Принцип действия микроволновой печи - ELSTROIKOMPLEKT.RU

Принцип действия микроволновой печи

Микроволновая печь: история, устройство и принцип работы, регулирование производительности, аспекты безопасного использования

История СВЧ-печи

Перси Спенсеру было 50 лет, когда он работал инженером в американской военно-промышленной компании «Raytheon» («божественный луч»), активно занимавшейся производством оборудования для радаров.

На дворе был 1945 год, именно тогда Перси совершенно случайно обнаружил явление, которое спустя два года будет положено в основу первой микроволновой печи: во время очередного эксперимента с магнетроном, кусок шоколадки в кармане Спенсера вдруг начал плавиться без видимой на то причины.

Магнетрон — это устройство, которое выделяет электромагнитную энергию в виде микроволн. Первоначально использовавшаяся для радиолокационной техники.

Оказалось, что сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение способно эффективно разогревать пищевые продукты. Уже 8 октября 1945 года Перси Спенсеру был выдан патент на первую в мире СВЧ-печь, предназначенную для быстрого размораживания продуктов.

В 1947 году была построена (уже можно было сказать, что сошла с конвейера) первая размораживающая СВЧ-печь под маркой «Radarange». Это была установка размером с большой современный холодильник, которая весила 340 кг при мощности в 3 кВт.

Первые массовые поставки СВЧ-печей «Radarange» для размораживания продуктов питания были направлены в столовые военных госпиталей и в солдатские столовые США. Начиная с 1949 года началось уже серийное производство данных печей, так что любой, кто мог позволить себе такую покупку, имел возможность приобрести СВЧ-печь для разморозки всего за 3000 долларов.

Зарождение идеи касательно производства бытовых микроволновок для разогрева пищи датируется 25 октября 1955 года, когда первая СВЧ-печь для домашнего использования была представлена американской компанией «Tappan Company». Серийное же производство домашних микроволновок началось в 1962 году японской компанией «Sharp», однако спрос на столь экзотическое бытовое изделие не был высоким.

В СССР микроволновые печи «ЗИЛ», «Электроника» и «Мария МВ» начали выпускать в 80-е. В 1990 году была выпущена микроволновая печь «Днепрянка-1» объемом 32 литра, обладающая мощностью 1,3 кВт при мощности СВЧ-излучения 600 Вт, на магнетроне М-105-1.

Так началось массовое производство домашних микроволновок, позволяющих быстро размораживать пищу, разогревать ее, и даже готовить. Главное условие — чтобы помещаемый в СВЧ-печь продукт содержал в себе воду.

Принцип действия и устройство микроволновки

Суть в том, что электромагнитное излучение дециметрового диапазона приводит к ускорению движения полярных молекул диэлектрика (воды), обладающих определенным дипольным моментом.

Поскольку молекулы ускоряются, происходит их взаимодействие под действием СВЧ-излучения, то есть вещество поглощает электромагнитное излучение, при этом температура данного вещества повышается.

Оптимальное же диэлектрическое поглощение водой электромагнитного излучения происходит на частоте 2,45 ГГц, именно на этой частоте работают магнетроны современных СВЧ-печей.

Если сравнивать с обычными духовками, то в микроволновой печи происходит разогрев пищи не только по поверхности, но и по объему продукта, так как электромагнитная волна проникает в разогреваемое тело на глубину от 1,5 до 2,5 см, что ускоряет разогрев, дает среднее повышение температуры пищи равное 0,4 °С за секунду.

Для получения микроволнового излучения с заданной длиной волны, в СВЧ-печи применяется магнетрон со специально рассчитанными конструктивными параметрами. Излучение, генерируемое магнетроном, передается через волновод и концентрируется в камере, в которую помещается разогреваемое блюдо.

Камера закрывается металлической дверцей, предотвращающей распространение СВЧ-волн за ее пределы. Питание магнетрона традиционно осуществляется от вторичной обмотки высоковольтного трансформатора (МОТа) с выходным напряжением 2000 вольт, которое повышается схемой удвоения (состоящей из конденсатора и диода). Накал катода магнетрона обеспечивает специальная вторичная обмотка с напряжением 4 вольта от того же трансформатора.

Классическим способом автоматической регулировки тепловой производительности микроволновой печи является тот же, что применяется в утюгах и в бытовых нагревательных приборах: магнетрон периодически включается и выключается, с тем чтобы средняя тепловая мощность, подаваемая в камеру в форме электромагнитных волн, получилась бы равна заданной пользователем.

Аспекты безопасного использования микроволновых печей

Согласно научным данным, прямое воздействие СВЧ-волн на тело человека порождает ощутимый тепловой эффект, а в случае длительного (или мощного) воздействия — способно привести к местному перегреву и вызвать серьезные ожоги.

Так, при плотности микроволновой мощности в районе 35 мВт/кв.см человек чувствует нагрев. Продолжительное воздействие при плотности мощности более 100 мВт/кв.см вызывает катаракту и может привести к временному бесплодию.

Уровень плотности СВЧ в 10 мВт/кв.см считается безопасным. Применительно же непосредственно к микроволновым печам, согласно европейскому стандарту, на расстоянии 5 см от микроволновой печи предельный уровень плотности мощности не должен превышать 1 мВт/кв.см, а на расстоянии 50 см от печи — не должен быть более 0,01 мВт/кв.см. Именно этим стандартам соответствуют современные микроволновые печи на момент их изготовления.

