепь удвоения напряжения на высоковольтном конденсаторе ( Конденсатор ВН ) и диод ( HV Diode ) создает постоянное давление в 4кВ для питания анода магнетрона. Анодный ток небольшой и составляет где-то около 300 мА (0.3А).

В результате электроны, испускаемые обмоткой накала, начинают двигаться в вакууме.

Особая траектория движения электронов внутри магнетрона создает микроволновое излучение, необходимое нам для нагрева пищи. Микроволновое излучение выводится из магнетрона с помощью антенны и попадает в камеру через участок прямоугольного волновода.

Вот такая простая, но очень навороченная схема своего рода СВЧ-обогреватель. Не забывайте, что сама камера СВЧ является элементом этого СВЧ обогревателя, так как по сути является резонатором, в котором возникает электромагнитное излучение.

Кроме этих элементов, в схеме СВЧ имеется множество защитных элементов (см. Термовыключатели КСД и аналоги). Например, термовыключатель регулирует температуру магнетрона. Его номинальная температура во время работы находится где-то между 80 0 — 100 0 C. Этот термовыключатель прикреплен к магнетрону. По умолчанию на упрощенной схеме он не отображается.

Другие защитные термовыключатели обозначены на схеме как ТЕПЛОВОЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕЧИ (установлен на воздуховоде), ГРИЛЬНЫЙ ТЕПЛОВОЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ (контролирует температуру гриля).

В случае нештатной ситуации и перегрева магнетрона термовыключатель размыкает цепь, и магнетрон перестает работать. При этом термовыключатель подбирается с небольшим запасом — на температуру отключения 120 — 145 0 С.

Очень важными элементами микроволновой печи являются три переключателя, встроенные в правый конец камеры микроволновой печи. Когда передняя дверь закрыта, два переключателя замыкают свои контакты (ПЕРВИЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ , — главный выключатель, ВТОРИЧНЫЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ, — вторичный выключатель).Третий — ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ МОНИТОРА (контрольный выключатель) — размыкает свои контакты при закрытии двери.

Отказ хотя бы одного из этих переключателей приводит к неработоспособности СВЧ и предохранителя (Fuse).

Для уменьшения помех, которые попадают в электросеть при работе микроволновой печи, есть силовой фильтр — NOISE FILTER .

Дополнительные элементы СВЧ.

Помимо основных конструктивных элементов микроволновка может быть укомплектована решеткой и конвектором.Гриль может быть выполнен в виде нагревательного элемента (ТЭН «а») или инфракрасных кварцевых ламп. Эти СВЧ элементы очень надежны и редко выходят из строя.

Нагревательные элементы гриля: металлокерамический (слева) и инфракрасный (справа).

Инфракрасный обогреватель состоит из 2-х инфракрасных кварцевых ламп, соединенных последовательно на 115 В (500 — 600 Вт).

В отличие от микроволнового нагрева, который происходит изнутри, гриль создает тепловое излучение, которое нагревает пищу снаружи внутрь.Гриль разогревает пищу медленнее, но без этого жареную курицу приготовить не получится.

Конвектор — это не что иное, как вентилятор внутри камеры, который работает в паре с нагревателем (ТЭН Ом). Вращение вентилятора обеспечивает циркуляцию горячего воздуха в камере, что способствует равномерному нагреву пищи.

О предохранительном диоде, высоковольтном конденсаторе и диоде.

Элементы в цепи питания магнетрона обладают интересными свойствами, которые необходимо учитывать при ремонте СВЧ.

Для желающих более подробно разобраться в устройстве микроволновых печей подготовлен архив с инструкциями по обслуживанию микроволновых печей (Daewoo, SANYO, Samsung, LG). В инструкции есть принципиальные схемы, схемы разборки, рекомендации по проверке элементов, список комплектующих.

Микроволновые печи (микроволновые печи)

давно стали самым распространенным бытовым прибором, с помощью которого можно очень быстро разморозить продукты, разогреть уже приготовленную пищу или приготовить блюдо по оригинальному рецепту и даже продезинфицировать безметалловые кухонные губки и тряпки.

Наличие удобного интуитивно понятного интерфейса, а также многоуровневая защита позволяют справиться с управлением таким сложным и высокотехнологичным прибором, как микроволновая печь, даже ребенку. Некоторые блюда можно быстро и легко приготовить с помощью встроенных программ. А возможные неисправности легко устранить, сделав.

Нагрев изделий, помещенных в микроволновую камеру, происходит за счет воздействия на них мощного электромагнитного излучения дециметрового диапазона.В бытовой технике частота составляет 2450 МГц. Радиоволны такой высокой частоты проникают глубоко в пищу и воздействуют на полярные молекулы (в основном вода в пище), заставляя их постоянно смещаться и выстраиваться вдоль силовых линий электромагнитного поля.

Этот механизм повышает температуру продуктов, причем нагрев идет не только снаружи, но и на ту глубину, на которую проникают радиоволны. В бытовых микроволновых печах волны проникают на глубину 2,5–3 см, они нагревают воду, а та, в свою очередь, весь объем пищи.

Устройство магнетрона — основной компонент

Радиоволны с частотой 2450 МГц генерируются специальным устройством — магнетроном , представляющим собой электрический вакуумный диод. Он имеет массивный цилиндрический медный анод круглой формы в поперечном сечении, разделенный на 10 секторов с такими же медными стенками.

В центре этой конструкции находится стержневой катод, внутри которого находится нить накала. Катод используется для испускания электронов. На концах магнетрона расположены мощные кольцевые магниты, которые создают внутри магнетрона магнитное поле, необходимое для генерации микроволнового излучения.

Напряжение 4000 вольт подается на анод и 3 вольт на нить накала. Происходит интенсивная эмиссия электронов, которые улавливаются сильным электрическим полем. Геометрия камер резонатора и анодное напряжение определяют генерируемую частоту магнетрона.

Энергия снимается с помощью проволочной петли, соединенной с катодом, и выводится на излучатель-антенну. Из антенны микроволновое излучение попадает в волновод, а из него в микроволновую камеру.Типичная выходная мощность магнетронов, используемых в бытовых микроволновых печах, составляет 800 Вт.

Если для приготовления пищи требуется меньшая мощность, это достигается включением магнетрона на определенное время с последующей паузой.

Чтобы получить мощность 400 Вт (или 50% выходной мощности), вы можете включить магнетрон на 5 секунд с интервалом 10 секунд и выключить его на 5 секунд. В науке это называется с широтно-импульсной модуляцией .

Магнетрон при работе выделяет большое количество тепла, поэтому его корпус помещен в пластинчатый радиатор, который во время работы всегда должен обдуваться воздушным потоком от вентилятора, встроенного в микроволновую печь.При перегреве очень часто выходит из строя магнетрон, поэтому он снабжен защитой — тепловым предохранителем.

Термопредохранитель и зачем он нужен

Для защиты магнетрона от перегрева, а также гриля, которым оснащены некоторые модели микроволновых печей, используются специальные устройства, называемые плавким предохранителем или тепловым реле … Они доступны в различных указанных температурных режимах. на их теле.

Принцип действия теплового реле очень прост.Его алюминиевый корпус прикреплен к месту, где требуется контроль температуры. Это обеспечивает надежный тепловой контакт. Внутри термопредохранителя находится биметаллическая пластина с настройкой на определенную температуру.

При превышении температурного порога пластина изгибается и приводит в действие толкатель, который открывает пластины контактной группы. Электропитание микроволновой печи прервано. После охлаждения геометрия биметаллической пластины восстанавливается и контакты замыкаются.

