Cum funcționează un cuptor cu microunde? Cum funcționează un cuptor cu microunde și cum să-l manevrezi corect? Elemente suplimentare pentru microunde

Cuptorul cu microunde a intrat ferm în viața de zi cu zi și a devenit unul dintre atributele indispensabile ale oricărui apartament. Acest aparat de uz casnic vă permite să încălziți sau să gătiți alimente în câteva minute folosind radiații invizibile pentru ochi.

Dar pentru a afla de unde provine această radiație și cât de sigură este pentru oameni, trebuie să înțelegeți structura și principiul de funcționare al magnetronului. cuptor cu microunde, care este un generator de unde de înaltă frecvență.

Magnetron

Ce sunt cuptorul cu microunde și cum încălzesc alimentele?

Se numește cuptor cu microunde radiatie electromagnetica cu o lungime de undă de la 1 mm la 1 m. Acest tip radiația este utilizată nu numai în scopuri casnice, ci și în sistemele de navigație și radar și, în plus, asigură funcționarea comunicare celularăși televiziune prin satelit.

Microundele pot fi generate atât artificial, cât și natural (de exemplu, de către Soare). Un alt nume pentru cuptorul cu microunde este radiația cu frecvență ultra-înaltă sau cuptorul cu microunde.

În toate tipurile cuptoare cu microunde de uz casnic s-a stabilit o singură frecvență de radiație egală cu 2450 MHz. Această valoare este standard international, pe care producătorii de electrocasnice trebuie să le respecte cu strictețe pentru a se asigura că produsele lor nu interferează cu funcționarea altor dispozitive cu microunde.

Radiația cu microunde

Efectele termice ale radiațiilor cu microunde au fost descoperite de fizicianul american Percy Spencer în 1942. El a fost cel care a brevetat utilizarea unui dispozitiv care generează cuptoare cu microunde pentru gătit, punând astfel bazele pentru utilizarea cuptoarelor cu microunde în viața de zi cu zi.

În următoarele câteva decenii, această tehnologie a fost adusă la perfecțiune, ceea ce a făcut posibilă stabilirea producției în masă a dispozitivelor simple și ieftine pentru utilizare rapidă.

Pentru a încălzi orice material într-un cuptor cu microunde, acesta trebuie să conțină molecule dipol, adică molecule care au opus sarcini electrice pe ambele capete.

În produsele alimentare, sursa lor principală este apa. Sub influența radiațiilor de frecvență ultraînaltă, aceste molecule încep să se alinieze de-a lungul liniilor electrice. camp magnetic, schimbându-și direcția de aproximativ 5 miliarde de ori pe secundă. Frecarea care apare intre ele este insotita de degajarea de caldura, care incalzeste mancarea.

Cu toate acestea, microundele nu sunt capabile să pătrundă la mai mult de 2-3 cm de suprafața produsului, astfel încât tot ce se află sub acest strat este încălzit datorită conductibilității termice din zonele încălzite.

Încălzirea alimentelor cu un cuptor cu microunde

Designul magnetronului și aplicarea acestuia

În majoritatea tipurilor de tehnologie cu microunde, generatorul de oscilații cu microunde este un magnetron. Dispozitivele similare în principiul lor de funcționare - klystroni și platinotronii - nu au devenit atât de răspândite. Magnetronul a fost folosit pentru prima dată în cuptoarele cu microunde în 1960. Cel mai frecvent utilizat în tehnologie este un magnetron multicavitate, format din mai multe componente:

1. Anod. Este un cilindru de cupru împărțit în sectoare cu pereți metalici groși. Aceste cavități volumetrice sunt rezonatoare care creează un sistem inelar de oscilații. O tensiune de aproximativ 4000 de volți este aplicată anodului.
2. Catod. Este situat în partea centrală a magnetronului și este un cilindru care conține un filament incandescent. Emisia de electroni are loc în această parte a dispozitivului. O tensiune de 3 volți este furnizată încălzitorului (filamentului).
3. Magneți inel. Electromagneții sau magneții permanenți de mare putere amplasați la părțile de capăt ale dispozitivului sunt necesari pentru a crea un câmp magnetic îndreptat paralel cu axa magnetronului. Mișcarea electronilor are loc și în această direcție.
4. Bucla de sârmă. Este conectat la catod, fixat în rezonator și adus la antena emițătorului. Bucla servește la eliberarea radiației cu microunde într-un ghid de undă, după care intră direct în camera de microunde.

Dispozitiv cu magnetron

Datorită simplității designului și costului redus, magnetronii și-au găsit aplicații în multe domenii, dar sunt cel mai răspândit:

• În cuptoarele cu microunde. Pe lângă gătirea și decongelarea rapidă a alimentelor în cuptoarele de uz casnic, magnetronii permit și sarcini de producție. Un cuptor cu microunde industrial poate efectua încălzire, uscare, topire, prăjire și multe altele. Este important să ne amintim că cuptorul cu microunde nu poate fi pornit în gol, deoarece în acest caz radiația nu va fi absorbită de nimic și se va întoarce înapoi în ghidul de undă, ceea ce poate duce la descompunerea acestuia.
• În radar. Antena radar conectată la ghidul de undă este de fapt o alimentare conică și este utilizată împreună cu un reflector parabolic (antenă). Magnetronul produce impulsuri scurte puternice de energie cu o lungime de undă scurtă, din care o parte, atunci când este reflectată, este trimisă din nou către antenă și apoi către un receptor sensibil, care procesează semnalul și îl afișează pe ecran.

Magnetroni în radar

Principiul de funcționare al magnetronului

Funcționarea unui cuptor cu microunde se bazează pe conversie energie electricaîn radiații electromagnetice de ultra-înaltă frecvență, care pun în mișcare moleculele de apă găsite în alimente. Moleculele dipol, care își schimbă constant direcția, generează căldură, ceea ce vă permite să încălziți rapid alimentele, păstrându-le în același timp caracteristici benefice. Dispozitivul care generează microunde este un magnetron.

