За счет чего происходит нагрев?
Принцип работы микроволновки построен на таком элементе как магнетрон. Данное понятие широко известно каждому, кто знаком с миром радиолокационных устройств. Именно благодаря магнетрону человечество получило самый эффективный и простой в эксплуатации прибор для приготовления и разогревания пищи. Это один из наиболее ярких примеров того, как разработки тяжелой промышленности с ошеломительным успехом начали применяться в быту.
Устройство микроволновой печи вкратце можно передать такими словами — магнетрон вырабатывает СВЧ-энергию, которая преобразовывается в тепло. Источниками питания данных элементов являются особые анодно-накальные трансформаторы-стабилизаторы, которые и являются причиной такой высокой цены на микроволновки. Данные стабилизаторы – наиболее дорогостоящий и важный элемент печи.
Изучая принцип действия микроволновой печи, особое внимание уделим конструкции магнитопровода, оснащенного магнитными шунтами. Данное устройство дает возможность менять повышенное напряжение всего лишь в пределах двух процентов, в условиях колебания напряжения сети 10%
Магнитопровод и существенная индуктивная сила рассеивания высоковольтной обмотки являются главными достопримечательностями трансформатора микроволновой печи. На словах все кажется достаточно сложным, но на деле такое устройство показало себя простым и чрезвычайно действенным.
Но на первых этапах разработок создатели столкнулись с такой проблемой как повышенный шум при работе печки. Излишний шум всегда был проблемой многих образцов бытовой техники, но производители легко обошли данный подводный камень. Для понижения уровня шума некоторые детали магнитопровода соединяются при помощи сварки.
Стандартный корпус микроволновки представляет собой прямоугольную камеру, которая играет существенную роль в нагреве. Вырабатываемые волны не просто направляются на разогреваемый объект – они отражаются от стенок корпуса.
Дополнительным элементом, благодаря которому удается обеспечить качественный и равномерный нагрев, является вращающееся блюдце в камере. Вращаясь, оно позволяет волнам равномерно воздействовать на поверхность. Принцип работы таков, что вырабатываемые волны отнюдь не однородны – они могут быть с пучками, узлами и т.д. Магнетрон передает мощность к излучателю посредством волновода прямоугольной формы.
Принцип действия и конструкция магнетрона
Многие владельцы СВЧ-печей, изучая инструкцию по ее эксплуатации, задаются вопросом: «Что такое магнетрон и как он работает?». Магнетроном (от греч. magnetis — магнит, электрон) в радиоэлектронике называют мощную вакуумную радиолампу-диод, в состав которой входят:
- анод-резонатор цилиндрической формы, изготовленный из меди;
- катод, в который встроена нить накала;
- кольцевые магниты, установленные на торцах лампы.
Магнетрон микроволновки – это электронная лампа высокой мощности, способная генерировать микроволны. Это происходит за счет взаимодействия катода и анода, что и провоцирует возникновение магнитного поля. СВЧ излучение, которое выделяется при работе магнетрона, способно влиять на молекулы воды, что находятся в пище. В результате излучения молекулы производят колебания, которые становятся источником трения, за счет чего и возникает тепло, разогревающее пищу изнутри
Принцип работы магнетрона заключается в торможении потока электронов в пересекающихся под углом 90° электрическом и магнитном полях. Распределение магнитного поля, образованного торцевыми магнитами, обеспечивается магнитопроводом, роль которого выполняет внешний кожух магнетрона, оснащенный фланцем крепления его к волноводу. Взаимодействие потока электронов, эмитированного из катода, с этим магнитным полем вызывает появление СВЧ-волн, которые улавливаются проволочной петлей и выводятся наружу при помощи излучающей антенны, помещенной в керамический цилиндр. В качестве антенны используется специальная трубка (штенгель), с помощью которой из лампы откачивался воздух. На нее плотно запрессован металлический колпачок.
Подключение магнетрона.
В процессе работы магнетрон сильно нагревается, поэтому в его конструкции предусмотрен пластинчатый радиатор, который к тому же обдувается вентилятором. Кроме того, прибор оснащается термопредохранителем. Проникновению высокочастотного излучения по проводам электропитания препятствует высокочастотный фильтр, состоящий из проходных конденсаторов и индуктивных выводов.