Кстати, открытая дверца печи всегда блокирует ее включение, то есть СВЧ-печь никогда не должна работать с открытой дверцей.

Теперь о воздействии СВЧ-волн на электропроводящие вещества (особенно на металлы). Волна, конечно, не проникает внутрь металлических предметов, однако она способна навести в металле индуцированные токи, в том числе вихревые токи, которые, в свою очередь, сильно разогревают металл.

По этой причине у вас не получится эффективно разогреть еду в металлической посуде с помощью СВЧ-печи. Что и говорить о посуде с металлическими рисунками и каемками, которые легко разрушаются под действием СВЧ-волн (от индуцируемых вихревых токов), что просто портит посуду.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Как устроена микроволновая печь

Микроволновка работает практически в каждой современной квартире. Этот удобный бытовой прибор умеет подогревать, размораживать, запекать. Некоторые модели способны поджаривать на гриле и выполнять сложные программы для изготовления внутри готовых блюд. Принцип действия микроволновки не поменялся с момента ее изобретения. Но благодаря достижениям технического прогресса выросла безопасность оборудования, а электрическая схема способна осуществлять комплексное управление и точный контроль параметров работы.

Общий принцип действия микроволновой печи

Физика процесса нагрева содержимого микроволновки достаточно проста. СВЧ излучение воздействует на молекулы продуктов, и благодаря их взаимному трению выделяется тепло. Но это слишком простое объяснение.

На самом деле, колебаниям подвергаются только молекулы воды. Но если поставить в микроволновку идеально чистый стакан с дистиллированной жидкостью, то ее температура при стандартном времени работы печи изменится достаточно мало. Так почему же нагреваются продукты? Это происходит благодаря трению молекул на границе сред, то есть, разных веществ. А так как строение любого материала, будь то съедобный продукт или кусок дерева, велико и обязательно имеет в структуре воду, возникают разноамплитудные колебания.

В микроволновку нельзя класть металлы. При воздействии на них СВЧ излучения образуются поверхностные токи и происходят искровые, дуговые пробои на стенки внутреннего отделения печи. Однако технический прогресс нашел выход. Сегодня множество компаний, например, Daewoo, выпускают микроволновки, в которые можно ставить металлические предметы. Также во многих моделях разрешено использование замкнутых контуров, в частности, тарелок с тиснением фольгой по краю или декоративных блюд с металлическим бортом.

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.

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.

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.

Читайте также  Трехходовой смесительный клапан принцип работы

Схемы распределения СВЧ волн

Сначала стоит остановиться на работе блока генерации СВЧ. Строение магнетрона представляет собой излучающий элемент и обмотку, генерирующую магнитное поле. Эта лампа, грубо говоря, постоянно изнашивается. Все сталкивались с ситуацией, когда с ходом эксплуатации микроволновка разогревает все слабее и слабее. Это нормальное явление, каждая модель рано или поздно требует замены магнетрона.

В печах разных производителей (или уровня сложности) может использоваться отличные друг от друга схемы распределения СВЧ волн. В стандартном варианте решения, который применяет компания LG и множество других производителей, от магнетрона в область продуктов идет только один волновод. Он закрыт слюдяной пластиной, чтобы предотвратить попадание мусора и пара.

В некоторых микроволновках компании Samsung используется другой принцип: устанавливается основной волновод и несколько щелевых антенн. Это позволяет равномерно распределять поток энергии, формировать так называемое 3D излучение. Кроме этого, печь, варьируя мощность магнетрона, добивается плавного нагрева продуктов по всему объему.

Но самое главное в генерации волн СВЧ — их параметры. Частота излучения магнетрона в микроволновке составляет 2.45 ГГц — именно это значение является резонансным для молекул воды, заставляя их колебаться с большой амплитудой. Происходит нагрев продукта. Тепло от поверхностных слоев постепенно распространяется по всему объему продукта.

Есть некоторые решения, позволяющие ускорить разогрев пищи в рабочей области печи. Это так называемые диссекторы. По внешнему виду такой конструкционный элемент похож на вентилятор на потолке камеры микроволновки. Однако он делает другую работу, а именно рассеивает СВЧ волны.

Другие функциональные элементы печи имеют вполне понятное назначение. Например, микроволновка с грилем действует на пищу не только СВЧ, но и инфракрасным излучением. Она позволяет добиться на продуктах красивой запеченной корочки. Отдельные модели печей могут оснащаться дополнительными вентиляторами для отвода тепла.

Как работает система защиты

Также стоит подробно осветить функционирование систем безопасности. Они делятся на две значимые группы.

  1. Контроль параметров аппаратной части. Это датчик температуры магнетрона, предохранители, охлаждающие вентиляторы. Они решают задачу блокировки потенциально аварийных ситуаций и поддержания нормированных показателей работы электроники
  2. 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.

Электрическая схема СВЧ

На основании изложенного выше нетрудно понять, как микроволновая печь устроена, просто рассматривая ее снаружи, заглядывая в камеру и в тыл. Но если захочется что-то починить, полезно в общих чертах понимать, как узлы взаимодействуют между собой. В этом поможет принципиальная схема микроволновой печи. Ее строение только на первый взгляд кажется сложным. Однако любая схема состоит из базовых блоков. В качестве примера стоит посмотреть на устройство модели с механическим аналоговым управлением.