Un magnetron, de fapt, este o diodă electrică în vid care utilizează fenomenul de emisie termoionică. Acest fenomen are loc în timpul încălzirii suprafeței emițătorului sau catodului. Sub influența temperaturii ridicate, cei mai activi electroni au tendința de a părăsi suprafața sa, dar acest lucru se va întâmpla numai atunci când se aplică tensiune la anod. În acest caz, apare un câmp electric, iar electronii încep să se deplaseze spre anod, mișcându-se de-a lungul liniilor de câmp. Dacă electronii se găsesc în zona de acțiune a unui câmp magnetic, atunci traiectoriile lor deviază spre direcția liniilor de câmp.

Dioda electrovacuum

Anodul magnetronului are forma unui cilindru cu un sistem de cavitati, sau rezonatoare, in interiorul caruia se afla un catod cu un filament incandescent. Doi magneți inel situati la marginile anodului creează un câmp magnetic în interiorul anodului, datorită căruia electronii nu se deplasează direct de la catod la anod, ci își schimbă traiectoria, rotindu-se în jurul catodului. În apropierea rezonatoarelor, electronii le oferă o parte din energia lor, ceea ce duce la formarea unui câmp puternic de microunde în cavitățile lor, care este scos la iveală folosind o buclă de sârmă conectată la antena emițătorului.

Pentru a activa magnetronul, este necesar să aplicați anodului o tensiune înaltă de aproximativ 3-4 mii de volți. Prin urmare, magnetronul este conectat la rețeaua electrică de uz casnic printr-un transformator de înaltă tensiune. În plus, circuitul cuptorului cu microunde include un ghid de undă care transmite radiația în interiorul camerei, un circuit de comutare, o unitate de control, precum și elemente de protecție și răcire. În plus, pereții interiori ai camerei și o plasă metalică subțire de pe ușa dispozitivului împiedică radiațiile să scape dincolo de limitele sale.

Schema de conectare a magnetronului

Cum afectează un magnetron puterea cuptorului cu microunde?

Majoritatea producătorilor moderni de cuptoare cu microunde oferă posibilitatea de a selecta puterea dispozitivului. Acest parametru determină, la rândul său, modul de funcționare (decongelare sau încălzire) și viteza de încălzire a alimentelor. Cu toate acestea, caracteristicile de design ale magnetronului nu permit reducerea puterii acestuia, prin urmare, pentru a reduce intensitatea încălzirii, i se furnizează energie la anumite intervale. Aceste pauze în funcționarea magnetronului pot fi observate dacă porniți cuptorul cu microunde la putere medie și ascultați sunetul funcționării acestuia.

Nu cu mult timp în urmă, unii producători de electrocasnice au anunțat apariția unui număr de modele de cuptoare cu microunde cu circuit de alimentare cu invertor. Utilizarea acestei scheme a făcut posibilă nu numai creșterea cantității de spațiu util din cameră prin reducerea dimensiunilor emițătorului, ci și reducerea consumului de energie al dispozitivului. Spre deosebire de modelele convenționale, temperatura de încălzire în cuptoare tip invertor se schimbă fără probleme, dar costul lor este cu un ordin de mărime mai mare.

Răcire și protecție cu magnetron

În timpul funcționării, magnetronul emite un numar mare de căldură, astfel încât pe corpul său este instalat un radiator. Deoarece supraîncălzirea este cauza principală a defectării magnetronului, se folosesc alte metode pentru a-l proteja:

1. Releu termic. Acest dispozitiv este folosit pentru a proteja magnetronul, precum și grătarul, dacă modelul are unul. Siguranta termica este echipata cu o banda bimetalica care poate fi reglata la o anumita temperatura. Dacă această valoare este depășită, se îndoaie și deschide circuitul de alimentare.
2. Ventilator. Nu numai că suflă aer rece pe radiatorul cu magnetron, dar îndeplinește și o serie de alte funcții. funcții utile, cum ar fi răcirea componentelor electronice ale dispozitivului, circulația aerului în interiorul camerei în timpul funcționării grătarului și îndepărtarea aburului fierbinte spre exterior prin deschideri speciale.
3. Sistem de blocare. Mai multe microîntrerupătoare controlează poziția ușii cuptorului cu microunde, împiedicând pornirea magnetronului atunci când este deschis.

Releu termic

Este posibil să înlocuiți magnetronul

Principalul avantaj al magnetronilor moderni pentru cuptoarele cu microunde de uz casnic este interschimbabilitatea lor. Pe diverse modele Magnetronii produsi de alte companii vor fi potriviti pentru cuptoarele cu microunde, astfel ca pot fi schimbati daca este necesar. În acest caz, singura cerință necesară va fi potrivirea puterii. Puteți cumpăra un magnetron în multe magazine de electronice, dar pentru a face alegerea potrivita, trebuie să înțelegeți parametrii și etichetarea acestuia. Următoarele modele de magnetron sunt cel mai adesea instalate în cuptoarele cu microunde:

• 2M 213 (600 W putere nominalăși 700 W sub sarcină);
• 2M 214 (1000 W);
• 2M 246 (1150 W – cea mai mare putere).

Chiar și după ce am studiat totul parametrii necesari Acest dispozitiv, înlocuirea magnetronului acasă nu este recomandată. În primul rând, va fi destul de dificil să îl eliminați singur și, în al doilea rând, să îl asigurați munca sigura După instalare, doar un specialist calificat o poate face.

Configurație standard de magnetron

Diagnosticarea defecțiunilor și cauzele apariției acestora

Înlocuirea unui magnetron poate necesita costuri financiare destul de semnificative, așa că înainte de a cumpăra un dispozitiv nou, trebuie să îl diagnosticați pe cel vechi pentru a vă asigura că este cu adevărat defect. Testul se poate face acasă folosind un tester obișnuit. Pentru a face acest lucru veți avea nevoie de:

1. Deconectați cuptorul cu microunde de la priza electrică.
2. Scoateți capacul de protecție și executați inspectie vizuala Detalii.
3. „Inel” elementele principale placă de circuit imprimat folosind un tester sau multimetru.
4. Inspectați termostatul.