Магнетрон представляет собой сложный электронный прибор, разобрать и отремонтировать который непросто даже профессионалу. Поэтому, убедившись в том, что не работает именно магнетрон, лучше всего воспользоваться услугами сервисной службы, располагающей подготовленными сотрудниками, а также необходимым инструментарием и запчастями.
Как работает система защиты
Также стоит подробно осветить функционирование систем безопасности. Они делятся на две значимые группы.
- Контроль параметров аппаратной части. Это датчик температуры магнетрона, предохранители, охлаждающие вентиляторы. Они решают задачу блокировки потенциально аварийных ситуаций и поддержания нормированных показателей работы электроники
- Защита человека от поражения электротоком и СВЧ излучением.
С системами защиты от электротока сталкивался каждый, кто хоть раз разбирал корпус своей микроволновки. В ключевых точках монтажа размещены микровыключатели. Сняв крышку, печку уже нельзя включить. Этого просто не позволит система защиты.
Но более интересна схема нейтрализации СВЧ волн. Стоит понимать, что излучение даже теоретически не может быть локализовано внутри камеры печи. Волны отражаются, в том числе от продуктов. Поэтому на передней дверке устанавливается стекло с нанесенной на него тонкой металлической решеткой. Это антенный модуль. Он подключен к разряднику, который отдает накопленную энергию бросками в основные электросети прибора.
Важно! Микроволновка генерирует помехи проводки. В некоторых домах это можно зафиксировать по работе других приборов (в частности, Wi-Fi роутеров), особенно, если эксплуатируется откровенно дешевая печь с плохим шумоподавителем
Принцип работы микроволновой печи
Чтобы разобраться с этим, необходимо немного вводных данных. Большинство продуктов питания в своем составе содержат следующие вещества: соли, жиры, сахар, воду. Чтобы микроволны «работали», то есть грели пищу, в продуктах должны быть дипольные молекулы.
С одной стороны у них положительный электрический заряд, с другой – отрицательный. В пище этих молекул достаточно – это жиры и сахар, но главный диполь – молекула воды.
В овощах, мясе, фруктах и рыбе содержится большое число дипольных молекул, количество которых достигает миллионов. Если электрического поля нет, молекулы располагаются в хаотическом порядке.
В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц
При наличии электромагнитного поля, они начинают «выстраиваться»: «плюс» направлен в одну сторону, «минус» в другую. Когда поле меняет полярность, молекулы «разворачиваются» на 180 градусов.
В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц. 1 герц = 1 колебанию за секунду. Мегагерц – миллион колебаний. Полярность меняется дважды за один период волны.
Когда на продукты воздействует микроволновое излучение, молекулы в них начинают вращаться чаще, буквально стираясь друг о друга. При этом выделяется тепло, которое и служит источником нагрева продуктов.
Нагрев пищи микроволнами можно сравнить с тем, как греются ладони, если тереть ими одна об другую. «Волны» воздействуют только на поверхностный слой пищи, проникая не глубже 1 – 3 см.
Но, тепло «идет» дальше – включается физика теплопроводности. Отсюда же следует совет: если нужно разогреть большой кусок мяса, лучше выставить микроволновую печь на среднюю мощность. Так он прогреется лучше, хоть на это и уйдет больше времени. Тепло из наружных слоев начнет проникать внутрь.
Аналогично дела обстоят и с супами: их лучше периодически вынимать из печи и перемешивать, помогая теплу пробиться внутрь.
В выпускаемых сейчас моделях печей может быть функция «Двойного излучения» — это говорит о раздвоенном источнике излучения. Благодаря этому разделению продукты прогреваются равномернее, а СВЧ-печь имеет повышенный КПД.
Инверторная технология
Многие потребители при выборе микроволновой печи стараются найти модель с большим объемом камеры, чтобы обеспечить максимальную универсальность. К сожалению, функциональные элементы часто занимают большую часть всего объема устройства, соответственно, размер печи большой, но её полезный объем маленький. Эта проблема была одной из основных до появления инверторных печей.
Данная технология позволяет существенно уменьшить занимаемое магнетроном место за счет использования компонентов меньшего размера. Это позволяет создавать камеры большего размера, сохраняя габариты всей микроволновки в пределах принятых стандартов.