Назначение вентиляторов СВЧ

Вентилятор — неотъемлемая часть любой микроволновой печи, без которой ее работа была бы невозможна. Выполняет ряд важных функций:

  • Сначала вентилятор обдувает основную деталь микроволновой печи — магнетрон, обеспечивая ее нормальную работу.
  • Во-вторых, другие компоненты электронной схемы также выделяют тепло и требуют вентиляции.
  • В-третьих, некоторые микроволновые печи оснащены решеткой с вентилируемым и защищенным термостатом.
  • Наконец, пища, готовящаяся в камере, также выделяет много тепла и водяного пара. Вентилятор создает в камере небольшое избыточное давление, в результате чего воздух из камеры вместе с нагретым водяным паром выходит наружу через специальные вентиляционные отверстия.

В микроволновой печи от одного вентилятора, который расположен в задней части корпуса и всасывает воздух извне, организована система вентиляции с помощью воздуховодов, направляющих поток воздуха к пластинам магнетрона, а затем в камеру.Двигатель вентилятора — простой однофазный переменного тока.

Микроволновая защита и система блокировки

Любая микроволновая печь имеет внутри мощное радиоизлучающее устройство — магнетрон. Микроволновое излучение такой мощности может нанести непоправимый вред здоровью человека и всех живых существ, поэтому необходимо принять ряд защитных мер.

Микроволновая печь имеет полностью экранированную металлическую варочную камеру , которая дополнительно защищена снаружи металлическим кожухом, не пропускающим высокочастотное излучение наружу.

Прозрачное стекло в двери имеет экран из металлической сетки с мелкой сеткой, которая не пропускает внешнее излучение с частотой 2450 Гц и длиной волны 12,2 см, генерируемое магнетроном.

Вопрос экономии энергоресурсов всегда был актуален. Одним из видов осветительных приборов, которые значительно помогут снизить потребление электроэнергии в быту, являются. Чтобы сделать лучший выбор, нужно просто разобраться в преимуществах и недостатках каждого вида таких ламп.

Двойные переключатели благодаря своим характеристикам широко используются в домашних условиях. Как правильно подключить такие выключатели и что нужно знать, чтобы не допустить ошибок в этом случае, читайте в статье

Дверца микроволновой печи плотно прилегает к шкафу , и очень важно, чтобы этот зазор сохранял свои геометрические размеры. Расстояние между металлическим корпусом камеры и специальным пазом в дверце должно составлять четверть длины волны СВЧ-излучения: 12.2 см / 4 = 3,05 см.

В этом зазоре образуется стоячая электромагнитная волна, имеющая нулевое значение амплитуды именно в той точке, где дверь примыкает к телу, поэтому волна не распространяется наружу. Таким элегантным способом проблема защиты от микроволнового излучения решается с помощью самих микроволновых волн. Этот способ защиты в науке называется СВЧ-дросселем.

Для предотвращения включения СВЧ печи при открытой камере имеется система микровыключателей, контролирующих положение дверцы.Обычно таких переключателей не менее трех: один выключает магнетрон, другой включает лампу подсветки даже при неработающем магнетроне, а третий служит для «информирования» блока управления о положении двери.

Микровыключатели расположены и настроены таким образом, что они работают только тогда, когда микроволновая печь закрыта.

Микровыключатели на двери также часто называют концевыми выключателями.

Блок управления — мозг прибора

Любая микроволновая печь имеет блок управления и выполняет две основные функции:

  • Поддержание установленной мощности микроволн.
  • Выключение духового шкафа по истечении установленного времени работы.

На старых моделях электропечей блок управления был представлен двумя электромеханическими переключателями, один из которых просто устанавливал мощность, а другой — период времени. С развитием цифровых технологий управление электронными компонентами, а теперь и микропроцессорное, которое помимо выполнения двух основных функций может включать в себя еще множество необходимых и ненужных служебных.

  • Встроенные часы, которые непременно могут пригодиться.
  • Индикация уровня мощности.
  • Изменение уровня мощности с помощью клавиатуры (кнопочной или сенсорной).
  • Приготовление или размораживание продуктов с помощью специальных программ, «Зашитых» в память блока управления. При этом учитывается вес, а необходимую мощность духовка подберет сама.
  • Сигнал об окончании программы выбранной звуковой дорожкой.

Кроме того, современные модели имеют верхнюю и нижнюю решетки, функцию конвекции, которые также «контролируются» блоком управления.

Блок управления имеет собственный источник питания, обеспечивающий работу блока как в дежурном, так и в рабочем режимах. Важным элементом является релейный блок, коммутирующий по командам цепей питания магнетрона и гриля, а также цепей вентилятора, встроенной лампы и конвектора. Блок управления шлейфом соединен с клавиатурой и панелью дисплея.

Развлекательный видеоролик с рассказом о принципе работы микроволновых печей

Посмотрите, как легко объяснить, почему это удивительное устройство работает.

Магнетроны — это электронные устройства, в которых колебания сверхвысокой частоты генерируются путем модуляции потока электронов. Магнитное и электрическое поля в нем действуют с большой силой. Наиболее распространенная модификация магнетрона — многорезонаторная.

Магнетрон впервые был создан в Америке в 1921 году. Эксперименты с ним продолжались с течением времени. В результате появилось много типов магнетронов, которые используются в радиоэлектронике. В 1960 году устройства начали использовать в микроволновых печах для домашнего использования.Реже встречаются клистроны, платинотроны, в основе которых лежит тот же принцип действия.

Устройство и принцип работы

1 — Анод
2 — Катод
3 — Нагрев
4 — Резонансный резонатор
5 — Антенна

Магнетроны резонансного типа состоят из:

  • Анодный блок .. Это толстостенный металлический цилиндр с полостями в стенках. Эти полости представляют собой полые резонаторы, которые создают колеблющуюся кольцевую систему.
  • Катод … Имеет цилиндрическую форму. Внутри него находится обогреватель.
  • Внешние электромагниты или постоянные магниты … Они создают магнитное поле, параллельное оси инструмента.
  • Проволочная петля … Он используется для вывода сверхвысоких частот и закреплен в резонаторе.

Резонаторы создают систему кольцевых колебаний. Рядом с ними пучки электронов воздействуют на электромагнитные волны. Поскольку эта система сделана замкнутой, она способна возбуждаться только на определенных частотах колебаний.Если вы находитесь рядом с рабочей частотой других частот, происходит скачкообразная перестройка частоты и нарушается стабильность работы устройства.

Для устранения таких негативных эффектов магнетроны с одинаковыми резонаторами комплектуются разными жгутами или используются магнетроны с разными размерами резонаторов.

Магнетроны делятся по типу резонаторов:

  • Лопаточные.
  • Щелевое отверстие.
  • Прорезной.

Магнетроны используют движение электронов в перпендикулярных магнитных и электрических полях, создаваемых в кольцевом зазоре между анодом и катодом.Между ними приложено напряжение (анодное напряжение), которое образует радиальное электрическое поле. Под действием этого поля электроны вытягиваются из нагретого катода и устремляются к аноду.

Анодный блок расположен между полюсами магнита, который формирует магнитное поле, направленное вдоль оси магнетрона. Магнитное поле действует на электрон и отклоняет его по спирали. В зазоре между анодом и катодом создается вращающееся облако, похожее на колесо со спицами.Электроны возбуждают высокочастотные колебания в объемных резонаторах.