Diagnosticare

La sfârșitul diagnosticului, se pot trage concluzii cu privire la funcționarea defectuoasă a anumitor piese. Principalele motive pentru defectarea magnetronului includ următoarele:

• Capacul tubului vidat este defect. Îl puteți înlocui singur selectând un capac similar dintr-un alt magnetron. Scaunele unor astfel de capace au o configurație standard.
• Pauza incalzitorului. Când sau ea încărcare incorectă Magnetronul se va supraîncălzi, ceea ce poate duce la încălzirea excesivă a filamentului și ruperea acestuia. Pentru a-l diagnostica, este necesar să se măsoare rezistența dintre picioarele condensatorului. Dacă valoarea sa este între 5-7 ohmi, atunci încălzitorul funcționează.
• Dărâma trece condensator. Dacă testerul nu arată o valoare „infinită” a rezistenței între contactele sale, atunci condensatorul trebuie înlocuit.

Cuptorul cu microunde este în prezent foarte popular și este cel mai popular aparat de bucătărie. Folosind un cuptor cu microunde, nu numai că poți încălzi sau găti alimente, ci și să dezgheți alimente și chiar să dezinfectezi unele ustensile de bucătărie care nu conțin metal. Acest dispozitiv a devenit complet obișnuit astăzi.

Cuptorul cu microunde este o gospodărie aparat electric, care este destinat în principal gătirii sau încălzirii alimentelor într-un mod rapid. Cuptoarele cu microunde sunt, de asemenea, folosite în unele industrii în care materialele necesare trebuie încălzite.

Spre deosebire de cuptoarele convenționale, încălzirea diferitelor produse din acest dispozitiv are loc destul de repede, deoarece undele radio sunt capabile să pătrundă adânc în interiorul produselor. Acest lucru reduce radical încălzirea oricărui produs și ajută la conservarea tuturor substanțe utileîn el.

Designul tuturor cuptoarelor cu microunde constă, de regulă, din aceleași componente. Designul cuptoarelor cu microunde are elemente principale și auxiliare. Aspectul acestor dispozitive poate fi foarte divers. Dimensiunile, culorile și funcțiile pot varia pentru fiecare cuptor în parte, pot fi diferite.

Structura cuptorului cu microunde:

• O cameră echipată cu o treaptă rotativă;
• Magnetronul este elementul principal - un emițător de microunde;
• Transformator;
• Carcasă metalică cu ușă care se blochează când dispozitivul funcționează;
• Schema de management și comunicații;
• Ghid de undă.

Cuptorul cu microunde trebuie să fie echipat și cu un ventilator în interior. Scopul său este foarte mare, deoarece fără el dispozitivul în sine nu va funcționa. Acest dispozitiv asigură funcționarea excelentă a magnetronului și răcește circuitele electronice.

Cum funcționează un cuptor cu microunde: tipurile sale

Funcționarea unui cuptor cu microunde este foarte simplă, se bazează pe radiația cu microunde. Inima fiecărui cuptor cu microunde este un element numit magnetron. Este sursa de radiații. Frecvența cuptoarelor cu microunde este de aproximativ 2450 MHz, iar puterea cuptoarelor moderne cu microunde poate fi de 700 - 1000 W. Această sobă funcționează cu energie electrică.

Pentru a vă asigura că magnetronul funcționează bine și nu se supraîncălzește, lângă el este instalat un ventilator. De asemenea, circulă aerul în interiorul cuptorului însuși și promovează încălzirea uniformă a alimentelor sau a produselor.

Microundele intră în cuptor printr-un ghid de undă, iar apoi pereții, care sunt din metal, reflectă radiația magnetică în sine. Radiațiile, care pătrund adânc în produse, fac ca moleculele acestora să se miște foarte repede. Aceste acțiuni favorizează frecarea, în urma căreia se eliberează căldură (fizica este prezentă). Acesta este cald și va încălzi mâncarea.

Tipuri de aparate electrice:

• Cu gratar;
• Cuptor cu convectie;
• Dispozitiv controlat cu invertor;
• Un dispozitiv cu cuptoare cu microunde care sunt distribuite uniform;
• Mini cuptor cu microunde.

Principalul avantaj al tuturor cuptoarelor cu microunde este designul lor. Piața oferă selecție uriașă dispozitive, puteți alege fie un model elegant, fie un model ergonomic. Descrierea acestor modele vă va permite să alegeți modelul care vă place, care va deveni nu doar un decor pentru bucătărie, ci și un punct culminant. Un exemplu ar fi un cuptor cu microunde Samsung.

Unitate de control: principiu de funcționare a microundelor

Fiecare cuptor cu microunde are un element atât de important ca o unitate de control. Acesta, la rândul său, îndeplinește două funcții principale: menține puterea setată și oprește dispozitivul când timpul stabilit a expirat. Până în prezent, tehnologiile s-au dezvoltat noul fel acest element este electronic.

Astăzi, o unitate electronică poate suporta nu numai funcțiile sale de bază, ci și unele suplimentare. Unele dintre ele sunt necesare, în timp ce altele nu sunt deloc necesare. Multe modele moderne au un gratar, care este controlat si de o unitate de control.

Astăzi, blocul de comandă este echipat cu diverse microprocesoare, care, la rândul lor, suportă funcționalitatea altor programe. Prin urmare, sursa de alimentare poate fi responsabilă pentru funcționarea funcțiilor suplimentare.

Funcții suplimentare de service:

• Ceas incorporat;
• Indicator de putere;
• Dezghețare automată;
• Un semnal sonor care indică o operațiune finalizată.

Unitatea electronică este strâns conectată cu panoul indicator și tastatura. Cel mai important detaliu un astfel de bloc este un bloc releu. Este responsabil pentru funcționarea ventilatorului, a convectorului, a lămpii încorporate și chiar a magnetronului.

Frecvența microundelor: magnetron și componentele sale

Principiul de funcționare al unui cuptor cu microunde este că, atunci când cuptorul cu microunde este pornit, magnetronul începe să elibereze energie și apoi este transformat în căldură. Această căldură este folosită pentru încălzirea alimentelor. Magnetronul este tradus ca o diodă electrică în vid, care constă dintr-un anod de cupru. Aceasta este cea mai scumpă parte a aragazului.

Încălzirea alimentelor care se află în cuptorul cu microunde are loc sub influența radiațiilor electromagnetice, adică a undelor radio de frecvență ultraînaltă. Datorită faptului că undele radio pătrund adânc în produsul încălzit, acesta este încălzit foarte rapid și eficient.

Decodificarea unui magnetron este un dispozitiv care produce o cantitate mare căldură datorită frecvenței radiațiilor. Frecvența radiației este de 2,4 GHz. Eficiența magnetronului este de 80%, iar consumul de energie al acestui tip de cuptor în timpul radiației poate fi de 1100 W.