Инверторная технология кардинально выделяется тем, что в таких СВЧ печах излучатель не должен постоянно работать на предельной мощности, в отличие от классических магнетронов. Интенсивность обработки регулируется импульсным путем, благодаря чему на пищу не попадают мощные скачки СВЧ энергии, что влияет на ее качество. Исследованиями подтверждено, что капуста, обработанная в инверторной микроволновке, удерживает на треть больше витамина C, а свинина сохраняет на 41% больше витамина B1.
Помимо компактности и полезности инверторные СВЧ печи являются и более экономичными устройствами, благодаря использованию только того количества электроэнергии, которое необходимо для поддержания выбранной мощности. Тонкая импульсная настройка режима работы служит и ускорению размораживания продуктов.
На сегодняшний день флагманов в применении данной технологии является компания Panasonic, которая как раз и выпустила первую инверторную СВЧ печь.
Резисторы, реле – в каких ещё радиодеталях есть палладий?
Некоторые эксперты утверждают, что для тех людей, которые не очень желают вникать в тонкости выявления деталей с содержанием палладия и золота, можно поступить предельно просто – просто растворять всю электронику в серной кислоте. Все кроме золота, палладия и платины растворится, так как эти «благородные металлы» носят свое гордое название именно по той причине, что они не растворяются в кислотах, в отличие от всех остальных металлов таблицы Менделеева.
Достаточно популярные в советское время реле РЭС-8 имеют в своем составе 80% палладий. В каждом реле РЭС-8 и РЭС-7 содержится до полутора грамма этого ценного металла. Именно за радиодеталями в реле и идет настоящая охота у тех, кто хочет разбогатеть на добыче палладия.
Изделия КСП богаты палладиевой начинкой. В них имеется палладиевые контакты, общий вес которых составляется где-то 3,5 граммов палладия с 20 процентами добавок.
Также стоит отметить и некоторую долю палладия в резисторах СП5, ПП3 и ПП5. Но самыми распространенными в СССР радиодетали с палладием считались КМ конденсаторы зеленого цвета, которые использовались и в производстве телевизоров, в производстве радиол, магнитофонов и прочей советской техники.
Конденсаторы из палладия считались самыми лучшими, так как служили очень длительный срок и их частенько устанавливали в более дешевую отечественную электронику во время ремонта.
Стоит сконцентрировать внимание на добычи либо массово используемых в советское время КМ конденсаторов зеленого цвета, либо попытаться выискивать реле РЭС-8, где повышенное количество почти чистого палладия обеспечено. Некоторые компании и частные лица специализируются на поиске радиодеталей с палладием – настолько этот металл сейчас дорог, а прибыль может быть действительно крайне высокой
Некоторые компании и частные лица специализируются на поиске радиодеталей с палладием – настолько этот металл сейчас дорог, а прибыль может быть действительно крайне высокой.
◄ Назад к новостям
Почему неон необходим для производства чипов
Современные процессоры изготавливаются методом фотолитографии. Суть данной технологии заключается в получении необходимого рисунка на светочувствительной пленке методом засвета через фотошаблон (маску). Для этого на кремниевую пластину вначале наносится фоторезист, то есть светочувствительная поверхность. Она меняет свои свойства, когда на нее попадает свет определенной волны.
Неон используют не только для изготовления светящихся вывесок, но и при производстве процессоров
Затем эта пленка засвечивается через маску с заданным рисунком при помощи ультрафиолетового газового лазера. В итоге на фоторезисте отпечатывается рисунок. А причем тут неон, спросите вы? Он является основным инертным газом в газовой смеси, которая обеспечивает необходимую длину волны лазера.
Таким образом, без неона не будут работать лазеры, необходимые для производства чипов. Кроме того, неон используется при производстве LCD-мониторов и телевизоров.
Каким образом обеспечивается защита от микроволнового излучения
Так как магнетрон излучает сильное электромагнитное излучение, которое может нанести вред человеческому организму и домашним питомцам, в устройстве применяют многоуровневую систему защиты.
Рабочая камера устройства покрывается эмалью для блокирования излучения, а сверху закрывается металлическим кожухом, который полностью пресекает его выход наружу.