По отдельности каждый резонатор представляет собой колебательную систему. Магнитное поле сосредоточено внутри резонатора, а электрическое поле сосредоточено в щелях. Энергия выводится из магнетрона с помощью индуктивного контура. Он расположен в соседних резонаторах. Электричество подключается к нагрузке коаксиальным кабелем.

Нагрев токами высокой частоты осуществляется в волноводах различного сечения или в объемных резонаторах.Также нагрев может производиться электромагнитными волнами.

Устройства работают от выпрямленного тока по простой схеме выпрямления. Устройства малой мощности могут работать на переменном токе. Рабочая частота тока магнетрона может достигать 100 ГГц при мощности до нескольких десятков киловатт в постоянном режиме и до 5 мегаватт в импульсном режиме.

Конструкция магнетрона довольно проста. Стоимость его невысока. Следовательно, такие качества в сочетании с повышенной эффективностью нагрева и разнообразным использованием токов высокой частоты открывают большие возможности для использования в различных сферах жизни.

Основные типы магнетронов
  • Многополостные устройства … Они содержат анодные блоки с несколькими резонаторами. Блоки состоят из резонаторов разного типа. В диапазоне длин волн 10 см магнетрон имеет КПД 30%. Высокочастотное излучение выходит сбоку в щель резонатора.
  • Инвертированные устройства … Они бывают двух версий: коаксиальной и обычной. Эти магнетроны способны передавать высокочастотные импульсы длительностью 700 наносекунд с энергией 250 джоулей.Коаксиальная форма магнетрона содержит стабилизирующий резонатор. Он имеет отверстия во внешней стенке, а также ферритовые стержни с намагничивающими катушками.
Область применения магнетронов
  • В радиолокационных устройствах антенна подключена к волноводу. По сути, это щелевой волновод или конический рупор с параболическим отражателем (тарелкой). Магнетрон управляется короткими мощными импульсами напряжения. В результате формируется короткий энергетический импульс с короткой длиной волны.Небольшая часть этой энергии возвращается в антенну и волновод, а затем в чувствительный приемник. Сигнал обрабатывается и поступает на электронно-лучевую трубку на экране радара.
  • В бытовых микроволновых печах волновод имеет отверстие, которое не препятствует проникновению радиоволн в рабочую камеру. Важным условием работы микроволновки является условие, чтобы во время работы духовки в камере были какие-либо продукты. В этом случае микроволны поглощаются пищей и не возвращаются в волновод.Стоячие волны в микроволновой печи могут вызвать искры. При длительном горении дуги магнетрон может выйти из строя. Если продуктов для приготовления в микроволновке мало, то лучше дополнительно поставить в камеру стакан с водой для лучшего поглощения волн.

1 — Магнетрон
2 — Высоковольтный конденсатор
3 — Высоковольтный диод
4 — Защита
5 — Высоковольтный трансформатор

  • В радиолокационных станциях Используются коаксиальные магнетроны с быстрым изменением частоты.Это дает возможность расширить тактико-технические характеристики локаторов.
Выбор и покупка магнетрона

Для того, чтобы приобрести себе магнетрон, необходимо изучить и разобраться в маркировке, узнать, какие бывают их типы и их параметры.

Магнетрон 2М 213 имеет наименьшую мощность. Его мощность составляет 700 Вт при нагрузке и 600 Вт при номинальной.

Устройства средней мощности в основном производятся на 1000 Вт.Марка такого магнетрона — 2М 214.

Наибольшая мощность магнетрона у модели 2М 246.

У них показатель мощности 1150 Вт. Перед покупкой необходимо сравнить цену магнетрона со стоимостью всей печи, и не забыть о стоимости ремонтных работ. Не исключено, что в ремонте смысла не будет.

Могу ли я заменить магнетрон?

На разные модели микроволновых печей можно установить магнетрон других производителей.Главное, чтобы он подходил по емкости, на данный момент купить его в розничной сети не проблема. Исключение составляют модели, которые уже сняты с производства.

Однако, даже если вы разобрались с СВЧ-устройством, заменять детали в домашних условиях не рекомендуется, так как это должны делать квалифицированные специалисты, которые могут обеспечить безопасную работу устройства. К тому же сделать это самому будет довольно проблематично.

Микроволновая печь

Пища содержит воду, которая состоит из заряженных частиц.Еда в микроволновой печи нагревается под воздействием высокочастотных волн. Молекулы воды действуют как диполь, поскольку проводят волны электрического поля.

Магнетрон — э-э это генератор вакуумного СВЧ-устройства, в котором формирование электронного потока и его взаимодействие с СВЧ-полем происходит в пространстве, где постоянные электрические и магнитные поля взаимно перпендикулярны. Магнетрон преобразует энергию источника питания в микроволновую энергию.

Простейший магнетрон (см. Рисунок 27) представляет собой цилиндрический диод, внутри которого коаксиально расположены внешний анод 1 и катод 2.Полые резонаторы 3 равномерно размещены в толстостенном медном цилиндре анода, соединенном с зазором 4 катод-анод, называемым пространством взаимодействия. Резонаторы и пространство взаимодействия образуют систему кольцевых резонаторов (КС).

Рис. 27. Конструкция магнетрона.

1 — анод, 2 — катод, 3 — резонаторы, 4 — пространство взаимодействия, 5 — выход СВЧ энергии.

Резонаторная система принимает поток электронов, движущихся от катода к аноду, и одновременно отводит тепло.В резонаторной системе существует несколько частот, на которых по длине резонатора умещается целое число стоячих волн от 1 до n / 2 (n — количество резонаторов). На определенной резонансной частоте возникают микроволновые колебания.

В резонаторе на электроны, движущиеся от катода к аноду, действуют три поля: постоянное электрическое поле, передающее кинетическую энергию электронам, постоянное магнитное поле, изменяющее их траекторию, и микроволновое поле, которое возникает в резонаторах и проникает через щели в катодно-анодный промежуток.В этом случае часть электронов, которые замедляются полем, отдают энергию, поддерживая колебания в резонаторе. В магнетроне процессы формирования, управления и преобразования энергии электронного потока происходят в одном пространстве взаимодействия, что затрудняет анализ работы этого устройства.

На рис. 28 показана структура ВЧ электрического поля в пространстве взаимодействия около одного резонатора (а) и вокруг всего анодного блока. Вектор напряженности поля можно разложить на радиальную и тангенциальную составляющие.В этом случае в пространстве взаимодействия возникает стоячая волна определенной частоты, а резонаторный блок является тормозящей системой.

Если средняя составляющая скорости электронов равна фазовой скорости микроволновой волны вдоль резонансной системы (условие синхронизма), то микроволновое поле группирует электроны, замедляя их и забирая энергию, полученную от статического электрического поля. Траектория электрона в пространстве взаимодействия показана на рис.29.

Три электрона (A, B и C) расположены в разных точках замедляющего ВЧ поля в пространстве взаимодействия и имеют разные скорости. Электрон А будет ускоряться радиальной составляющей ВЧ поля, а электрон В будет замедляться. В результате оба они с разных сторон приблизятся к электрону B, находящемуся в плоскости, где радиальная составляющая электрического поля равна нулю. Таким образом, электроны группируются по скоростям, а энергия электронного пучка отбирается тангенциальной составляющей поля, что приводит к образованию в магнетроне электронных пучков, движущихся от катода к аноду.Количество таких лучей составляет половину количества резонаторов. На рис. 30 показывает огибающую этих лучей в фиксированное время (траектории конкретных электронов показаны сплошными линиями).

