Mikrovalovna: princip delovanja in naprave

Mikrovalovna pečica je ena od nepogrešljivih naprav v kuhinji, brez katere gospodinje danes nimajo težav. Vsakdo ve, kako ga uporabiti: dajte jed, pritisnite 1-2 gumba in počakajte 2-3 minute, potem pa ostane, da dobite že segreto hrano. Vendar pa malo ljudi razume načelo delovanja mikrovalovne pečice, to je, kako delujejo njegovi glavni elementi. Poskusimo razumeti to vprašanje.

Mikrovalovno načelo

Vse mikrovalovne pečice delujejo na enak način, glavni element pa je magnetron - posebna naprava, ki lahko oddaja kratke valovne dolžine in frekvenco 2450 MHz. V sodobnih napravah je moč 700-1000 vatov. Upoštevajte, da se med delovanjem zelo segreje, zato je v bližini nameščen ventilator, ki opravlja več funkcij naenkrat: najprej odstrani toploto iz magnetrona, drugič pa zagotavlja kroženje zraka v komori mikrovalovne pečice. To pa zagotavlja enakomerno ogrevanje izdelkov.

Pravzaprav je to osnova celotnega načela mikrovalovne pečice: magnetron daje kratke valove z visoko frekvenco, ki vplivajo na hrano in jo segrevajo. Taka razlaga je seveda primitivna, vendar ponuja tudi priložnost za razumevanje bistva procesa.

Podrobnejša razlaga

Mikrovalovi, ki jih oddaja magnetron, preidejo v komoro peči skozi poseben valovod, kanal s kovinskimi stenami, ki odsevajo magnetno sevanje. Ko ti valovi vstopijo v komoro, vplivajo na hrano, natančneje na molekule vode, ki jih vsebuje katerikoli živilski proizvod. Posledica tega je, da se dipoli (molekule) pod vplivom mikrovalov začnejo hitro premikati, drgniti drug proti drugemu, kar prispeva k sproščanju toplotne energije. Tako se ogreva hrana.

Posebnost mikrovalov je, da lahko prodrejo do 3 cm. Preostali volumen izdelka se segreje od zgornje plasti. To načelo delovanja magnetrona v mikrovalovni pečici pojasnjuje, zakaj je po segrevanju hrana lahko vroča od zgoraj in hkrati v notranjosti hladna. Toplota prodira globoko zaradi naravne toplotne prevodnosti.

Če ste prej uporabili podobno napravo, med ogrevanjem ne morete opaziti, da se vrti. To je potrebno, da mikrovalovi pridejo na vsa območja ogrevanih izdelkov.

Mikrovalovna zaščita

Glede na načelo mikrovalovne pečice je smiselno razmišljati o nevarnostih, ki jih predstavlja za zdravje ljudi. Seveda so mikrovalovi, ki jih oddaja magnetron, škodljivi za ljudi. Ko pa se vrata odprejo, magnetron ustavi svoje delo, zato oseba ne more fizično občutiti njihovega vpliva. In tako, da ne presežejo komore za ogrevanje, je zagotovljena posebna zaščita. Vse njegove stene so kovinske, ki odsevajo valove in ne morejo zapustiti naprave. Kot je za steklena vrata (preprosto mora biti, tako da lahko uporabnik vidi proces ogrevanja ali kuhanja), je prekrita s posebno mrežo, ki odražajo mikrovalovne pečice. Če se ta mreža odstrani, lahko valovi zapustijo prostor kamere in to lahko resnično škoduje osebi. Uporaba mikrovalovne pečice je nesprejemljiva, če je poškodovana, na primer tesnilo vrat ali mreža.

Mimogrede, glede na dejstvo, da kovina odraža mikrovalovne pečice, kovinski pripomočki ne smejo biti uporabljeni.

Načrt naprave

Vse mikrovalovne pečice delujejo na enak način, zato imajo enako sestavo delov. Zlasti se lahko razlikujejo naslednji strukturni elementi: t

1. Magnetron - glavna enota, ki je vir mikrovalov.
2. Kamera z vrtljivimi pisti in kovinskimi zidovi, ki odsevajo radijske valove.
3. Transformator za povečanje napetosti.
4. Vrata z varnostno mrežo in prozornim steklom.
5. Komunikacijska in kontrolna shema.
6. Valovnik.
7. Ventilator za hlajenje magnetrona.

Vsi ti elementi sodelujejo pri delovanju peči.

Delovanje Magnetrona

Kot smo že omenili, je magnetron srce mikrovalovne pečice. Je elektrovakuumska dioda, izdelana iz velike cilindrične anode. Sama anoda je baker, ki združuje 10 sektorjev bakrene stene.