Для защиты стеклянного окошка, в дверце устройства, применяют сетку с мелкими ячейками, которая изготовлена из стали, и она блокирует излучение до 2450 Гц, с волнами длиной до 12 см.
Дверца должна хорошо прилегать к корпусу и не иметь никаких зазоров. В случае, когда просвет между ними увеличивается, необходимо проверить петли и вернуть её в изначальное состояние.
Между ними могут образовываться постоянные электромагнитные волны, которые располагаются непосредственно в месте соприкасания дверцы и корпуса устройства, и имеет нулевое амплитудное значение, именно поэтому излучаемые волны не смогут распространится за пределы корпуса. Данный метод в науке был назван как «СВЧ дроссель».
Устройство защищено от включения с открытой камерой системой микропереключателей, которые контролируют и фиксируют положение дверцы в нём. Чаще всего в устройстве предусмотрено от трёх подобных переключателей:
- Выключающий магнетрон.
- Контролирующий лампочку подсветки.
- Переключатель контролирующий положение дверцы и информирующий блок управления о её положении.
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 галогенные лампы для дома. 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 полезной статье.
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
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.
Порядок работ по безопасной проверке
Приступая к самостоятельной проверке, необходимо запастись мультиметром (на крайний случай – двухполюсным индикатором со встроенным источником питания), отвертками с различными наконечниками, омметром, плоскогубцами.
Общая схема безопасных работ выглядит так:
- отключают прибор от электропитания;
- откручивая винты, снимают кожух;
- разряжают конденсатор;
- с трансформатора аккуратно снимают клеммы;
- проверяют его обмотки: если параметры в норме – устанавливают на место и ищут другие причины;
- когда в них находят обрыв или замыкание – выполняют замену устройства;
- печь собирают и проверяют ее работоспособность.
Если после снятия трансформатора на его обмотках видны следы оплавления изоляции, от него исходит сильный горелый запах, то к применению он уже не пригоден, а проверять — не имеет смысла. В этом случае поможет только замена устройства.
Прежде чем приступать к обследованию трансформирующего устройства, необходимо точно убедиться, что на него поступает питание. Для этого следует мультиметром проверить наличие (предварительно включив прибор в сеть и запустив программу подогрева) в точках подключения первичной обмотки переменного напряжения значением 220 V
Эта работа выполняется предельно осторожно во избежание поражения электрическим током
Наличие высоковольтного конденсатора, способного сохранять электрический заряд, приводит к необходимости его разрядки перед проведением проверочных работ. Это делается простым замыканием его контактов между собой (отверткой, пассатижами) или на корпус при выключенном напряжении.
Полезные советы
При работе микроволновки вы обнаружили нехарактерный треск и шум, появление искр – прекратите использование, отсоедините от сети. Такая ситуация может привести к возгоранию без должного монтажа. Причиной может стать перегрев и перегорание колпачка, из-за которого печь начинает искрить. Поиск поломки и ее ликвидация будет стоить в разы дешевле, чем приобретение новой детали, поэтому оттягивать не стоит.
Слюдяная накладка бережет гнездо волновода от попадания в него пищевых отходов. Она может прийти в негодность, при обнаружении неполадок в системе колпачка, а это влияет на работоспособность магнетрона. Основное требование к слюдяной накладке: она должна содержаться в чистоте, т.к. жир под действием температур может проводить электрический ток и, как следствие, образует искры в камере.
Нестабильное напряжение в помещении негативно сказывается на СВЧ-печи. В такой ситуации лучше осуществлять работу устройства через стабилизатор. При уменьшении мощности износ катода прибора происходит чаще, т.е. при напряжении в объеме 200 Вт в два раза падает сила работы электронной лампы.
Не всегда поломка микроволновки связана со схемой питания и магнетроном. Прежде чем искать причину сбоя в них, проверьте внешний вид слюдяной пластины и степень напряжения в местах подключения устройства к сети питания.
Микроволновая печь – это важный бытовой предмет в современном укладе жизни, с множеством функций и задач, которые облегчают жизнь человека. Но для долгой и качественной работы нужно следить за внешним видом прибора, содержать его в чистоте и эксплуатировать согласно рекомендациям производителя.
Устройство магнетрона.