Весь объемный заряд электронных пучков вращается вокруг катода синхронно с изменением ВЧ электрического поля. В моменты времени, когда электронные пучки подходят к щелям резонатора, поле в них оказывается тормозящим, забирая энергию у электронов.В результате потенциальная энергия электронного потока, которую он получает от источника постоянного анодного напряжения, преобразуется в энергию электромагнитных колебаний, генерируемых магнетроном.

В зависимости от режима работы различают импульсные и непрерывные магнетроны. Эффективность d. магнетроны достигают 95%, рабочая частота от 0,5 до 100 ГГц, длительность импульсов колебаний 0,02-100 мкс, мощность устройства от нескольких Вт до десятков МВт.

Различные варианты конструкции магнетронов и резонаторных систем показаны на рисунках 31-32.

Рис. 31 Резонаторные системы магнетрона.

Рис.32 Конструкции магнетронов

Микроволновые печи (микроволновые печи)

давно стали самым распространенным бытовым прибором, с помощью которого можно очень быстро разморозить продукты, разогреть уже приготовленную пищу или приготовить блюдо по оригинальному рецепту и даже продезинфицировать безметалловые кухонные губки и тряпки.

Наличие удобного интуитивно понятного интерфейса, а также многоуровневая защита позволяют справиться с управлением таким сложным и высокотехнологичным прибором, как микроволновая печь, даже ребенку. Некоторые блюда можно быстро и легко приготовить с помощью встроенных программ. И возможные неисправности можно устранить, сделав.

Нагрев изделий, помещенных в микроволновую камеру, происходит за счет воздействия на них мощного электромагнитного излучения дециметрового диапазона.В бытовой технике частота составляет 2450 МГц. Радиоволны такой высокой частоты проникают глубоко в пищу и воздействуют на полярные молекулы (в основном вода в пище), заставляя их постоянно смещаться и выстраиваться вдоль силовых линий электромагнитного поля.

Этот механизм повышает температуру продуктов, причем нагрев идет не только снаружи, но и на ту глубину, на которую проникают радиоволны. В бытовых микроволновых печах волны проникают на глубину 2,5–3 см, они нагревают воду, а та, в свою очередь, весь объем пищи.

Устройство магнетрона — основной компонент

Радиоволны с частотой 2450 МГц генерируются специальным устройством — магнетроном , представляющим собой электрический вакуумный диод. Он имеет массивный цилиндрический медный анод круглой формы в поперечном сечении, разделенный на 10 секторов с такими же медными стенками.

В центре этой конструкции находится стержневой катод, внутри которого находится нить накала. Катод используется для испускания электронов. На концах магнетрона расположены мощные кольцевые магниты, которые создают внутри магнетрона магнитное поле, необходимое для генерации микроволнового излучения.

Напряжение 4000 вольт подается на анод и 3 вольт на нить накала. Происходит интенсивная эмиссия электронов, которые улавливаются сильным электрическим полем. Геометрия камер резонатора и анодное напряжение определяют генерируемую частоту магнетрона.

Энергия снимается с помощью проволочной петли, соединенной с катодом, и выводится на излучатель-антенну. Из антенны микроволновое излучение попадает в волновод, а из него в микроволновую камеру.Типичная выходная мощность магнетронов, используемых в бытовых микроволновых печах, составляет 800 Вт.

Если для приготовления пищи требуется меньшая мощность, это достигается включением магнетрона на определенное время с последующей паузой.

Чтобы получить мощность 400 Вт (или 50% выходной мощности), вы можете включить магнетрон на 5 секунд с интервалом 10 секунд и выключить его на 5 секунд. В науке это называется с широтно-импульсной модуляцией .

Магнетрон при работе выделяет большое количество тепла, поэтому его корпус помещен в пластинчатый радиатор, который во время работы всегда должен обдуваться воздушным потоком от вентилятора, встроенного в микроволновую печь.При перегреве очень часто выходит из строя магнетрон, поэтому он снабжен защитой — тепловым предохранителем.

Термопредохранитель и зачем он нужен

Для защиты магнетрона от перегрева, а также гриля, которым оснащены некоторые модели микроволновых печей, используются специальные устройства, называемые плавким предохранителем или тепловым реле … Они доступны в различных указанных температурных режимах. на их теле.

Принцип действия теплового реле очень прост.Его алюминиевый корпус прикреплен к месту, где требуется контроль температуры. Это обеспечивает надежный тепловой контакт. Внутри термопредохранителя находится биметаллическая пластина с настройкой на определенную температуру.

При превышении температурного порога пластина изгибается и приводит в действие толкатель, который открывает пластины контактной группы. Электропитание микроволновой печи прервано. После охлаждения геометрия биметаллической пластины восстанавливается и контакты замыкаются.

Назначение вентиляторов СВЧ

Вентилятор — неотъемлемая часть любой микроволновой печи, без которой ее работа была бы невозможна. Выполняет ряд важных функций:

  • Сначала вентилятор обдувает основную деталь микроволновой печи — магнетрон, обеспечивая ее нормальную работу.
  • Во-вторых, другие компоненты электронной схемы также выделяют тепло и требуют вентиляции.
  • В-третьих, некоторые микроволновые печи оснащены решеткой с вентилируемым и защищенным термостатом.
  • Наконец, пища, готовящаяся в камере, также выделяет много тепла и водяного пара. Вентилятор создает в камере небольшое избыточное давление, в результате чего воздух из камеры вместе с нагретым водяным паром выходит наружу через специальные вентиляционные отверстия.

В микроволновой печи от одного вентилятора, который расположен в задней части корпуса и всасывает воздух извне, организована система вентиляции с помощью воздуховодов, направляющих поток воздуха к пластинам магнетрона, а затем в камеру.Двигатель вентилятора — простой однофазный переменного тока.

Микроволновая защита и система блокировки

Любая микроволновая печь имеет внутри мощное радиоизлучающее устройство — магнетрон. Микроволновое излучение такой мощности может нанести непоправимый вред здоровью человека и всех живых существ, поэтому необходимо принять ряд защитных мер.

Микроволновая печь имеет полностью экранированную металлическую варочную камеру , которая дополнительно защищена снаружи металлическим кожухом, не пропускающим высокочастотное излучение наружу.

Прозрачное стекло в двери имеет экран из металлической сетки с мелкой сеткой, которая не пропускает внешнее излучение с частотой 2450 Гц и длиной волны 12,2 см, генерируемое магнетроном.

Вопрос экономии энергоресурсов всегда был актуален. Одним из видов осветительных приборов, которые значительно помогут снизить потребление электроэнергии в быту, являются. Чтобы сделать лучший выбор, нужно просто разобраться в преимуществах и недостатках каждого вида таких ламп.

Двойные переключатели благодаря своим характеристикам широко используются в домашних условиях. Как правильно подключить такие выключатели и что нужно знать, чтобы не допустить ошибок в этом случае, читайте в статье

Дверца микроволновой печи плотно прилегает к шкафу , и очень важно, чтобы этот зазор сохранял свои геометрические размеры. Расстояние между металлическим корпусом камеры и специальным пазом в дверце должно составлять четверть длины волны СВЧ-излучения: 12.2 см / 4 = 3,05 см.

В этом зазоре образуется стоячая электромагнитная волна, имеющая нулевое значение амплитуды именно в той точке, где дверь примыкает к телу, поэтому волна не распространяется наружу. Таким элегантным способом проблема защиты от микроволнового излучения решается с помощью самих микроволновых волн. Этот способ защиты в науке называется СВЧ-дросселем.