V sredini naprave je katodna palica, znotraj katere se nahaja nit. Namenjen je za emisijo elektronov. Da bi naprava ustvarila mikrovalovne pečice, morate ustvariti magnetno polje v votlini. V ta namen se uporabljajo visokozmogljivi obročni magneti, ki se nahajajo na koncih dela. In za ustvarjanje emisije anode služi napetost, ki je enaka štiri tisoč voltov. Da bi dosegli to napetost, pride v poštev mikrovalovni transformator. Načelo delovanja katerega koli modela predpostavlja njegovo prisotnost.

Tudi v notranjosti naprave so žične zanke, ki se priključijo na katodo, in to na sevalno anteno. Iz tega elementa izhajajo mikrovalovi neposredno v sam valovod, od koder izstopajo in vstopajo v komoro s hrano.

Nadzor moči

Če kuhanje zahteva manj energije, lahko magnetron vklopi ali izklopi. V znanosti se ta tehnologija imenuje širinska impulzna modulacija.

Da bi naprava z močjo 400 W dala polovico za 20 sekund, se bo aktivirala za 10 sekund, potem pa se bo izklopila za istih 10 sekund. Seveda se vse to dogaja s popolno avtomatizacijo.

Magnetronsko hlajenje

Upoštevajte, da naprava med delovanjem oddaja veliko toplote zato ga je treba ohladiti. V ta namen je naprava sama nameščena v ploščatem radiatorju in v bližini je nameščen hladilnik. Piha radiator in odstrani toploto iz magnetrona. Če ventilator ne deluje, se lahko naprava med obratovanjem preprosto pregreje in ga trivialno odpove. Da bi to preprečili, je dodatno opremljen s posebno toplotno varovalko - zaščitno napravo.

Razporeditev varovalke

Da se žar in magnetron ne pregrejeta, so v nekaterih modelih vgrajene posebne termične varovalke (termična stikala). Lahko so drugačne. Glavna razlika je predvsem v količini toplote, ki jo lahko prenesejo.

Ta naprava je z vidika svojega dela precej preprosta. Narejena je iz aluminijeve zlitine, pritrjena s prirobničnim priključkom, kar zagotavlja zanesljiv stik z območjem, kjer se meri temperatura. V notranjosti ohišja je bimetalna plošča, ki lahko vzdrži določeno temperaturo. In če vrednost temperature preseže določeno mejo, se plošča stisne in aktivira potiskalnik in odpre vezje kontaktne skupine. Oskrba z elektriko na enoti se nato ustavi, magnetron se izklopi in postopoma ohladi, plošča se vrne v prvotni položaj, ko se magnetron ohladi. Po določenem času se kontakti ponovno zaprejo.

Tu je preprosto načelo mikrovalovne pečice, zlasti varovalke pred pregrevanjem. Upoštevajte, da je pri poceni modelih ta element lahko odsoten, saj je za normalno delovanje naprave popolnoma nepotreben. To je le element zaščite, ki povečuje zanesljivost in življenjsko dobo peči, nič več.

Vloga hladilnika

Ko govorimo o tem, kako deluje mikrovalovna pečica, moramo pojasniti načelo delovanja ob upoštevanju vseh strukturnih elementov, ki jih lahko uporabimo. Hladilnik je eden izmed njih. Seveda je to pomemben sestavni del sistema, brez katerega naprava in delovanje mikrovalovne pečice ne bosta popolna.

Njegove naloge:

1. Hlajenje magnetrona. To je najpomembnejša naloga, brez katere bi magnetron zažgal prvi dan uporabe peči.
2. Hlajenje drugih komponent, ki med delovanjem proizvajajo toploto. Zlasti govorimo o čipih.
3. Pri modelih, kjer je žar, hladilnik proizvaja hladilni termostat.
4. Ustvarjanje nadtlaka v komori, kjer se nahaja hrana. Zaradi tega se dim in zrak odvajajo skozi prezračevalne poti.

Najpogosteje za izvajanje vseh teh funkcij je dovolj le en ventilator. Zaradi zračnih odprtin v komori se zrak enakomerno širi.

Naprava kamere

Načeloma fizika mikrovalovne pečice ni težavna, saj je od šole znano, da je močno elektromagnetno sevanje nevarno za ljudi. Prihaja iz magnetrona in vstopa v komoro s hrano, zato je v tej napravi potreben močan sistem zaščite na več ravneh.