Dispozitivul magnetron este format din următoarele părți:

• Anodul cilindric este baza acestuia, format din 10 sectoare, fiecare dintre ele din cupru;
• În centru este un catod cu un filament incandescent;
• Părțile de capăt sunt ocupate de magneți, creează câmpul magnetic necesar radiațiilor;
• O buclă de sârmă conectată la antenă, care emite energie.

Cu ajutorul unei antene emițătoare, energia intră mai întâi în ghidul de undă și apoi în camera cuptorului. Tensiunea furnizată anodului este de 4 mii W, filamentul este de 3 mii W. Carcasa magnetronului este amplasată într-un radiator din plastic, unde un ventilator încorporat suflă aer peste el, iar o siguranță specială este responsabilă pentru supraîncălzirea acestuia.

Proiectarea și principiul de funcționare a unui cuptor cu microunde (video)

CU în limba engleză Această declarație Cuptorul cu microunde poate fi descifrat ca un cuptor cu microunde. Acest design este un aparat de uz casnic care funcționează cu energie electrică și se remarcă prin faptul că dezgheță sau încălzește foarte repede alimentele. Acest lucru se întâmplă din cauza radiațiilor cu microunde.

Principiul de funcționare al unui cuptor cu microunde se bazează pe procesul de conversie a unui câmp electromagnetic de microunde. Câmpul electromagnetic este transformat în căldură și încălzește produsul plasat în cameră fără contact. Aceasta este principala diferență dintre un cuptor cu microunde și alte dispozitive - cuptoare electrice, cuptoare pe gaz etc.

În cuptoarele cu microunde, încălzirea are loc direct în produsul care este încălzit, motiv pentru care procesul durează doar câteva minute. Și în sobele tradiționale, căldura este direcționată către suprafața obiectului și se răspândește în continuare în funcție de proprietățile de conductivitate termică ale produsului. Desigur, această metodă este mai puțin eficientă decât undele cu microunde și necesită, de asemenea, mult mai multe cunoștințe în domeniul gătitului.

Chiar și cu trecerea timpului și dezvoltarea tehnologiei, structura unui cuptor cu microunde rămâne neschimbată. Da, designul s-a îmbunătățit și a devenit mai confortabil, funcționalitatea s-a dezvoltat și au apărut noi modalități de reglare a timpului și a puterii. Dar principiul de funcționare nu s-a schimbat până astăzi.

Mulți oameni confundă concepte precum „cuptor cu microunde” și „cuptor cu microunde”, dar acestea sunt doar nume diferite pentru același dispozitiv.

Cu doar zece ani în urmă, cuptorul cu microunde era considerat un lux inaccesibil și un simplu plus pentru interiorul bucătăriei. Motivul pentru aceasta a fost costul ridicat al unor astfel de dispozitive și nu toată lumea își putea permite o astfel de inovație. Dar, cu timpul, a devenit clar că acesta nu este un lux, ci o necesitate, mai ales în vremuri de urbanizare și cursa constantă pentru bani.

Ce cauzează încălzirea?

Principiul de funcționare al unui cuptor cu microunde se bazează pe un element numit magnetron. Acest concept este cunoscut pe scară largă de oricine familiarizat cu lumea dispozitivelor radar. Datorită magnetronului, omenirea a primit cel mai eficient și mai ușor de utilizat dispozitiv pentru gătit și încălzit alimente. Acesta este unul dintre cele mai izbitoare exemple ale modului în care evoluțiile industriei grele au început să fie aplicate în viața de zi cu zi cu un succes uimitor.

Structura unui cuptor cu microunde poate fi descrisă pe scurt în aceste cuvinte: un magnetron generează energie cu microunde, care este transformată în căldură. Sursele de alimentare pentru aceste elemente sunt transformatoare-stabilizatoare anod-filament speciale, care sunt motivul pentru aceasta preț mare pentru cuptorul cu microunde. Acești stabilizatori sunt cel mai scump și mai important element al cuptorului.

Studierea principiului de funcționare a unui cuptor cu microunde, Atentie speciala Să acordăm atenție designului unui circuit magnetic echipat cu șunturi magnetice. Acest dispozitiv vă permite să schimbați tensiune crescută doar în limita a două procente, în condițiile fluctuațiilor de tensiune ale rețelei de 10%. Miezul magnetic și forța semnificativă de disipare inductivă a înfășurării de înaltă tensiune sunt principalele atracții ale transformatorului cuptorului cu microunde. În cuvinte, totul pare destul de complicat, dar în realitate un astfel de dispozitiv s-a dovedit a fi simplu și extrem de eficient.

Dar, în primele etape de dezvoltare, creatorii s-au confruntat cu o astfel de problemă precum zgomotul crescut atunci când aragazul funcționa. Zgomotul excesiv a fost întotdeauna o problemă pentru multe aparate electrocasnice, dar producătorii au evitat cu ușurință această capcană. Pentru a reduce nivelul de zgomot, unele părți ale circuitului magnetic sunt conectate prin sudare.

Corpul standard al cuptorului cu microunde este o cameră dreptunghiulară, care joacă un rol semnificativ în încălzire. Undele generate nu sunt îndreptate pur și simplu către obiectul încălzit - ele sunt reflectate de pereții carcasei.

Un element suplimentar care face posibilă asigurarea unei încălziri de înaltă calitate și uniformă este o farfurie rotativă în cameră. Prin rotire, permite valurilor să impacteze uniform suprafața. Principiul de funcționare este astfel încât undele generate nu sunt în niciun caz uniforme - pot fi cu fascicule, noduri etc. Magnetronul transmite putere către emițător printr-un ghid de undă dreptunghiular.

Ușa este un element important al cuptorului cu microunde

În producția unui cuptor cu microunde, cea mai mare atenție este acordată ușii. Toată lumea știe că în fiecare cuptor cu microunde ușa joacă rolul unui fel de siguranță - de îndată ce se deschide, funcționarea cuptorului se oprește. Structura ușii este destul de complexă, deoarece este direct legată de nivelul de siguranță în timpul funcționării. Principiul de funcționare al ușii este următorul:

• Necesar forma perfecta uși și carcase astfel încât decalajul să fie minim. Ușa protejează mediu inconjurator din acțiunea radiațiilor cu microunde și, prin urmare, crearea acesteia trebuie tratată cu cea mai mare responsabilitate.
• Perimetrul ușii este echipat cu o supapă de șoc de înaltă frecvență, care este responsabilă pentru reducerea radiației cu microunde la nivelurile necesare.
• Procesul de producție folosește un tip special de plastic care ajută la absorbția radiațiilor.

Panoul de control nu este nimic complicat. De obicei, acestea sunt două butoane care reglează puterea și timpul de gătire. Cronometrul poate fi fie mecanic, fie sub forma unui cadran electronic.

În aceste zile multe modele moderne echipat cu panouri selectabile moduri diferite, dar de fapt acestea sunt doar completări minore - principiul de bază de funcționare nu se schimbă.

De-a lungul anilor de existență a cuptoarelor cu microunde, s-au spus multe despre efectele lor dăunătoare asupra sănătății. De fapt, cuptoarele cu microunde nu emit radiații radioactive și chiar vă permit să gătiți alimente mai sănătoase, păstrând până la 75% din vitaminele din alimente (ceea ce nu se poate spune despre metodele tradiționale de gătit). Dacă urmați măsurile de siguranță, cuptorul cu microunde nu va afecta sănătatea dumneavoastră.

Cuptor cu microunde.
Cuptor cu microunde sau cuptor cu microunde - dispozitiv electronic, destinat încălzirii sau gătirii rapide a alimentelor, decongelarea alimentelor folosind undele electromagnetice UHF(de obicei cu o frecvență de 2450 MHz).
În industrie, aceste cuptoare sunt folosite pentru dezghețare, uscare, topirea materialelor plastice, arderea ceramicii, încălzirea adezivilor etc. În unele cuptoare industriale, frecvența radiațiilor poate fi modificată (așa-numitul cuptor cu microunde cu frecvență variabilă, VFM).
Spre deosebire de cuptoarele clasice (de exemplu, un cuptor), încălzirea produselor într-un cuptor cu microunde are loc nu numai de la suprafață, ci și în întregul volum al produsului care conține molecule polare (de exemplu, apă), deoarece undele radio de o anumită frecvență pătrund și sunt absorbite de produsele alimentare la o adâncime de aproximativ 2,5 cm. Acest lucru reduce semnificativ timpul de încălzire al produsului.

Dispozitiv
Sursa de radiație cu microunde este un dispozitiv de vid de înaltă tensiune - un magnetron. Pentru ca antena cu magnetron să emită microunde, filamentului de magnetron trebuie să se aplice o tensiune înaltă (aproximativ 3-4 kV). Prin urmare, tensiunea de alimentare de la rețea (220 V) nu este suficientă pentru magnetron și este alimentat printr-un transformator special de înaltă tensiune. Puterea magnetronului cuptoarelor moderne cu microunde este de 600-900 W. Microundele generate de magnetron intră în cavitatea cuptorului printr-un ghid de undă - un canal cu pereți metalici care reflectă radiația cu microunde. În unele cuptoare cu microunde, undele intră în cavitate doar printr-o gaură (de obicei în partea superioară a cavității), în altele - prin două orificii: la „tavan” și la „partea de jos”. Dacă te uiți în cavitatea cuptorului, poți vedea plăci de mică care acoperă găurile pentru introducerea cuptorului cu microunde. Plăcile nu permit pătrunderea stropilor de grăsime din alimentele încălzite în ghidul de undă și nu interferează deloc cu trecerea microundelor, deoarece mica este transparentă la radiații. De-a lungul timpului, plăcile de mica (obturatoarele) devin saturate cu grăsime, se slăbesc și trebuie înlocuite cu altele noi.

Cavitatea cuptorului cu microunde este realizată din metal, care poate avea o acoperire diferită. La cele mai ieftine modele de cuptoare cu microunde, suprafața interioară a pereților cavității este acoperită cu vopsea email. Acest înveliș nu este deosebit de rezistent la temperaturi ridicate, așa că nu este utilizat la modelele care folosesc un grătar în plus față de cuptorul cu microunde.

Acoperirea pereților cavității cu email sau ceramică specială este mai durabilă. Un strat special (bioceramic - Moulinex, antibacterian - LG) este conexiune specială, care este sinterizat la temperaturi ridicate, făcând acoperirea camerei o suprafață absolut netedă. Pereții cu acest strat de acoperire sunt ușor de curățat și pot rezista temperaturi mari. Dezavantajul smalțului și al ceramicii este fragilitatea lor în raport cu impactul. Când plasați vase în cuptorul cu microunde, este ușor să loviți accidental peretele, iar acest lucru poate deteriora stratul aplicat pe acesta. Prin urmare, dacă ați achiziționat un cuptor cu microunde cu strat de email sau ceramică, manipulați-l cu grijă.
Pereții cei mai durabili și rezistenți la impact sunt din oțel inoxidabil. O proprietate pozitivă a acestui material este reflectarea excelentă a microundelor. Dezavantajul este că, dacă gospodina nu acordă prea multă atenție curățării suprafeței interioare a cuptorului cu microunde, atunci stropii de grăsime și alimente care nu sunt îndepărtate la timp pot lăsa urme pe suprafața din inox.

Componentele principale ale cuptorului cu microunde magnetron:
- o camera metalica in care se concentreaza radiatiile de inalta frecventa si in care sunt plasate produsele incalzite;
- transformator - sursa de alimentare de inalta tensiune pentru magnetron;
- emițător pentru microunde - magnetron;
- ghid de unda pentru transmiterea radiatiei de la magnetron catre camera;
- circuite de comanda si comutare;
- masa rotativa (placa de sticla) - necesara pentru incalzirea uniforma a produsului din toate laturile;
- circuite si circuite care asigura controlul (temporizator) si siguranta (blocarea modului) dispozitivului;
- un ventilator care raceste magnetronul si aeriseste camera.

Un element foarte important al unui cuptor cu microunde este ușa. Ar trebui să permită să se vadă ce se întâmplă în interior, împiedicând în același timp scăparea microundelor în exterior. Ușa este o prăjitură cu mai multe straturi din plăci de sticlă sau plastic.