Для предотвращения включения СВЧ печи при открытой камере имеется система микровыключателей, контролирующих положение дверцы.Обычно таких переключателей не менее трех: один выключает магнетрон, другой включает лампу подсветки даже при неработающем магнетроне, а третий служит для «информирования» блока управления о положении двери.

Микровыключатели расположены и настроены таким образом, что они работают только тогда, когда микроволновая печь закрыта.

Микровыключатели на двери также часто называют концевыми выключателями.

Блок управления — мозг прибора

Любая микроволновая печь имеет блок управления и выполняет две основные функции:

  • Поддержание установленной мощности микроволн.
  • Выключение духового шкафа по истечении установленного времени работы.

На старых моделях электропечей блок управления был представлен двумя электромеханическими переключателями, один из которых просто устанавливал мощность, а другой — период времени. С развитием цифровых технологий стали применяться электронные блоки управления, теперь они микропроцессорные, которые помимо выполнения двух основных функций могут включать в себя еще множество необходимых и ненужных служебных.

  • Встроенные часы, которые непременно могут пригодиться.
  • Индикация уровня мощности.
  • Изменение уровня мощности с помощью клавиатуры (кнопочной или сенсорной).
  • Приготовление или размораживание продуктов с использованием специальных программ, «зашитых» в память блока управления. При этом учитывается вес, а необходимую мощность духовка подберет сама.
  • Сигнал об окончании программы выбранной звуковой дорожкой.

Кроме того, современные модели имеют верхнюю и нижнюю решетки, функцию конвекции, которые также «контролируются» блоком управления.

Блок управления имеет собственный источник питания, обеспечивающий работу блока как в дежурном, так и в рабочем режимах. Важным элементом является релейный блок, коммутирующий по командам цепей питания магнетрона и гриля, а также цепей вентилятора, встроенной лампы и конвектора. Блок управления шлейфом соединен с клавиатурой и панелью дисплея.

Развлекательный видеоролик с рассказом о принципе работы микроволновых печей

Посмотрите, как легко объяснить, почему это удивительное устройство работает.

резонатор_магнетрон

Магнетрон с резонатором представляет собой мощную вакуумную лампу, которая генерирует когерентные микроволны. Они обычно используются в микроволновых печах, а также в различных радиолокационных устройствах.

Рекомендуемые дополнительные знания

Строительство и эксплуатация

Все магнетроны с резонатором состоят из горячей нити накала (катода), поддерживаемой высоким отрицательным потенциалом или поддерживаемой высоким отрицательным потенциалом от высоковольтного источника постоянного тока.Катод встроен в центр вакуумированной лопастной круглой камеры. Магнитное поле, параллельное нити накала, создается постоянным магнитом. Магнитное поле заставляет электроны, притянутые к (относительно) положительной внешней части камеры, двигаться по спирали наружу по круговой траектории, а не двигаться непосредственно к этому аноду. По краю камеры расположены цилиндрические полости. Полости открыты по своей длине и соединяют общее пространство полости. Проходя мимо этих отверстий, электроны создают резонансное высокочастотное радиополе в полости, которое, в свою очередь, заставляет электроны группироваться в группы.Часть этого поля извлекается с помощью короткой антенны, подключенной к волноводу (металлическая трубка, обычно прямоугольного сечения). Волновод направляет извлеченную радиочастотную энергию к нагрузке, которой может быть камера для приготовления пищи в микроволновой печи или антенна с высоким коэффициентом усиления в случае радара.

Размеры полостей определяют резонансную частоту и, следовательно, частоту излучаемых микроволн. Однако частоту нельзя точно контролировать. Это не проблема для многих применений, таких как обогрев или некоторые виды радаров, где приемник может быть синхронизирован с неточным выходом.Там, где необходимы точные частоты, используются другие устройства, такие как клистрон. Приложенное напряжение и свойства катода определяют мощность устройства.

Магнетрон — довольно эффективное устройство. В микроволновой печи, например, входная мощность 1100 Вт обычно создает около 700 Вт микроволновой энергии, а эффективность составляет около 65%. Современные твердотельные микроволновые источники на этой частоте обычно работают с эффективностью от 25 до 30% и используются в основном потому, что они могут генерировать широкий диапазон частот.Таким образом, магнетрон по-прежнему широко используется там, где требуется большая мощность, но где точное управление частотой не важно.

Приложения

Радар

Основная статья: История радаров (Сантиметровый радар)

В радарных устройствах волновод соединен с антенной. Магнетрон работает с очень короткими импульсами приложенного напряжения, в результате чего излучается короткий импульс микроволновой энергии.Как и во всех радиолокационных системах, отраженное от цели излучение анализируется для создания радиолокационной карты на экране.

Отопление

В микроволновых печах волновод ведет к радиочастотному прозрачному отверстию в варочной камере. Важно, чтобы в печи находилась пища, когда она работает, чтобы эти волны поглощались, а не отражались в волновод, где интенсивность стоячих волн может вызвать искрение. Дуга, если она может возникать в течение длительного времени, разрушит магнетрон.Если очень маленький объект нагревается в микроволновой печи, рекомендуется добавить стакан воды в качестве поглотителя энергии, хотя следует соблюдать осторожность, чтобы не «перегреть» воду.

История

Колебания магнетронов были впервые обнаружены и отмечены Августином Жачком, профессором Карлова университета в Праге, Чешская Республика, хотя первые простые двухполюсные магнетроны были разработаны в 1920-х годах Альбертом Халлом в исследовательских лабораториях General Electric (Schenectady , Нью-Йорк), как результат его работы по магнитному контролю электронных ламп в попытке обойти патенты Ли ДеФореста на электростатический контроль.Двухполюсный магнетрон, также известный как магнетрон с разъемным анодом, имел относительно низкий КПД. Версия с резонатором (правильное название — магнетрон с резонансным резонатором ) оказалась гораздо более полезной.

Во время Второй мировой войны во время разработки радара возникла острая необходимость в мощном микроволновом генераторе, который работал бы на более коротких длинах волн — около 10 см (3 ГГц), а не 150 см — (200 МГц), доступный от ламповых генераторов время. Было известно, что многорезонансный резонансный магнетрон был разработан в 1935 году Гансом Холлманном в Берлине.Однако немецкие военные сочли его частотный дрейф нежелательным и вместо этого основали свои радиолокационные системы на клистроне. В первую очередь по этой причине радары немецких ночных истребителей не могли сравниться с их британскими аналогами.

В 1940 году в Университете Бирмингема в Великобритании Джон Рэндалл и доктор Гарри Бут создали рабочий прототип, аналогичный резонаторному магнетрону Холлмана, но с добавлением жидкостного охлаждения и усиленного резонатора. Рэндаллу и Буту вскоре удалось увеличить выходную мощность в 100 раз.Вместо того, чтобы отказаться от магнетрона из-за его неточности по частоте, они дискретизировали выходной сигнал и синхронизировали свой приемник с той частотой, которая фактически генерировалась.

Поскольку Франция только что пала перед нацистами, а у Великобритании не было денег на разработку магнетрона в больших масштабах, Черчилль согласился, что сэр Генри Тизард должен предложить магнетрон американцам в обмен на их финансовую и промышленную помощь. К сентябрю Массачусетский технологический институт создал секретную лабораторию, чтобы превратить полостной магнетрон в жизнеспособный радар.Два месяца спустя он был запущен в серийное производство, а к началу 1941 года переносные бортовые радары стали устанавливаться на американские и британские самолеты. [1]

Ранняя 6-киловаттная версия, построенная в Англии исследовательскими лабораториями GEC, Уэмбли, Лондон, была передана правительству США в сентябре 1940 года. берега »(см. Миссия Тизарда). В то время мощность самого мощного аналогичного производителя микроволн, доступного в США (клистрона), составляла всего десять ватт.Магнетрон с резонатором широко использовался во время Второй мировой войны в микроволновом радиолокационном оборудовании и, как часто считается, дал радарам союзников значительное преимущество в характеристиках по сравнению с немецкими и японскими радарами, что напрямую повлияло на исход войны.