Celotna delovna komora je v notranjosti prekrita z emajlom, ki blokira elektromagnetno sevanje. Zgoraj je kovinsko ohišje, ki preprečuje vdor valov v prostor. In za zaščito steklena vrata zagotavlja jeklene mreže z majhnimi celicami - blokira sevanje s frekvenco do 2450 Hz in valovno dolžino do 12 cm.

Upoštevajte, da so vrata najšibkejši prostor, skozi katerega lahko puščajo mikrovalovne pečice, zato mora biti čim tesnejši do telesa in ne sme imeti vrzeli. Če obstaja praznina, je delovanje naprave prepovedano. V tem primeru morate pritrditi tečaje vrat in jih vrniti v prvotni položaj.

Poleg tega algoritem delovanja mikrovalov omogoča uporabo posebne zaščitne naprave proti vklopu pri odprtih vratih. Tak sistem je mogoče izvajati na različne načine, najpogosteje uporabljene mikrostikala, ki nadzorujejo položaj vrat. Ta stikala lahko izklopijo magnetron, prenesejo informacije o položaju vrat na krmilno enoto.

Nadzorna plošča

Je na katerem koli modelu. Pri starejših napravah je nadzorna plošča predstavljena le z dvema (ali celo enim) mehanskim stikalom. Za določen način delovanja (ogrevanje, odtaljevanje itd.), Se drugi čas. Shema je primitivna, vendar delovna in enostavna.

Vendar pa so sodobni modeli opremljeni z velikim zaslonom na dotik. Takšne nadzorne plošče uporabniku zagotavljajo veliko funkcionalnost in celo možnost programiranja načina. Na primer, lahko nastavite določen čas za začetek ogrevanja hrane, trajanje postopka, lahko celo določite hrano ali jedi, ki se bodo segreli. In čeprav se zdi, da so takšne naprave bolj izpopolnjene, je malo tehničnih razlik. Elektronska nadzorna plošča ne spreminja načina delovanja mikrovalovne pečice.

Kontrolna enota

V vsaki napravi je ukazna naprava (ne samo v mikrovalovni pečici), kjer mora biti v določenem trenutku izvedeno to ali tisto dejanje. Zahvaljujoč temu so na voljo različne funkcije. Naprava lahko s svojo pomočjo ohrani nastavljeno temperaturo, vklopi ali izklopi peč po nastavljenem delovanju.

Pri starejših mikrovalovnih pečicah je ta naprava predstavljena kot dva elektromehanska stikala - odgovorna sta za zgoraj opisane funkcije in imata pomembno vlogo v splošni napravi mikrovalovne pečice. Seveda se je sčasoma razvila elektronika, zaradi česar so se pojavile popolnoma elektronske kontrolne enote. Zdaj v mikrovalovni pečici (in ne samo v njih) se uporabljajo mikroprocesorji in posebni programi, v skladu s katerimi lahko naprava izvaja eno ali drugo funkcijo:

1. Vgrajena ura.
2. Odtajanje hrane.
3. Piše o dokončanju postopka odtaljevanja, kuhanja ali segrevanja hrane.

Zaključek

Zdaj natančneje razumete, kako deluje mikrovalovna pečica. Načelo delovanja te naprave je relativno preprosto. Temelji na osnovnih fizikalnih zakonih.

Popravimo, kar smo se naučili: magnetron (glavni element mikrovalovne pečice) oddaja zelo kratke radijske valove z visoko frekvenco. Delujejo na vodne molekule, zaradi česar se začnejo aktivno gibati. Ta proces spremlja sproščanje toplote. Upoštevajoč dejstvo, da valovi plitvo prodirajo v hrano, se segreva le površina izdelkov, nato pa zaradi naravne toplotne prevodnosti toplota prehaja v globine.

To je osnovno načelo mikrovalovne pečice. Naprava in glavni elementi smo tudi razpravljali v tem članku. Vsi so klasični in se uporabljajo v vseh modelih katerega koli proizvajalca. Zgoraj opisana delovna shema je trenutno edina, čeprav lahko različni proizvajalci uporabljajo module, ki se razlikujejo po parametrih. Na primer, v enem modelu lahko uporabimo močnejši magnetron, ki lahko hitreje segreva hrano. V drugih kompaktnih modelih ima ta element lahko majhno moč, kar omogoča ustvarjanje naprave majhne velikosti. Obstaja na stotine podobnih razlik, vendar se načelo delovanja ne spreminja popolnoma od tega. Seveda močnejši magnetron določa, koliko mikrovalovne pečice deluje pravočasno, da ogreje hrano enakega volumna. Zato, če ne želite čakati, je bolje izbrati močnejši model.

To je vse. Napravo smo popolnoma razstavili gospodinjski predmet tehnologije in odgovoril na večino vprašanj, povezanih z njim.