În plus, între plăci există întotdeauna o plasă din tablă perforată. Metalul reflectă microundele înapoi în camera cuptorului, iar orificiile de perforare, care îl fac transparent pentru vizualizare, au un diametru de cel mult 3 mm. Amintindu-ne că lungimea de undă a radiației cu microunde este de 12,25 cm, devine clar că o astfel de undă nu poate trece prin găuri de trei milimetri.
Pentru a împiedica radiația să găsească lacune în cazul în care ușa este adiacentă tăieturii cavității, există o etanșare din material dielectric de-a lungul perimetrului ușii. Se potrivește strâns la capătul frontal al corpului cuptorului cu microunde atunci când ușa este închisă. Grosimea sigiliului este de aproximativ un sfert din lungimea de undă a radiației cu microunde. Aceasta folosește un calcul bazat pe fizica undelor: undele în antifază se anulează reciproc. Datorită grosimii selectate cu precizie a materialului de etanșare, este asigurată așa-numita interferență negativă a undei care pătrunde în interiorul materialului de etanșare și unda reflectată care iese din etanșant. Datorită acestui fapt, sigiliul servește ca o capcană care atenuează în mod fiabil radiațiile.
Pentru a elimina complet posibilitatea de a genera microunde atunci când ușa camerei este deschisă, se utilizează un set de mai multe întrerupătoare independente care se dublează între ele. Aceste întrerupătoare sunt închise prin ghidaje de contact de pe ușa cuptorului și întrerup circuitul de alimentare cu magnetron chiar dacă ușa este ușor slăbită.

PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE.
Există o credință comună că un cuptor cu microunde încălzește alimentele din interior spre exterior. De fapt, microundele merg din exterior spre interior și sunt reținute în straturile exterioare ale alimentelor, astfel încât încălzirea unui produs uniform umed are loc aproximativ în același mod ca într-un cuptor (pentru a vă convinge de acest lucru, trebuie doar să încălziți cartofii fierți „în jachetele lor”, unde pielea subțire protejează suficient produsul de uscare). Concepția greșită este cauzată de faptul că cuptorul cu microunde nu afectează materialele uscate care se află de obicei pe suprafața produselor și, prin urmare, încălzirea lor în unele cazuri începe mai profund decât cu alte metode de încălzire (produsele de pâine, de exemplu, sunt încălzite din interior, și din acest motiv - pâinea și chiflele au o crustă uscată la exterior, iar cea mai mare parte a umidității este concentrată în interior).
Aproape toate cuptoarele de uz casnic permit utilizatorului să regleze nivelul de putere emisă. Pentru a face acest lucru, încălzitorul (magnetronul) este pornit și oprit periodic, în funcție de setarea regulatorului de putere (adică magnetronul în sine are doar două stări - pornit/oprit, dar cu cât durata stării de pornire este mai mare, în raport cu la starea oprită, cu atât puterea radiată a cuptorului pe unitatea de timp este mai mare - metoda așa-numitei modulații pe lățime a impulsului). Aceste perioade de pornire/oprire pot fi observate în timp ce cuptorul funcționează (modificări ale auzului în zgomotul produs de cuptorul în funcțiune, precum și modificări ale aspect unele produse (umflarea unor produse de aer, inclusiv pungi), etc.) la pornirea și oprirea magnetronului.
Radiațiile cuptorului cu microunde nu pot pătrunde în obiectele metalice, așa că este imposibil să gătiți alimente în ustensile metalice. Ustensilele metalice și ustensilele metalice (linguri, furculițe) introduse într-un cuptor cu microunde în timpul procesului de încălzire îl pot deteriora.
Nu este de dorit să plasați vase cu un înveliș metalic („bord auriu”) într-un cuptor cu microunde - chiar și acest strat subțire de metal este puternic încălzit de curenții turbionari și acest lucru poate distruge vasele din zona acoperirii metalice.
Nu puteți încălzi lichide în recipiente închise ermetic sau ouă întregi de pasăre în cuptorul cu microunde - datorită evaporării puternice a apei, în interiorul lor se creează presiune mare și, ca urmare, pot exploda. Din aceleași motive, nu este recomandat să supraîncălziți produsele de cârnați acoperiți cu folie de plastic (sau, înainte de încălzire, trebuie să străpungeți fiecare cârnați cu o furculiță).
Când încălziți apă în cuptorul cu microunde, ar trebui să aveți grijă și - apa se poate supraîncălzi, adică se poate încălzi peste punctul de fierbere. Un lichid supraîncălzit poate fierbe aproape instantaneu dintr-o mișcare neglijentă. Acest lucru se aplică nu numai apei distilate, ci și oricărei ape care conține puține particule în suspensie.

Cuptorul cu microunde este unul dintre dispozitive de neînlocuitîn bucătărie, fără de care gospodinele de astăzi au o perioadă dificilă. Toată lumea știe perfect cum să-l folosească: așezați vasul, apăsați 1-2 butoane și așteptați 2-3 minute, după care nu mai rămâne decât să scoateți mâncarea deja încălzită. Cu toate acestea, puțini oameni înțeleg principiul funcționării unui cuptor cu microunde, adică modul în care funcționează elementele sale principale. Să încercăm să înțelegem această problemă.

Cum funcționează un cuptor cu microunde?

Toate cuptoarele cu microunde funcționează pe același principiu, iar elementul principal este magnetronul - dispozitiv special, capabil să emită unde scurte cu o frecvență de 2450 MHz. În dispozitivele moderne, puterea sa este de 700-1000 W. Rețineți că în timpul funcționării se încălzește foarte mult, așa că în apropiere este instalat un ventilator, care îndeplinește mai multe funcții simultan: în primul rând, elimină căldura din magnetron, iar în al doilea rând, asigură circulația aerului în camera cuptorului cu microunde. La rândul său, acest lucru asigură încălzirea uniformă a alimentelor.

De fapt, întregul principiu de funcționare al unui cuptor cu microunde se bazează pe acesta: magnetronul furnizează unde scurte cu frecventa inalta, care acționează asupra alimentelor și le încălzesc. Desigur, o astfel de explicație este primitivă, dar face și posibilă înțelegerea esenței procesului.

Explicație mai detaliată

Microundele emise de magnetron trec în camera cuptorului printr-un ghid de undă special - un canal cu pereți metalici care reflectă radiația magnetică. Odată ce aceste valuri intră în cameră, ele afectează alimentele, sau mai precis, moleculele de apă care sunt conținute în orice produs alimentar. Ca urmare, dipolii (moleculele) sub influența microundelor încep să se miște rapid și să se frece unul de celălalt, ceea ce contribuie la eliberarea energiei termice. Așa se încălzește mâncarea.

Particularitatea cuptorului cu microunde este că pot pătrunde până la 3 centimetri adâncime. Volumul rămas al produsului este încălzit din stratul superior. Acest principiu de funcționare al magnetronului în cuptorul cu microunde explică de ce, după încălzire, alimentele pot fi calde deasupra și în același timp reci în interior. Căldura pătrunde mai adânc datorită conductivității termice naturale.

Dacă ați mai folosit un dispozitiv similar, nu ați putut să nu observați că acesta se rotește în timpul procesului de încălzire. Acest lucru este necesar pentru a vă asigura că cuptorul cu microunde ajunge în toate zonele alimentelor care sunt încălzite.

Protectie la microunde

Având în vedere principiul de funcționare al cuptorului cu microunde, este logic să ne gândim la daunele sale asupra sănătății umane. Desigur, microundele emise de un magnetron sunt dăunătoare oamenilor. Cu toate acestea, după deschiderea ușii, magnetronul nu mai funcționează, astfel încât o persoană nu poate simți fizic influența sa. Și pentru ca acestea să nu treacă dincolo de camera de încălzire, este prevăzut protecţie specială. Toți pereții săi sunt din metal, care reflectă valurile și nu pot părăsi dispozitivul. În ceea ce privește ușa de sticlă (pur și simplu trebuie să fie acolo pentru ca utilizatorul să poată vedea procesul de încălzire sau de gătit), aceasta este acoperită cu o plasă specială care reflectă microundele. Dacă această grilă este îndepărtată, atunci undele pot părăsi spațiul camerei, iar acest lucru poate dăuna într-adevăr unei persoane. Este inacceptabilă utilizarea cuptorului cu microunde dacă există deteriorări, de exemplu, la garnitura ușii sau la ochiurile acesteia.

Apropo, având în vedere faptul că metalul reflectă microundele, este inacceptabil să se folosească ustensile metalice.

Designul dispozitivului

Toate cuptoarele cu microunde funcționează la fel, prin urmare, au aceeași compoziție de părți. În special, se pot distinge următoarele elemente structurale:

1. Magnetronul este unitatea principală care este sursa de microunde.
2. O cameră cu un podium rotativ și pereți metalici care reflectă undele radio.
3. Transformator pentru creșterea tensiunii.
4. Usa cu plasa de protectie si sticla transparenta.
5. Circuit de comunicații și control.
6. Ghid de undă.
7. Ventilator pentru racirea magnetronului.

Toate aceste elemente participă într-un fel sau altul la funcționarea cuptorului.

Funcționare cu magnetron

După cum am menționat deja, magnetronul este inima cuptorului cu microunde. Este o diodă electrică în vid formată dintr-un anod cilindric mare. Anodul în sine este din cupru, combină 10 sectoare ale peretelui de cupru.

În centrul dispozitivului se află un catod tijă, în interiorul canalului căruia se află un filament. Este proiectat să emită electroni. Pentru ca dispozitivul să genereze microunde, în cavitate trebuie creat un câmp magnetic. În acest scop se folosesc magneți inel. de mare putere- sunt situate la capetele piesei. Și pentru a crea emisie, anodului i se aplică o tensiune de patru mii de volți. Pentru a atinge această tensiune, intră în joc un transformator în cuptorul cu microunde. Principiul de funcționare al oricărui model presupune prezența acestuia.

Există, de asemenea, bucle de sârmă în interiorul dispozitivului care se conectează la catod, care este conectat la antena radiantă. Din acest element microundele intră direct în ghidul de undă în sine, de unde ies și intră în cameră cu alimente.

Controlul puterii

Dacă este nevoie de mai puțină putere pentru a găti alimente, magnetronul poate fi pornit sau oprit. În știință, această tehnologie se numește modularea lățimii impulsului.

Pentru ca un dispozitiv de 400 W să producă jumătate din el în 20 de secunde, acesta este activat timp de 10 secunde, după care alimentarea este oprită pentru aceleași 10 secunde. Desigur, toate acestea se întâmplă cu o automatizare completă.

Răcire cu magnetron

Rețineți că în timpul funcționării dispozitivul generează o cantitate mare de căldură, prin urmare, trebuie să fie răcit. Pentru a face acest lucru, dispozitivul în sine este instalat într-un radiator cu placă, iar lângă el este plasat un răcitor. Sufla pe calorifer și elimină căldura din magnetron. Dacă ventilatorul nu funcționează, dispozitivul se poate supraîncălzi în timpul funcționării și pur și simplu se poate defecta. Dar pentru a preveni acest lucru, este echipat suplimentar cu o siguranță termică specială - un dispozitiv de protecție.

Scopul siguranței

Pentru a preveni supraîncălzirea grătarului și magnetronului, unele modele instalează siguranțe termice speciale (relee termice). Ele pot fi diferite. Mai exact, principala diferență este cantitatea de căldură pe care o pot rezista.

Acest dispozitiv este destul de simplu în ceea ce privește funcționarea sa. Este realizata din aliaj de aluminiu si se ataseaza cu ajutorul unei conexiuni cu flansa, asigurand un contact sigur cu zona in care se masoara temperatura. In interiorul carcasei este instalata o placa bimetalica, care poate rezista la o anumita temperatura. Și dacă valoarea temperaturii depășește o anumită limită, atunci placa se comprimă și activează împingătorul și deschide circuitul grupului de contacte. Furnizarea de energie electrică a unității se oprește apoi, magnetronul se oprește și se răcește treptat, placa revine la locul său. poziția inițială pe măsură ce magnetronul se răcește. Prin anumit timp contactele se închid din nou.

Acesta este principiul simplu de funcționare al unui cuptor cu microunde, în special siguranța de supraîncălzire. Rețineți că în modelele ieftine acest element poate fi absent, deoarece este complet inutil pentru functionare normala dispozitive. Acesta este doar un element de protecție care crește fiabilitatea și durata de viață a cuptorului, nimic mai mult.

Rolul coolerului

Când vorbim despre modul în care funcționează un cuptor cu microunde, principiul de funcționare trebuie explicat ținând cont de toate elementele structurale care pot fi utilizate în acesta. Cooler este unul dintre ele. Desigur, asta este componentă importantă sistem, fără de care dispozitivul și funcționarea cuptorului cu microunde nu vor fi complete.

Sarcinile lui:

1. Răcire cu magnetron. Aceasta este cea mai importantă sarcină, fără de care magnetronul s-ar arde chiar în prima zi de utilizare a cuptorului.
2. Răcirea altor componente care generează căldură în timpul funcționării. În special, despre care vorbim despre microcircuite.
3. La modelele cu gratar, racitorul raceste termostatul.
4. Crearea unei presiuni excesive în camera în care se află alimentele. Din acest motiv, vaporii și aerul sunt îndepărtați prin canalele de ventilație.

Cel mai adesea, un singur ventilator este suficient pentru a îndeplini toate aceste funcții. Datorită prezenței găurilor pentru conductele de aer în cameră, aerul în sine este distribuit uniform.

Dispozitiv cu cameră

În principiu, fizica modului în care funcționează un cuptor cu microunde nu este complicată, deoarece se știe încă de la școală că radiațiile electromagnetice puternice sunt periculoase pentru oameni. Acesta este cel care vine din magnetron și intră în cameră cu alimente, așa că acest dispozitiv necesită un sistem puternic de protecție pe mai multe niveluri.

Întreaga cameră de lucru din interior este acoperită cu email, care blochează radiațiile electromagnetice. Deasupra există o carcasă metalică care împiedică pătrunderea valurilor în cameră. Și pentru a proteja ușa de sticlă, este prevăzută o plasă de oțel cu celule mici - blochează radiația cu o frecvență de până la 2450 Hz și o lungime de undă de până la 12 cm.

Rețineți că ușa este cel mai slab punct prin care se pot scurge cuptorul cu microunde, așa că ar trebui să se potrivească cât mai strâns cu dulapul și să nu aibă goluri. Dacă există un gol, funcționarea dispozitivului este interzisă. În acest caz, este necesar să reglați balamalele ușii și să o readuceți în poziția inițială.

În plus, algoritmul de funcționare cu microunde implică utilizarea unui special dispozitiv de protectie de la pornire cu ușa deschisă. Un astfel de sistem poate fi implementat în moduri diferite, cel mai adesea microîntrerupătoarele sunt folosite pentru a controla poziția ușii. Aceste comutatoare pot opri magnetronul și pot transmite informații despre poziția ușii către unitatea de control.

Panou de control

Este disponibil pe orice model. La dispozitivele mai vechi, panoul de control este reprezentat de doar două (sau chiar unul) întrerupătoare mecanice. Unul setează modul de funcționare (încălzire, dezghețare etc.), celălalt setează ora. Schema este primitivă, dar funcțională și simplă.

Cu toate acestea, modelele moderne sunt echipate cu mari panou tactil. Astfel de panouri de control oferă utilizatorului o funcționalitate excelentă și chiar capacitatea de a programa modul. De exemplu, puteți seta o anumită oră de pornire pentru încălzirea alimentelor, durata procesului, puteți chiar să specificați alimentele sau felurile de mâncare care vor fi încălzite. Și deși se pare că astfel de dispozitive sunt mai avansate, în termeni tehnici sunt puține diferențe. Panoul de control electronic nu modifică modul în care funcționează cuptorul cu microunde.

Bloc de control

Există un dispozitiv de comandă în fiecare dispozitiv (nu numai în cuptoarele cu microunde), unde la un moment dat trebuie efectuată una sau alta acțiune. Datorită lui, acestea sunt furnizate diferite funcții. În special, dispozitivul îl poate folosi pentru a menține o anumită temperatură, a porni sau a opri cuptorul după o anumită operațiune.

În cuptoarele cu microunde mai vechi, acest dispozitiv este prezentat sub forma a două întrerupătoare electromecanice - acestea sunt responsabile pentru funcțiile descrise mai sus și joacă un rol important în structura generală a cuptorului cu microunde. Desigur, în timp, electronica a evoluat, rezultând unități de control complet electronice. În zilele noastre, cuptoarele cu microunde (și nu numai ele) folosesc microprocesoare și programe speciale, conform căreia dispozitivul poate îndeplini una sau alta funcție:

1. Ceas incorporat.
2. Decongelarea alimentelor.
3. Reprize semnal sonor despre finalizarea procesului de dezghețare, gătire sau încălzire.

Concluzie

Acum aveți o înțelegere mai precisă a modului în care funcționează un cuptor cu microunde. Principiul de funcționare a acestui dispozitiv relativ simplu. Se bazează pe legile elementare ale fizicii.

Să consolidăm ceea ce am învățat: magnetronul (elementul principal al unui cuptor cu microunde) emite unde radio foarte scurte cu o frecvență înaltă. Ele afectează moleculele de apă, determinându-le să înceapă să se miște activ. Acest proces este însoțit de eliberarea de căldură. Având în vedere faptul că undele pătrund puțin adânc în alimente, doar suprafața alimentelor este încălzită, iar apoi, datorită conductivității termice naturale, căldura se mișcă mai adânc.

Acesta este principiul de bază al funcționării unui cuptor cu microunde. De asemenea, am analizat dispozitivul și elementele principale în acest articol. Toate sunt clasice și sunt folosite în absolut toate modelele de la orice producător. Pe acest moment descris mai sus diagrama de lucru este totuși singurul diferiți producători pot folosi module care diferă în anumiți parametri. De exemplu, un model poate folosi un magnetron mai puternic, care poate încălzi alimentele mult mai repede. În alte modele compacte, acest element poate avea o putere redusă, ceea ce vă permite să creați un dispozitiv mic. Există sute de diferențe similare, dar principiul de funcționare nu se schimbă deloc. Desigur, un magnetron mai puternic determină cât timp funcționează cuptorul cu microunde pentru a încălzi alimente de același volum. Prin urmare, dacă nu vă place să așteptați, atunci este mai bine să alegeți un model mai puternic.

Asta e tot. Am demontat complet structura acestei piese electrocasnice și am răspuns la majoritatea întrebărilor legate de aceasta.