Коротковолновый сантиметровый радар, который стал возможен благодаря магнетрону с резонатором, позволил обнаруживать гораздо меньшие объекты и использовать гораздо меньшие антенны. Комбинация магнетрона с малым резонатором, небольших антенн и высокого разрешения позволила установить на самолетах небольшие высококачественные радары.Они могли использоваться морскими патрульными самолетами для обнаружения таких небольших объектов, как перископ подводной лодки, что позволяло самолетам атаковать и уничтожать подводные лодки, которые ранее нельзя было обнаружить с воздуха. Радиолокаторы с сантиметровым контуром, такие как h3S, улучшили точность бомбардировщиков союзников, используемых в кампании стратегических бомбардировок. Сантиметровые радары наводки также были намного точнее, чем старые технологии. Они сделали крупнокалиберные линкоры союзников более смертоносными и, наряду с недавно разработанным неконтактным взрывателем, сделали зенитные орудия гораздо более опасными для атакующей авиации.Эти два соединены вместе и используются зенитными батареями, размещенными вдоль траектории полета немецких летающих бомб Фау-1 по пути в Лондон, и считается, что они уничтожили многие летающие бомбы, прежде чем они достигли своей цели.

С тех пор было произведено много миллионов резонаторных магнетронов; некоторые для радара, но подавляющее большинство для другого приложения, гораздо более домашнего — для микроволновой печи. Использование в самих радарах до некоторой степени сократилось, поскольку в целом требовались более точные сигналы, и для этих нужд разработчики перешли на системы клистронов и ламп бегущей волны.

Опасности для здоровья

Среди других спекулятивных опасностей, по крайней мере, одна, в частности, хорошо известна и задокументирована. Поскольку хрусталик глаза не имеет охлаждающего кровотока, он особенно подвержен перегреву при воздействии микроволнового излучения. Это нагревание, в свою очередь, может привести к более высокому риску возникновения катаракты в более позднем возрасте. [ необходима ссылка ] Микроволновая печь с деформированной дверцей или плохой герметизацией для микроволн может быть опасной.

Также существует значительная опасность напряжения вокруг магнетронов, поскольку для них требуется источник высокого напряжения в несколько тысяч вольт.Работа с магнетроном с отключенными защитными крышками и блокировками — очень плохая идея.

Некоторые магнетроны имеют керамические изоляторы с добавлением небольшого количества оксида бериллия (бериллия) — эта керамика часто бывает розовой или пурпурной (см. Фотографии выше). Обратите внимание, что оксид бериллия имеет белый цвет (см. Статью «Оксид бериллия»), поэтому полагаться на цвет для определения его присутствия было бы неразумно. Бериллий в этом случае представляет собой серьезную химическую опасность, если его раздробить, вдыхать или иным образом проглатывать.Единичное или хроническое воздействие может привести к бериллиозу — неизлечимому состоянию. Кроме того, бериллия внесена в список подтвержденных канцерогенов для человека IARC; поэтому с сломанными керамическими изоляторами или магнетронами нельзя обращаться напрямую.

См. Также

  • Циклотрон — атомный ускоритель, который также направляет частицы по спирали с поперечным магнитным полем.
  • Клистрон — устройство для усиления или генерации микроволн с большей точностью и контролем, чем те, которые доступны в магнетроне.
  • Лампа бегущей волны — еще одно устройство СВЧ-усилителя, имеющее более широкую полосу пропускания, чем клистрон.
  • Усилитель скрещенного поля — устройство, объединяющее характеристики магнетронов и ЛБВ, в результате чего получается мощный узкополосный усилитель.
  • Генератор обратной волны — широкополосный перестраиваемый генератор, M или O-типа
  • Лазер на свободных электронах — устройство для усиления или генерации микроволн, инфракрасного света, УФ- и рентгеновских лучей.
  • Мазер — устройство для генерации микроволн с очень низким уровнем шума и стабильным сигналом, предшественник лазера. Анджела Хинд. «Портфель, изменивший мир», BBC News, 5 февраля 2007 г. Проверено 16 августа 2007 г.
    • Morgan, T.J. (1960). РАДАР . Лондон: Ф. Мюллер.
    • Роу, А. П. (1948). Одна история радара . Издательство Кембриджского университета.
    • Савард, Дадли (1984). Бернард Ловелл: Биография . Лондон: Роберт Хейл. ISBN 0-7090-1745-6 .
    • Конант, Дженнет (2002). Tuxedo Park: магнат Уолл-стрит и секретный дворец науки, изменивший ход Второй мировой войны .Вотервиль, я. : Торндайк Пресс. ISBN 0-7862-4814-9 .
    • Будери, Роберт (1996). Изобретение, изменившее мир: как небольшая группа пионеров радаров выиграла Вторую мировую войну и совершила технологическую революцию . Нью-Йорк: Саймон и Шустер. ISBN 0-684-81021-2 .
    Патенты
    • Патент США 2315313 — Бушхольц, Х. (1943). Полый резонатор .
    • Патент США 2,357,313 — Carter, P.С. (1944). Высокочастотный резонатор и контур для него .
    • Патент США 2357314 — Carter, P.S. (1944). Контур полостного резонатора .
    • Патент США 2408236 — Spencer, P.L. (1946). Кожух магнетрона .
    • Патент США 2444152 — Carter, P.S. (1948). Контур полостного резонатора .
    • Патент США 2611094 — Rex, H.B. (1952). Контур индуктивно-емкостного резонанса .

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 в приложениях с высокими требованиями к стабильности частоты и фазы используются другие типы электронных ламп, например 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 тела анода, содержащая нить накала, вакуумируется 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 спирали, 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 диапазоном напряжений от 2,5 В 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 «обратной бомбардировкой», 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 вызвать преждевременный выход 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 сопротивление 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 технического 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 недостаточно эффективна или ваши магнетроны достигают лишь 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».

Магнетронная трубка — Лампа для микроволновой печи | Запчасть для микроволновой печи | Магнетронная трубка | Трансформатор для микроволновой печи | Предохранитель для микроволновой печи | Диод для микроволновой печи | Запчасть MWO | Микроонд

Все магнетроны с резонатором состоят из горячей нити накала (катода), поддерживаемой или поддерживаемой высоким отрицательным потенциалом с помощью высоковольтного источника постоянного тока. Катод встроен в центр вакуумированной лопастной круглой камеры.Магнитное поле, параллельное нити накала, создается постоянным магнитом. Магнитное поле заставляет электроны, притянутые к (относительно) положительной внешней части камеры, двигаться по спирали наружу по круговой траектории, а не двигаться непосредственно к этому аноду. По краю камеры расположены цилиндрические полости. Полости открыты по своей длине и соединяют общее пространство полости. Проходя мимо этих отверстий, электроны создают резонансное высокочастотное радиополе в полости, которое, в свою очередь, заставляет электроны группироваться в группы.Часть этого поля извлекается с помощью короткой антенны, подключенной к волноводу (металлическая трубка, обычно прямоугольного сечения). Волновод направляет извлеченную радиочастотную энергию к нагрузке, которой может быть камера для приготовления пищи в микроволновой печи или антенна с высоким коэффициентом усиления в случае радара.