Из схемы ясно видно, как преобразуется энергия и работают системы безопасности. Одним из самых первых контуров всегда выступает шумоподавитель (NOISE FILTER). Именно он гасит колебания, которые формирует разрядник энергии в дверке, защита человека от высокочастотного излучения.

Затем идет система основной безопасности. Это блок контактов в дверке, один отслеживает прилегание к корпусу, второй положение защелки, третий позицию ручки. При незамкнутом состоянии любого из них печь не будет работать.

Третий функциональный блок — приводы и подсветка. Здесь все просто. На двигатель, который крутит тарелку, на вентилятор и лампу, подается постоянное напряжение. Таймер размыкает цепь при окончании установленного временного интервала.

Последний рабочий контур — повышающий трансформатор, датчик контроля температуры магнетрона, его система защиты от пробоя и плавкий предохранитель. И заканчивается схема всегда одинаково. Главным рабочим органом печи, магнетроном.

В качестве заключения

Несмотря на то, что микроволновка может показаться крайне сложным и даже опасным устройством, ее рекомендуется регулярно обслуживать. Это безопасно и просто. Вскрывать корпус, чтобы удалить пыль с аппаратной части, не стоит. Достаточно держать в чистоте поверхность стенок отсека для продуктов, стекло дверки. Периодически аккуратно снимать и протирать слюдяную пластину, закрывающую волновод. И тогда микроволновка будет сохранять стабильные параметры весь срок, заявленный производителем.

Устройство микроволновки

Устройство и конструкция СВЧ-печи

Главная деталь в любой СВЧ печи – это магнетрон. Магнетрон – это такая специальная вакуумная лампа, которая создаёт СВЧ-излучение. СВЧ-излучение весьма интересным образом воздействует на обычную воду, которая содержится в любой пище.

При облучении электромагнитными волнами частотой 2,45 ГГц молекулы воды начинают колебаться. В результате этих колебаний возникает трение. Да, обычное трение между молекулами. За счёт трения выделяться тепло. Оно то и разогревает пищу изнутри. Вот так вкратце можно объяснить принцип действия микроволновки.

Конструкция микроволновки.

Конструктивно микроволновая печь состоит из металлической камеры, в которой приготавливается пища. Камера снабжена дверцей, которая не позволяет излучению выйти наружу. Для равномерного разогрева пищи внутри камеры установлен вращающийся столик, который приводится в движение мото-редуктором (мотором), который сокращённо называется T.T.Motor (Turntable motor).

СВЧ-излучение генерируется магнетроном и через прямоугольный волновод подаётся в камеру. Для охлаждения магнетрона во время работы служит вентилятор F.M (Fan motor), который прогоняет холодный воздух через магнетрон. Далее нагретый воздух от магнетрона через воздуховод направляется в камеру и также используется для нагрева пищи. Через специальные неизлучающие отверстия часть нагретого воздуха и водяной пар выводится наружу.

В некоторых моделях СВЧ-печей для формирования равномерного нагрева пищи используется диссектор, который устанавливается в верхней части камеры микроволновки. Внешне диссектор напоминает вентилятор, но он предназначен для создания определённого типа СВЧ-волны в камере так, чтобы осуществлялся равномерный прогрев пищи.

Электрическая схема микроволновки.

Давайте взглянем на упрощённую электрическую схему рядовой микроволновки (кликните для увеличения).

Как видим, схема состоит из управляющей части и исполнительной. Управляющая часть, как правило, состоит из микроконтроллера, дисплея, кнопочной или сенсорной панели, электромагнитных реле, зуммера. Это «мозги» микроволновки. На схеме всё это изображено отдельной платой с надписью Power and Control Curcuit Board. Для питания управляющей части микроволновки используется небольшой понижающий трансформатор. На схеме он отмечен как L.V.Transformer (показана только первичная обмотка).

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

Исполнительные элементы и цепи — это магнетрон (Magnetron), мото-редуктор столика T.T.Motor (Turntable motor), охлаждающий вентилятор F.M (Fan Motor), ТЭН гриля (Grill Heater), лампа подсветки O.L (Oven Lamp).

Особо отметим исполнительную цепь, которая является генератором СВЧ-излучения.

Начинается эта цепь с высоковольтного трансформатора (H.V.Transformer). Он самый здоровый в микроволновке. Собственно, это и не удивительно, ведь через него нужно прокачать мощность в 1500 — 2000 Вт (1,5 — 2 kW), необходимых для магнетрона. Выходная же (полезная) мощность магнетрона 500 — 850 Вт.

К первичной обмотке трансформатора подводится переменное напряжение сети 220V. С одной из вторичных обмоток снимается переменное напряжение накала 3,15V. Оно подводится к накальной обмотке магнетрона. Накальная обмотка необходима для генерации (эмиссии) электронов. Стоит отметить, что ток, потребляемый этой обмоткой, может достигать 10A.

Другая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а также схема удвоения напряжения на высоковольтном конденсаторе (H.V.Capacitor) и диоде (H.V. Diode) создаёт постоянное напряжение в 4kV для питания анода магнетрона. Ток анода небольшой и составляет где-то 300 мА (0,3A).