Опасны ли микроволны
Споры о вреде СВЧ-печей не утихают с момента запуска их в массовое производство. На сегодняшний день нет сколько-нибудь достоверной информации, подтверждающей вред от использования данного вида устройств.
Традиционные духовки и плиты не могут похвастаться таким результатом. Если эксплуатировать устройство четко по правилам, то никакой опасности от его работы нет. Данное заключение подтверждается и тем, как устроена микроволновая печь, о чем было сказано выше.
Вред может приносить не полезная еда, приготовленная в СВЧ-печи (так называемый фаст-фуд), а термическое микроволновое воздействие здесь совершенно не при чем. Вред пирогов (и других мучных продуктов) заключается не в том, что они приготовлены в духовке, а в их повышенной калорийности и медленной усвояемости организмом.
Какие элементы есть в конструкции микроволновки
Устройство микроволновой печи только на первый взгляд кажется сложным. Владельца этого прибора вводит в заблуждение количество кнопочек, индикаторов, средств программирования. На самом деле, любая печь, с механическим управлением, сенсорной панелью, пультом, гибридным электронным контролем, состоит из одинаковых функциональных блоков:
- блок генерации СВЧ излучения, магнетрон и волноводы;
- система преобразования напряжения, главный модуль — повышающий высоковольтный трансформатор;
- средства контроля в составе группы датчиков;
- система вторичной защиты;
- управляющая схема микроволновки.
Важно! В зависимости от сложности модели печи, в нее могут включаться самые разные опции. Например, гриль, вторичные рассеиватели волн, дополнительные узлы СВЧ генерации
Стоит рассмотреть работу каждого блока отдельно, в порядке их задействования в стандартной схеме использования микроволновки.
Управляющая схема
Главная электросхема микроволновки, с которой имеет дело пользователь — это блок управления. В нем при помощи кнопок, механических переключателей, регуляторов задаются граничные параметры. То есть рабочая мощность или режим, время исполнения программы и так далее.
Схема управления может быть как угодно сложной. Самый простой вариант представляет собой круговые регуляторы, один из которых — реле таймера. С их помощью устанавливается мощность режима и время работы. Еще один знакомый пользователям вариант — гибридный, с кнопками. По сути, его функционал ненамного шире механической регулировки.
Сенсорная панель, в большинстве случаев, ничем по принципу действия не отличается от кнопок. Она просто более надежна и не требует обслуживания. Продвинутые схемы электронного управления включают программирование, то есть переключение по заданному алгоритму мощности излучения и времени ее выдачи.
Система преобразования напряжения
Микроволновка состоит из группы узлов, которые очень опасны для человека. Главный из них — повышающий трансформатор. Когда схема управления дает команду на включение режима, он выдает до 4 КВ напряжения. При этом рабочий ток может достигать 10А и выше. Такие параметры работы электросети представляют огромную опасность для человека.
Важно! Повышающий трансформатор — ключевой и самый дорогой узел системы преобразования напряжения. Он питает магнетрон, элемент, без которого невозможно реализовать основной принцип работы микроволновой печи
Блок генерации СВЧ излучения
Магнетрон — это сердце микроволновки. По сути, это обычная вакуумная лампа, похожая на те, которые использовались в кинескопах старых телевизоров. Только магнетрон генерирует интенсивную электромагнитную волну высокой частоты, образуемой при прохождении электронов через магнитное поле.
Блок генерации излучения состоит не из одного СВЧ источника. Для, так сказать, подачи волн в рабочую зону печи устанавливаются волноводы. Именно они находятся за слюдяной пластиной, которую каждый видел на боковой стенке микроволновки, когда ставил в нее тарелку с завтраком.
Системы основной и вторичной защиты
Роль контрольных датчиков вполне понятна. Они следят, чтобы ни один из ключевых элементов электронной и аппаратной части не вышел в критический режим работы. Датчики гарантируют безаварийное функционирование прибора и предотвращают опасные сбои. Но у микроволновки есть системы защиты, разработанные для человека. Ниже будут подробно описаны их функции.
Итак, система управления инициализирует пуск магнетрона. Она же задает параметры работы, отсчитывает временные интервалы, меняет мощность и так далее. Есть и обратная связь между системами безопасности и управления. По сигналам первых может быть полностью остановлена работа печи, изменен режим, выдано служебное сообщение или звуковые оповещения.