Размеры полостей определяют резонансную частоту и, следовательно, частоту излучаемых микроволн. Однако частоту нельзя точно контролировать. Это не проблема для таких применений, как нагрев, или в некоторых формах радара, где приемник может быть синхронизирован с неточной частотой магнетрона.Там, где необходимы точные частоты, используются другие устройства, такие как клистрон.

Магнетрон — довольно эффективное устройство. В микроволновой печи, например, входная мощность 1100 Вт обычно создает около 700 Вт микроволновой энергии, а эффективность составляет около 65%. (Высокое напряжение и свойства катода определяют мощность магнетрона.) Вместо магнетрона можно использовать транзисторы для обеспечения микроволновой энергии; транзисторы обычно работают с КПД от 25 до 30%.Транзисторы используются в ролях, требующих широкого и / или стабильного диапазона частот. Таким образом, магнетрон, имеющий более высокий КПД, по-прежнему широко используется в ролях, требующих высокой мощности, но где точное регулирование частоты не важно.

Аналогичный магнетрон с удаленной другой секцией (магнит не показан).

Магнетрон со снятой секцией (магнит не показан)

Магнетрон — Academic Kids

От академических детей

Магнетрон — мощная вакуумная лампа, которая генерирует когерентные микроволны.

Строительство и эксплуатация

Отсутствует изображение
Magnetron2.jpg

Магнетрон в поперечном сечении

Магнетрон состоит из горячей нити накала (катода), удерживаемой при высоком отрицательном потенциале или пульсирующего до высокого отрицательного потенциала источником постоянного тока высокого напряжения. Катод встроен в центр вакуумированной лопастной круглой камеры. Перпендикулярное магнитное поле создается постоянным магнитом. Магнитное поле заставляет электроны, притянутые к (относительно) положительной внешней части камеры, двигаться по спирали наружу по круговой траектории, а не двигаться непосредственно к этому аноду.По краю камеры расположены цилиндрические полости. Полости открыты по своей длине и, таким образом, соединяют общее пространство полости. Проходя мимо этих отверстий, электроны создают резонансное высокочастотное радиополе в полости, которое, в свою очередь, заставляет электроны группироваться в группы. Часть этого поля извлекается с помощью короткой антенны, подключенной к волноводу (металлическая трубка, обычно прямоугольного сечения). Волновод направляет извлеченную радиочастотную энергию к нагрузке, которой может быть камера для приготовления пищи в микроволновой печи или антенна с высоким коэффициентом усиления в случае радара.

Размер полостей определяет резонансную частоту и, следовательно, частоту излучаемых микроволн радиочастотной энергии. Таким образом, частоту нельзя точно контролировать, что не является проблемой во многих приложениях, таких как нагрев (где это не имеет значения; обычно микроволновые печи настроены примерно на 2450 МГц = 2,450 ГГц, где облученная пища нагревается из-за диэлектрических потерь) и радар (где приемник может быть синхронизирован с неточным выходом). (Там, где требуются точные частоты, используются другие устройства, такие как клистрон.) Приложенное напряжение и характеристики катода определяют мощность устройства.

Приложения

Отсутствует изображение
Magnetron1.jpg

Магнетрон в коробке

Радар

См. Также История РЛС (Магнетрон)

В радарных устройствах волновод соединен с антенной, которая может быть щелевым волноводом или коническим рупором, направленным на параболический отражатель. Магнетрон работает с очень короткими импульсами приложенного напряжения высокой интенсивности, в результате чего излучается короткий импульс микроволновой энергии.Небольшая часть этой энергии отражается обратно в антенну и волновод, где направляется на чувствительный приемник. При дальнейшей обработке сигнала сигнал в конечном итоге отображается в виде радиолокационной карты на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) или жидкокристаллическом дисплее.

Отопление

В микроволновых печах волновод ведет к радиочастотному прозрачному отверстию в варочной камере. Важно, чтобы во время работы печи в печи находилась еда, чтобы эти волны поглощались, а не отражались обратно в волновод, где интенсивность стоячих волн может вызвать искрение.Дуговой разряд, если он может возникать в течение длительного времени, разрушит магнетрон. Если по какой-либо причине очень маленький объект нагревается в микроволновой печи, вероятно, лучше всего добавить стакан воды в качестве раковины для микроволн.

История

Отсутствует изображение
Influence_Magnetron.jpg

Влияние магнетрона на DVD

Простые двухполюсные магнетроны были разработаны в 1920-х годах, но обеспечивали относительно низкую выходную мощность. Версия с резонатором оказалась гораздо более полезной.

Во время Второй мировой войны во время разработки радара возникла острая необходимость в мощном микроволновом генераторе, работающем на более коротких длинах волн — около 10 см, а не 150 см — доступном от генераторов того времени. В 1940 году в Бирмингемском университете в Великобритании профессор Джон Рэндалл и доктор Гарри Бут создали рабочий прототип резонаторного магнетрона (правильное название — -резонансный магнетрон ) и вскоре им удалось увеличить выходную мощность в 100 раз. .

Ранняя версия мощностью 6 кВт, построенная Г.E.C. и переданный правительству США в августе 1940 года, был назван «самым ценным грузом, когда-либо доставленным к нашим берегам». В то время мощность самого мощного аналогичного микроволнового устройства, доступного в США (клистрона), составляла десять ватт. Любопытно, что, чтобы не привлекать внимание к стоимости посылки, ее отправляли не под охраной, а обычной почтой. Магнетрон с резонатором широко использовался во время Второй мировой войны в микроволновом радиолокационном оборудовании, и ему часто приписывают значительное преимущество в характеристиках радаров союзников по сравнению с немецкими и японскими радарами, что напрямую повлияло на исход войны.Действительно, во время битвы за Британию радар (тогда называвшийся радиопеленгацией или RDF) имел решающее значение для исхода битвы, хотя эти ранние радары фактически предшествовали магнетрону полости и давали только грубые показания. Немцы были убеждены, что для обеспечения какой-либо защиты в небе британские королевские военно-воздушные силы (RAF) должны будут летать постоянными патрулями, что будет дорого обходиться как людям, так и машинам. Вместо этого RAF могли оставаться в резерве на земле, и немцы изначально не могли понять, почему истребители RAF ждали за первым облаком, когда они пролетали над берегами Великобритании.

С тех пор было произведено много миллионов резонаторных магнетронов; некоторые для радара, но подавляющее большинство для другого приложения, которое было совершенно неожиданным в то время, — микроволновой печи.

Опасности для здоровья

Среди других спекулятивных опасностей, по крайней мере, одна, в частности, хорошо известна и задокументирована. Поскольку роговица глаза не имеет охлаждающего кровотока, она особенно подвержена перегреву при воздействии микроволнового излучения. Это нагревание, в свою очередь, может привести к более высокому риску возникновения катаракты в более позднем возрасте.Микроволновая печь с деформированной дверцей или плохой герметизацией может быть опасной.

Список литературы

  • T. J. Morgan — RADAR — The Mechanical Age Library — Mullen — около 1952 г.
  • A. P. Rowe: One Story of Radar — Camb Univ Press — 1948
  • Дадли Савард, Бернард Ловелл: биография — Роберт Хейл — 1984

См. Также

  • Циклотрон — атомный ускоритель, который также направляет частицы по спирали с поперечным магнитным полем.
  • Клистрон — устройство для усиления или генерации микроволн с большей точностью и контролем, чем те, которые доступны в магнетроне.
  • Лазер — устройство для генерации когерентного света, эволюция мазера.
  • Мазер — устройство для генерации микроволн с очень низким уровнем шума и стабильным сигналом, предшественник лазера.