В результате электроны, эмитированные накальной обмоткой, начинают своё движение в вакууме.

Особая траектория движения электронов внутри магнетрона создаёт СВЧ-излучение, которое и нужно нам для нагрева пищи. СВЧ-излучение отводится из магнетрона с помощью антенны и поступает в камеру через отрезок прямоугольного волновода.

Вот такая несложная, но весьма изощрённая схема является неким СВЧ-нагревателем. Не стоит забывать, что сама камера СВЧ-печи является элементом данного СВЧ-нагревателя, так как представляет, по сути, резонатор, в котором возникает электромагнитное излучение.

Кроме этих элементов в схеме микроволновой печи есть множество защитных элементов (см. термовыключатели KSD и аналоги.). Так, например, термовыключатель контролирует температуру магнетрона. Его штатная температура при работе где-то 80 0 – 100 0 C. Этот термовыключатель крепится на магнетроне. По умолчанию он не показан на упрощённой схеме.

Другие защитные термовыключатели подписаны на схеме, как OVEN THERMAL CUT-OUT (устанавливается на воздуховоде), GRILL THERMAL CUT-OUT (контролирует температуру гриля).

При наличии нештатной ситуации и перегреве магнетрона термовыключатель размыкает цепь, и магнетрон перестаёт работать. При этом термовыключатель выбирается с небольшим запасом — на температуру отключения 120 – 145 0 С.

Весьма важными элементами микроволновой печи являются три переключателя, которые встроены в правый торец камеры СВЧ-печи. При закрытии передней дверцы два переключателя замыкают свои контакты (PRIMARY SWITCH – главный выключатель, SECONDARY SWITCH– вторичный выключатель). Третий – MONITOR SWITCH (контрольный выключатель) – размыкает свои контакты при закрытии дверцы.

Неисправность хотя бы одного из этих выключателей приводит к неработоспособности микроволновки и срабатыванию плавкого предохранителя (Fuse).

Чтобы снизить помехи, которые поступают в электросеть при работающей СВЧ-печи, имеется сетевой фильтр — NOISE FILTER.

Дополнительные элементы микроволновки.

Кроме базовых элементов конструкции, микроволновка может быть оснащена грилем и конвектором. Гриль может быть выполнен в виде нагревательного элемента (ТЭН’а) или инфракрасных кварцевых ламп. Эти элементы микроволновки очень надёжны и редко выходят из строя.

Нагревательные элементы гриля: металло-керамический (слева) и инфракрасный (справа).

Инфракрасный нагреватель представляет собой 2 последовательно включенные инфракрасные кварцевые лампы на 115V (500 — 600W).

В отличие от микроволнового нагрева, который происходит изнутри, гриль создаёт тепловое излучение, которое разогревает пищу снаружи внутрь. Гриль разогревает пищу медленнее, но без него невозможно приготовить поджаристую курочку .

Читайте также  Как устроен генератор постоянного тока?

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 прогреву пищи.

Про фьюз-диод, высоковольтный конденсатор и диод.

Элементы в цепи питания магнетрона обладают интересными свойствами, которые нужно учитывать при ремонте микроволновки.

Так, по умолчанию, высоковольтный конденсатор (H.V.Capacitor) имеет встроенный резистор.

Он служит для разряда конденсатора. Дело в том, что конденсатор находится под высоким напряжением (2 кВ), и поэтому после выключения СВЧ-печи требуется его разряд. Это предохранительная мера. Также бывает, что резистор внутри конденсатора перегорает, и конденсатор не разряжается. Поэтому перед проведением ремонта микроволновки рекомендуется принудительно разряжать конденсатор на корпус.

Внешний вид высоковольтного конденсатора 1.0µF * 2100V AC.

Высоковольтный диод (H.V. Diode) является комбинированным элементом и состоит из целой вереницы последовательно включенных диодов. Это позволяет составному диоду работать с высоким напряжением. Но в этом кроется подвох. Дело в том, что протестировать такой диод стандартной методикой проверки не удастся. Мультиметр просто не сможет «открыть» такой диод из-за того, что пороговое (прямое) напряжение отпирания (VF) диодов складываются. В результате в прямом и обратном включении высоковольтный диод будет иметь высокое сопротивление.

Так, например, для диода HVR-1X3 максимальное прямое напряжение (VF) составляет 11V. Если учесть, что обычно падение напряжения на переходе в прямом включении (VF) у кремниевых диодов составляет 1 — 1.1V, то получается, что в диоде HVR-1X3 ориентировочно смонтировано 10 последовательно включенных диодов.

Максимальное постоянное обратное напряжение такого диода — 12kV!

В некоторых микроволновых печах параллельно высоковольтному конденсатору устанавливается фьюз-диод (защитный диод). По сути, фьюз-диод — это двунаправленный высоковольтный супрессор. Он служит для того, чтобы защитить конденсатор от завышенного рабочего напряжения, которое чревато выходом из строя последнего. Но на практике чаще бывает так, что он сам и выходит из строя. В таком случае ремонтники просто удаляют его из цепи, как ненужный аппендикс. На деле оказалось, что микроволновки прекрасно работают и без такого диода.

Для тех, кто желает более детально разобраться в устройстве СВЧ-печей, подготовлен архив с сервисными инструкциями микроволновых печей (Daewoo, SANYO, Samsung, LG). В инструкции приведены принципиальные схемы, схемы разборки, рекомендации по проверке элементов, список комплектующих.

Также рекомендуем ознакомиться с книгой «Ремонт микроволновых печей».

Что такое микроволновая печь

  1. Устройство и принцип работы
  2. Виды микроволновок
  3. Особенности эксплуатации
  4. Параметры
  5. Объём внутренней камеры
  6. Гриль
  7. Внутреннее покрытие
  8. Панель управления
  9. Мощность
  10. Дополнительные функции и приспособления
  11. Самая частая неисправность микроволновок
  12. Производители

Микроволновая печь – это бытовая техника, предназначенная для разогрева, разморозки и приготовления водородосодержащих продуктов методом облучения молекул сверхвысокочастотными, электромагнитными колебаниями — движение молекул (трение) приводит к разогреву продукта на глубине до 5 см. от его поверхности (зависит от мощности магнетрона).

Чем мощнее магнетрон в микроволновке, тем глубже проникновение электромагнитных волн в продукты, следовательно быстрее и разогрев.

Устройство и принцип работы

По элементу управления магнетроном, создающим магнитные волны, разделяют трансформаторные и инверторные микроволновые печи.

Микроволновая печь конструктивно состоит из:

  1. Магнетрон, который непосредственно излучает микроволны.
  2. Повышающий трансформатор или инвертор — подает высокое напряжение на магнетрон.
  3. Металлический корпус (рабочая камера), в котором происходит разогрев пищи.
  4. Охлаждающий вентилятор.
  5. Волновод, обеспечивающий передачу излучения в камеру от магнетрона.
  6. Вращающийся стеклянный столик.
  7. Панель управления с кнопками и регуляторами.

Нагрев продукта в микроволновой печи основан на принципе дипольного сдвига – преобразования электромагнитного излучения в тепловую энергию. Под действием магнитного поля, которое вырабатывает магнетрон, полярные молекулы, содержащиеся в продукте, начинают сдвигаться, выстраиваясь согласно силовым линиям. Поскольку поле переменное меняется и направление движения.

Раскачиваясь и сталкиваясь между собой, молекулы увеличивают кинетическую энергию тела, что приводит к повышению его температуры.

Нагрев в результате диполярного сдвига зависит от свойств молекул и особенностей межмолекулярного взаимодействия. Частота излучения магнетрона 2,450 ГГц оптимально подобрана для воздействия молекул воды в жидком состоянии.

Отдельно можно отметить устройства, совмещающее в себе духовой шкаф. Подобное сочетание позволяет существенно экономить место на кухне.

Преимущества встроенной духовки с микроволновкой — большой выбор моделей и количество функций.

Существуют пользователи, которые считают, что СВЧ и микроволновка имеют разницу — микроволны и сверхвысокие частоты это одно и тоже.

Виды микроволновок

По типу конструкции микроволновки делятся на несколько видов:

  1. Соло-модели. Это модели обладающие только функцией СВЧ, без дополнительных программ — предназначены только для разогрева и разморозки продукта.
  2. С грилем. В камере установлен нагреватель (кварцевый или металлический ТЭН). Микроволновые печи с грилем способны не только разогревать пищу, но и запекать её как в обычной духовке. Количество, расположение и мощность нагревателей зависит от функциональных особенностей конкретной модели.
  3. С конвекцией. В заднюю стенку внутренней камеры вмонтирован вентилятор, разгоняющий горячий воздух по всему объёму, обеспечивая равномерное запекание продукта.
  4. Со встроенной пароваркой. Модели комплектуются контейнером, в который заливается вода. Внутри камеры микроволновки она разогревается до кипения и превращается в пар.
  5. Инверторные печи. В таких СВЧ- печах трансформатор заменён электронной платой. В результате мощность снижается или повышается плавно, а не скачкообразно, как в традиционных моделях.

Особенности встраиваемых микроволновок описаны в этой статье.

Особенности эксплуатации

При эксплуатации микроволновой печи придерживайтесь следующих мер безопасности:

  1. Не включайте пустую СВЧ печь.
  2. Не включайте в розетку с повреждённым проводом.
  3. Во избежание возгораний внутри камеры следите, чтобы продукты не перегревались.
  4. Разогревайте продукты только в предназначенной для этого посуде: стеклянной, фарфоровой, изготовленной из термоустойчивого пластика. Металлическими ёмкостями разрешается пользоваться только в режиме гриля.
  5. Вскрывайте герметичную упаковку, чтобы она не взорвалась внутри камеры — требуется отток скопившегося пара, чтобы снизить давление.

После готовки или разогрева пищи в микроволновой печи протирайте внутренние стенки влажной губкой. В противном случае остатки жира могут воспламениться при последующих включениях. Внешнюю и внутреннюю поверхность камеры протирайте влажной тряпкой без использования агрессивных чистящих средств, чтобы влага не попала в вентиляционное отверстие.

Параметры

Объём внутренней камеры

Все микроволновки в зависимости от объёма внутренней камеры условно делятся на три категории:

  1. Объёмом до 20 литров. Отличаются небольшими габаритами и подходят для 1-2 пользователя. Курицу или индюшку целиком в такой печи не приготовить.
  2. От 20 до 28 литров. Подходят для семьи из 3-4 человека. В камеру микроволновки такого объёма войдёт широкое блюдо и курица целиком.
  3. Свыше 28 литров. Подойдёт для семьи из 5 человек и более. Модель оптимальна, если требуется готовить или разогревать одновременно большой объём пищи.