Внешняя ссылка

Информация

Патенты

  • US2315313 ( http: // patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f=G&l=50&s1=2315313.WKU.&OS=PN/2315313/15) — Полостной резонатор — Х. Бушхольц
  • US2357313 ( http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f=G&l=50&OS1=23573.ua PN / 2357313 и RS = PN / 2357313 ) — Высокочастотный резонатор и контур для него — P.С. Картер
  • US2357314 ( http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f=G&l=5014&s1=23573.ua PN / 2357314 и RS = PN / 2357314 ) — Контур полостного резонатора — PS Carter
  • US2444152 ( http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f=G&l=50&WK=2444.& OS = PN / 2444152 & RS = PN / 2444152 ) — Цепь резонатора полости — П.С. Картер
  • US2611094 ( http://patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect1=PTO1&Sect2=HITOFF&d=PALL&p=1&u=/netahtml/srchnum.htm&r=1&f=G&l=50&OS1=261 PN / 2611094 и RS = PN / 2611094 ) — Контур индуктивно-емкостного резонанса — HB Rexde: Magnetron

fr: Magntron это: Магнетрон nl: Магнетрон pl: Магнетрон ru: Магнетрон sv: Магнетрон

Микроволн и их обычное использование в технике

Автор Robert Hazen, Ph.D. , Университет Джорджа Мейсона,

Чтобы понять, что такое микроволны и их обычное использование в технике, можно сказать, что они создаются колебаниями в магнитном поле. Они легко передаются по воздуху, следовательно, используются для общения. Волны подходящей длины поглощаются водой, поэтому они используются для нагрева пищи. И, наконец, с помощью радара рассеивающие свойства материалов можно использовать для обнаружения летающих в воздухе объектов. Микроволны используются для безопасного общения.(Изображение: tanleimages / Shutterstock)

Характеристики микроволнового излучения

Микроволны включают электромагнитное излучение с длинами волн от примерно трети миллиметра до трети метра или около фута в длину. Этот диапазон перекрывается с самыми короткими радиоволнами, и нет четкого разделения между радио и микроволновой печью. Следовательно, микроволновые частоты из-за их длины находятся в диапазоне от примерно одного миллиарда до примерно ста миллиардов циклов в секунду.

Это от одного до ста гигагерц.Гигагерц — это миллиард циклов в секунду. Микроволны создаются в основном с помощью быстро меняющегося электрического или магнитного поля, и они находят ряд общих применений в технологиях.

Это стенограмма из серии видеороликов The Joy of Science . Смотрите сейчас на Wondrium.

Микроволны в доме

Вероятно, микроволны в повседневной жизни чаще всего используются в микроволновых печах.Работа микроволновой печи основана на том факте, что молекулы воды, присутствующие во всех видах пищи, фактически поглощают микроволны определенной частоты, 2,45 гигагерца.

Когда к молекуле воды применяется частота 2,45 гигагерца, она начинает быстро колебаться и колеблется с этой частотой. Итак, вот технология, которая сегодня широко используется для нагрева пищи, но также она используется во многих различных технологиях и отраслях, потому что другие длины волн в микроволнах могут использоваться для нагрева других видов материалов.

Итак, его иногда используют для нагрева материалов в синтетических лабораториях и так далее. Таким образом, микроволны находят широкое применение для обогрева. Сообщается, что эффект нагрева микроволнами был обнаружен физиком по имени Перси Спенсер.

Как работает микроволновая печь

Одно из применений микроволн — микроволновые печи. (Изображение: goffkein.pro/Shutterstock)

Микроволновая печь — это очень простое и красивое устройство. В нем есть микроволновый генератор, называемый магнетроном.А магнетрон — это устройство, которое просто создано для генерации магнитного поля на частоте около двух с половиной гигагерц. Итак, это устройство, которое имеет осциллятор в одной части, затем производит микроволны, которые затем фокусируются и отражаются через канал.

Микроволновая печь должна иметь две характеристики. Во-первых, микроволны должны отражаться от внутренней поверхности, потому что, если микроволны вливаются в коробку, они рассеиваются, отскакивают и в конечном итоге поглощаются пищей.

Но внешние стенки микроволновой печи должны быть непрозрачными для микроволн, чтобы они не просачивались наружу. Другим основным устройством в микроволновой печи является магнетрон, который просто помещается на стенку этого ящика и закачивает микроволны в ящик. Так работает микроволновая печь.

Узнайте больше о состояниях материи и изменениях состояний.

Микроволны в коммуникации

Еще одно важное применение микроволн — это связь. Микроволны можно сфокусировать на узком луче, как фонарик.Их нелегко разбросать по воздуху. Микроволны используются для обеспечения безопасной связи точка-точка, поэтому люди на стороне не могут уловить эту передачу.

Существует необходимость в прямой видимости с помощью микроволновой связи. Вот почему в сельской местности есть микроволновые ретрансляционные вышки. Это высокие башни с какими-то странными конусообразными устройствами, указывающими в том или ином направлении. Они связывают разные микроволновые вышки, так что получается коммуникационная сеть из микроволновых ретрансляционных станций.

Между прочим, в большинстве сотовых телефонов, а также в спутниковой связи используются микроволновые реле. Но в телефонных трубках не может быть двухточечной связи, они должны излучать сигналы во всех направлениях, потому что человек движется. Таким образом, любой может подслушивать разговор, поэтому разговоры по мобильному телефону небезопасны, даже несмотря на то, что двухточечная микроволновая связь безопасна.

Как из микроволн делают радар

Радар использует отражение микроволн от твердых объектов.Антенна радара часто действует как передатчик и как приемник. Микроволны излучаются из этого блюда, а затем отражаются обратно в блюдо. Направление, расстояние и скорость объекта можно определить с помощью радара.

Современный военный радар поражает воображение. Он настолько чувствителен, что говорят, что с помощью современного военного радара можно поймать муху на расстоянии мили. Итак, это очень чувствительный способ определить расстояние, направление и скорость объекта.

Радар может быть заблокирован множеством различных способов. Один из них — просто транслировать микроволновый луч очень высокой интенсивности, который забивает радар-детектор. Другой — бросить много кусков блестящего металлического материала, которые действуют как отражатели и сбивают радар с толку, потому что он улавливает так много разных ударов и эхо.

Узнать больше о свойствах материалов.

Стелс-технология против микроволн

Зеркальная поверхность бомбардировщика-невидимки может заглушить радар.(Изображение: Мелисса Мадиа / Shutterstock)

Современные военные в настоящее время работают над созданием стелс-технологий. Раньше у оборудования-невидимки было много плоских гладких поверхностей, и эти плоские поверхности частично действовали как отражающие зеркала для микроволн. Зеркальные поверхности — один из способов добиться незаметного внешнего вида.

Однако в более позднем малозаметном оборудовании используются материалы, поглощающие микроволновое излучение, которые имеют гораздо более гладкую поверхность. И это работает немного по-другому.В любом случае, вы можете представить, что некоторые из этих истребителей-невидимок выглядят как комнатная муха с расстояния примерно в милю. Это такие великолепные материалы, поглощающие радары, и они почти невидимы для радаров.

Общие вопросы о микроволновых печах

Q: Как обычно используются микроволны?

Микроволны сегодня широко используются.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.