Гриль

С помощью гриля продукты готовят, а не просто их подогревают. Например, запекают овощи или жарят рыбу с корочкой.

Существует 2 основных типа гриля:

ТЭНовый. Это металлическая трубка с нагревательным элементом внутри, размещённый в верхней части камеры.

  • Простота.
  • Надёжность.
  • Равномерный нагрев продукта.

Чтобы усилить мощность гриля и увеличить скорость приготовления пищи, внутри камеры может быть установлено несколько ТЭНов. В зависимости от конструкции они могут быть подвижными и неподвижными. Подвижные могут менять своё положение, обеспечивая равномерный прогрев продукта во время приготовления, и упрощая процесс уборки.

Кварцевый. Это кварцевая трубка с нагревательным элементом внутри, закрытая металлической решёткой. По сравнению с ТЭНовым грилем у него есть ряд преимуществ:

  • Не занимает рабочее пространство камеры, поскольку скрыт в её потолке.
  • Экономичен.
  • Прост в уходе.

При этом кварцевый гриль не меняет положение и не обеспечивает равномерный прогрев продукта. В некоторых моделях встречается нижний гриль – встроенный в дно камеры инфракрасный нагреватель. СВЧ-печь с грилем стоит дороже соло-моделей, поэтому приобретать её стоит только, если владелец планирует готовить, а не просто разогревать пищу.

Внутреннее покрытие

Существует три основных вида покрытия внутренней камеры: эмаль, керамика, нержавейка. Они отличаются друг от друга трудоёмкостью в очистке и долговечностью.

  1. Эмаль. Самое бюджетное покрытие. При длительном использовании эмаль желтеет, на ней могут появиться трещины и сколы. Покрытие трудоёмкое в уходе, требует специальных чистящих средств.
  2. Керамика или биокерамика. Прочное, долговечное и доступное по цене покрытие. Легко чистится мягкими моющими средствами.
  3. Нержавеющая сталь. Самое долговечное и дорогостоящее из всех видов покрытий в микроволновках — устойчиво к механическим повреждениям. Требует тщательного ухода – на глянцевой поверхности после готовки остаются брызги и капли жира. Такое покрытие нежелательно чистить абразивными веществами, оставляющие царапины.

Панель управления

Существует 3 типа управления СВЧ-печью:

  1. Механическое. Представляет собой 2 регулятора: один задаёт мощность, другой время разогрева. Достоинства такого типа управления – простота и низкая стоимость. Недостаток – нельзя точно выставить время приготовления. В моделях с механическим типом управления легко перегреть блюдо.
  2. Кнопочное. В моделях с кнопочным типом управления устанавливают дисплей, на котором отображается точное время приготовления. Такие СВЧ-печи могут не только разогревать, но и готовить разные блюда. Кнопочное управление уступает в надёжности механике, но превосходит сенсор.
  3. Сенсорное. Самый современный и востребованный тип управления. Отличается большим выбором программ по разогреву и приготовлению продукта, даёт возможность точно выставить время работы печи. Кнопки и выступающие части отсутствуют, поэтому за панелью легко ухаживать. Единственный недостаток – высокая цена.

Человеку, который берёт СВЧ печь просто для разогрева пищи стоит обратить внимание на бюджетные модели с механическим управлением. Если прибор приобретают, чтобы готовить в нём, лучше остановить свой выбор на устройстве с сенсорной панелью.

Мощность

Мощность – это одна из базовых характеристик микроволновой печи. Именно от неё зависит, как быстро разогреется и приготовится блюдо. Мощность соло-моделей колеблется в диапазоне 500 – 1100 Вт. Чем выше этот показатель – тем быстрее разогреется продукт. У моделей с грилем мощность увеличивается до 1500 Вт.

В режиме гриля устройство потребляет больше всего электроэнергии. В СВЧ-печах с конвекцией этот показатель достигает 2 кВт. Чем выше мощность – тем выше цена модели и затраты по электроэнергии.

Читайте также  Газовый холодильник принцип работы

Дополнительные функции и приспособления

Именно они определяют возможности микроволновой печи. Выделим самые известные:

  • Автоприготовление. Программа, которая подбирает время приготовления и мощность в зависимости от веса и наименования продукта.
  • Контейнер-пароварка. Бюджетный аналог встроенной пароварки. В контейнер с двойным дном заливается вода, которая закипает во время приготовления и превращается в пар.
  • Блокировка от детей. Встречается в моделях с сенсорным и кнопочным управлением. При включённой блокировке панель управления не реагирует на нажатие кнопок.
  • Вертел. Металлический штырь, который вращается внутри камеры. На вертеле запекают большие куски мяса, шашлык, овощи.
  • Очистка паром — облегчает процесс ухода за внутренней камерой, размягчает засохшие пятна жира и грязи.
  • Отложенный старт — поможет приготовить или разогреть блюда к нужному времени.
  • Отключение звуковых сигналов – функция актуальна для пользователей, кому мешают громкие звуки, например, если спит маленький ребенок.

Не будут лишними и дополнительные аксессуары, идущие в комплекте – вертела, колпаки, чаши для пара, посуда для запекания, многоуровневые подставки и т.д.

Самая частая неисправность микроволновок

Практически все модели часто подвержены одной неисправности. В определенный момент микроволновка не реагирует на нажатие кнопок или повороту рычагов. Как правило, происходит это из-за засорения или выхода из строя микропереключателей, предназначенных для защиты от случайного включения при открытой дверце: на дверце присутствуют замки с выступающими частями, которые замыкают/размыкают минимум 3 микропереключателя, соединенных последовательно.

Повреждение одного не даст сработать остальным. Чаще это просто засорение, и в домашних условиях легко диагностируется резким захлопыванием дверцы. Если при резком захлопывании дверцы микроволновки управление реагирует на нажатие и печь включается, требуется заменить микропереключатель или очистить прилегающий к нему механизм (обычно загрязняется жиром).

Производители

Выделим несколько производителей, чья продукция занимает лидирующие позиции на рынке сбыта:

  1. LG. Широкий модельный ряд и доступная цена обеспечивают популярность потребителей.
  2. Samsung. Устройства, выпускаемые под этим брендом, отличаются разнообразным дизайном, надёжностью и практичностью.
  3. Panasonic. Это первая компания, выпустившая микроволновую печь с инвертором. Продукция отличается надёжностью и функциональностью.
  4. Bosh. Немецкий бренд производит технику премиум-класса. Отличительные черты – современный дизайн и надёжность.

Будем рады оценке «Понравилось» или «Не понравилось» и комментарию, о том, что именно не понравилось в статье. Если оценили материал отрицательно и прокомментировали, мы постараемся его улучшить — нам важно знать Ваше мнение!

Принцип действия микроволновой печи

Не задумывались об электромагнитной совместимости. Wi-Fi мешает радиотелефону, сотовая связь частенько перестает работать вблизи микроволновой печи. Подавляющая часть бытовой техники излучает электромагнитные волны, причем на схожих частотах. Чтобы проиллюстрировать, возьмем, телевизионный канал. Занимает некоторую полосу диапазона. Попадает помеха, получаются искажения изображения случайного характера. Иногда непонятно творящееся на экране. Схожим образом работают все устройства, принимающие и передающие информацию. Теперь рассмотрим принцип действия микроволновой печи, почему важно соблюсти электромагнитную совместимость с Wi-Fi. Неужто, чтобы пожарить курочку, придется передать или принять информацию.

Основы работы микроволновой печи

Основополагающий принцип микроволновой печи не подразумевает передачи или приема информации, предусматривает излучение частоты 2,4 ГГц, давшей прибору название. Длина волны составляет доли сантиметра. Малая величина, и печь назвали микроволновой. Много приборов использует отрезок 2,4 ГГц. Почему, зачем создавать проблемы совместимости?

В стране создано нечто вроде государственной инспекции по радиочастотам. Энтузиасту не рекомендуется собирать микроволновую печь самостоятельно из «завалявшегося» магнетрона средневековой станции кругового обзора. Военные будут рады, лишняя звезда на погоны (за поимку). На западе, быть может, доходчиво объяснят, почему на боевых частотах тихо в мирное время, у нас однозначно посадят. Вывернут так, будто поймали супершпиона, хотел сорвать боеспособность великой державы. Особенно если самоучка живет в захолустье, где диверсантов вовек не водилось. Гораздо проще, чем обрезать наркотрафик, нет шансов наступить на больной мозоль шишке (местному бугорку). Количество звезд может не только увеличиваться…

Это интересно! Перед катастрофой радисты Титаника вели оживленную беседу с проходящими поблизости судами. Поскольку эфир заполнили шутки, соседи отказались верить сигналам бедствия (передано 3-5 раз). Ближнее судно немецкое, оскорбленное выпадами против Германии, не изменило направления движения. Прочие пришли к морозному месту катастрофы утром, опоздали.

Зачем жестко делить диапазоны. Военные пусть берут электромагнитные колебания. Второсортные частоты розданы на связь авиации, железным дорогам, судам, полиции, где жизненно важно слышать друг друга на расстоянии. Третьесортные частоты, будьте спокойны, проданы спутниковому вещанию, радио, телевидению. Четвертый сорт доступен бесплатно. Пара частот в районе 450 МГц, линейка пониже. Подробнее почитаете в УКВ антенна своими руками. Мощность передатчика ограничена. Что касается микроволновых печей, агрегаты, подобно большинству представителей бытовой техники, включены в третий сорт, будут оставаться, пока на земле воюют, хотят куда-то ехать.

У читателя возник вопросительный знак в голове больше Эйфелевой башни. Почему существует строгость в разделении. Все хотят жить хорошо, делать минимум работы. Часть третьесортных частот продается, там находятся радиостанции крупных предприятий, железных дорог. Мощности передатчиков по-прежнему ограничены, государство ведет строгий контроль. Желание жить обусловлено особенностями организации Вселенной.

Разные по длине радиоволны распространяются на неодинаковые расстояния (не из-за мощности передатчика), некоторые поглощаются атмосферой, туманом, озоновым слоем. К разряду относится частота 2,4 ГГц, позволяющая работать микроволновым печам. Волна, пройдя облако, теряет львиную долю мощности. Соседние диапазоны белогривых лошадок не замечают. Особенности организации Вселенной. Пусть физики бьются над вопросом волнового резонанса.

Народа, изготовителям микроволновых печей подарком оказалось: радиоволна частоты 2,4 ГГц отдает часть энергии воде. Пища в значительной мере сформирована жидкостью, дающей жизнь, проливается дождями, наполняет океаны. Поместив пищу в экранированный ящик, запустив электромагнитную волну частотой 2,4 ГГц, приводим в действие волшебный механизм подогрева съестного. Эффект подпирает принцип действия микроволновой печи.

Микроволновка и здоровье человека

Слышали об индукционном методе плавления металлов в вакууме. Схожим образом работает микроволновая печь, принцип действия основан на передаче энергии волны пище. В толще продукта наводятся процессы, живо разогревающие снедь – самый быстрый сегодня способ получить жаркое. Работники, обслуживающие технику, проходят периодические медосмотры по фактору вредности Ионизирующее излучение. Избегаем излишне обнадеживать читателей. Ходят слухи, ученые поместили в микроволновку стакан воды на время, попробовали позже получить иней. Вместо красивых, ровных снежинок получилась дребедень: рост кристаллов нарушен. Сделан вывод: микроволновые печи укреплению здоровья не послужат, поскольку в организме проходят процессы, подобные образованию уродливых кристалликов льда.

Научно доказанный швейцарскими учеными факт. По-прежнему миллиарды людей продолжают пользоваться микроволновыми печами, не жалуются. Редкий повар применяет прибор для готовки, подогреть горят желанием многие. Пока идут споры, вредна ли микроволновая печь, принцип действия используется в быту.

Американец Перси Спенсер заметил способность СВЧ излучения нагревать предметы, не думал о вреде, пользе здоровью. Говорят, в кармане ученого расплавилась шоколадка (носил перекусить). Так вещают рекламные ролики. Но по некоторым сведениям, Запад после Второй мировой войны получил доступ к техническим открытиям фашистской Германии. Микроволновая печь – очередное детище. Для каких целей использовали фашисты, остается загадкой – вред безусловен, приведем два веских довода:

  1. Эксперты отечественной лаборатории поделили обыкновенную воду на две части. Одну кипятили электрочайником, другую — микроволновой печью. Для эксперимента были отобраны две одинаковые фиалки. Каждое растение поливалось своей водою. Через неделю фиалка, получавшая влагу, прошедшую микроволновую печь, начала выказывать признаки увядания. Количество жидкости было одинаковым. Выводы делайте.
  2. Куриное мясо, готовящееся микроволновой печью, сходно составом телу человека. Полезно подумать над следующим фактом. Чтобы излучение не покидало прибор, на дверце стеклянной нанесена металлическая сетка. Проверить надежность просто. Положите в выключенную микроволновую печь (с вилкой, воткнутой в розетку) сотовый телефон, позвоните. Сигнал прошел – эффективность защиты невысокая. Сотовые телефоны используют частоту 2 ГГц, особенностями распространения напоминает 2,4, используемые микроволновой печью.

Советуем испробовать защиту в магазине. Отчаялись найти микроволновую печь с качественной защитой – избегайте подходить, когда готовится пища. Молоко грудным детям греть излучением СВЧ категорически запрещается. Опасна печь беременным женщинам.

Высокочастотное излучение ухудшает функционирование ряда систем человеческого тела: нервную, иммунную. Не обходится без последствий для кроветворной, половой. Микроволновая печь — устройство, принцип действия которого задействует опасные механизмы. Проявляйте осторожность, пользуясь прибором.

Внутренности микроволновой печи

Военный личного состава частей обеспечения воздушного движения скупо улыбнется, услышав слово магнетрон. Подобная штуковина заставляет радар испускать пачки импульсов, сканирующие пространство. Некоторые птицы вьют гнезда, используя сетку рефлекторов антенн, излучатели – потомство гибнет. В микроволновой печи готовят куриные яйца…

Птахи улетают, испытав неудачный опыт. Принципиальная схема микроволновой печи содержит следующие элементы:

  • магнетрон (сердце прибора);
  • рабочая камера с вращающимся подиумом;
  • волновод соединяет антенну магнетрона с пищевым отсеком;
  • металлический корпус с защитной дверцей;
  • схема формирования питающих напряжений, тока разогрева электродов.

Остальное просто как дважды два. Магнетрон генерирует высокочастотные колебания, волноводом энергия доставляются пищевому отсеку. Наведенные токи за счет колебаний молекул (воды) разогревают снедь. Чтобы внутрь волновода не попали капли жира и прочая грязь, выход прикрывается слюдой. Диэлектрический материал, не препятствует прохождению радиоволн. Хотим указать на необходимость прикрыть пищу колпаком, идущим в комплекте. Много жира попадет на слюду, случится пробой. Будет слышен страшный треск, увидите полыхания электрической дуги при выходе волновода в отсек. Механизм передачи энергии воде считается недоказанным, играет роль гипотезы.

Собравшихся делать ремонт микроволновой печи своими руками, отрекомендуем осуществлять задуманное. Внутри высокочастотное напряжение до 10 кВ, расправляется с желающими самостоятельно забраться внутрь. Только опытный электрик справится с задачей, не надо рассказывать о простенькой схеме формирования напряжений, прячущейся в недрах прибора.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: