Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает микроволновка принцип работы

Что такое микроволновая печь

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.

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.

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.

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.

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.

Как работает микроволновка

Приготовление и разогрев пищи в микроволновой печи уже давно не вызывает вау-эффекта. Но вот как работает этот кухонный девайс, знает далеко не каждый. Это в свою очередь рождает множество мифов и кривотолков. В данном материале рассмотрим, как устроена микроволновка и как ее безопасно использовать.

Теория нагрева в СВЧ-печи

Как известно, полярные молекулы (иначе называемые диполями) ориентируются в пространстве вдоль силовых линий магнитного поля. Если такую молекулу поместить в переменное магнитное поле, она, обладая дипольным моментом, начнет поворачиваться, следуя за его магнитными линиями. Чем выше частота смены направления силовыми линиями поля, тем чаще молекула будет менять свое положение.

Ярким представителем диполя является молекула воды, самого распространенного на Земле вещества. Приложение переменного магнитного поля к молекулам воды заставляет их находиться в постоянном движении, обусловленным дипольным моментом. Из-за сил трения, возникающих между соседними молекулами, выделяется тепло и, соответственно, повышается температура материала, помещенного в электромагнитное поле. Причем чем быстрее и чаще меняется направление поля, тем быстрее происходит внутренний нагрев. Такое поведение молекулы воды является основополагающим принципом готовки в микроволновой печи.

Любой продукт содержит то или иное количество воды, поэтому если поместить его под действие электромагнитных волн, это гарантированно вызовет его нагрев. Причем продукт нагревается изнутри, а не снаружи, как это происходит при традиционных способах готовки. СВЧ-волны проникают вглубь продукта примерно на 2,5-3 см, а остальной нагрев происходит за счет теплового движения молекул.

Чтобы разогреть продукты, их подвергают воздействию электромагнитных волн, меняющих направление своих электромагнитных полей с высокой частотой.

Общепринятым стандартом частоты электромагнитного поля в СВЧ-печах является значение 2,45 ГГц.

Основной миф о микроволновках гласит, что молекула воды начинает менять свое положение лишь на частоте 2,45 ГГц. На самом деле это не так. Движение молекул воды возможно в более широком спектре частот. Причем чем ниже частота, тем глубже радиоволны проникают в толщу материала. Некоторые промышленные образцы микроволновок успешно работают на частоте 915 МГц.

Используемая частота радиоволн — определенный компромисс между эффективностью, стоимостью и повсеместной доступностью технологии. Во-первых, возможность использовать микроволновку должна быть везде, а значит, частота ее волн должна находиться в разрешенном радиочастотном диапазоне. Во-вторых, конечное изделие не должно иметь высокую стоимость, чтобы быть по карману большинству. В-третьих, прибор для приготовления должен быть достаточно компактным и иметь небольшой вес.

Устройство и принцип действия микроволновки

СВЧ-печь состоит из небольшого количества узлов и компонентов. В ее состав входят:

  • магнетрон;
  • волновод;
  • рабочая камера;
  • источник питания высокочастотного излучателя;
  • вентилятор охлаждения магнетрона;
  • плата управления микроволновкой;
  • механизм вращения тарелки.

Главную скрипку в работе микроволновки играет магнетрон — узел, генерирующий радиоволны высокой частоты.

Пытаясь вникнуть в суть работы магнетрона, так и хочется воскликнуть словами известного интернет-мема: «Ничего не понятно, но очень интересно!» На самом деле это так, только если подходить к вопросу, что называется, академически. Упрощенно работу электромагнитного излучателя можно описать следующим образом.

Конструктивно, магнетрон — это вакуумная электролампа, известная еще со времен дедовских телевизоров и радиоприемников. Узел состоит из толстостенного анода, как правило, выполненного из медного сплава и имеющего в своей конструкции камеры резонаторов, а также катода с дополнительной обмоткой, изготовленной из сплава вольфрама и тория. Катод осуществляет эмиссию электронов в вакуумную среду устройства. Для ускорения процесса отделения электронов с поверхности катода, обмотка нагревается путем подачи на нее небольшого напряжения. Колба магнетрона с обоих торцов заключена в постоянные магниты, создающие внутри нее постоянное магнитное поле.

Возникновение волн сверхвысокой частоты происходит при взаимодействии перпендикулярных друг другу постоянного магнитного поля, сформированного постоянными магнитами, и переменного электромагнитного поля, возникающего при подаче высокого напряжения на выводы магнетрона. Для питания излучателя СВЧ-волн используется высокое напряжение, величина которого составляет порядка 4000 В.

В кольцевом промежутке между катодом и анодом, иначе называемым пространством взаимодействия, происходит формирование потока электронов и их круговое вращение внутри воздушного зазора. Во время прохождения потока электронов мимо полостей резонаторов скорость электронов несколько замедляется. В этот момент происходит отбор энергии из пучка электронов и формирование СВЧ-волн, которые в свою очередь усиливаются в резонаторах и выводятся через проволочную петлю на антенну магнетрона.

Дальнейший путь СВЧ-волн довольно прост. По волноводу они попадают в рабочую камеру печи и поглощаются помещенными в нее продуктами, в результате чего пища нагревается.

Магнетрон, волновод и рабочая камера — замкнутая среда распространения СВЧ-волн, в которой они должны поглощаться. Именно по этой причине в рабочей камере должны находиться продукты, поглощающие энергию волн. Если включить пустую микроволновую печь, волны, отражаясь от стенок камеры, рано или поздно попадут обратно в волновод и на антенну магнетрона, что вызовет искрение внутри печи и станет причиной возможного выхода излучателя из строя.

Работу магнетрона обеспечивает мощный трансформатор, повышающий сетевое напряжение до 2 кВ. Посредством проходного конденсатора, установленного во вторичной обмотке, форма напряжения преобразуется в пульсирующую, удвоенную по величине. Таким образом, на контакты магнетрона поступает напряжение порядка 4 кВ, необходимое для нормальной работы излучателя. Дополнительно на вторичной обмотке трансформатора имеются выводы для питания нити нагрева катода. Напряжение питания схемы подогрева находится в пределах 2,5-4,5 В.

В процессе работы магнетрон выделяет большое количество тепла, которое отводится потоком нагнетаемого вентилятором воздуха. Воздух проходит через пластины радиатора, а затем попадает в рабочую камеру. Его избыток выходит через специальные вентиляционные отверстия.

Для равномерного воздействия микроволн на всю поверхность продуктов, в рабочей камере устанавливается вращающаяся тарелка.

По типу управления работой магнетрона микроволновые печи могут быть трансформаторными (устройство которых рассмотрено выше) или инверторными. Различие конструкций обеих концепций заключается лишь в источнике питания СВЧ-излучателя, а вот логика работы отличается существенно.

Если в классической конструкции мощность СВЧ-излучения регулируется путем периодического включения магнетрона на полную мощность, то при инверторном управлении излучатель остается включенным постоянно, а мощность его излучения регулируется посредством инвертора.

Что это дает конечному потребителю? В первую очередь — большую рабочую камеру. Физические размеры инвертора значительно меньше размеров трансформатора, поэтому высвобождаемое внутреннее пространство печи можно использовать для увеличения полезного объема камеры. Во-вторых, снижение веса. Высоковольтный трансформатор микроволновки — довольно мощный аппарат, вес которого составляет от 3 до 5 кг, что не идет ни в какое сравнение с весом инвертора. В-третьих, улучшение вкусовых качеств готовых блюд. Поскольку излучатель включен постоянно, то исключаются «ударные» нагрузки на молекулы воды в моменты включения магнетрона на полную мощность. Как результат, исключается излишнее высушивание продуктов путем избыточного выпаривания влаги. Это положительно сказывается на конечном вкусе готовых блюд. В-четвертых, снижение мощности в процессе готовки приводит к снижению потребления электроэнергии.

Многие сайты и невежественные продавцы бытовой техники утверждают, что инверторные модели лишены механизма поворотной тарелки, а равномерное приготовление пищи происходит за счет регулировки длины и интенсивности волн инверторным управлением. Это не так! Просто есть модели, в которых магнетрон установлен над или под рабочей камерой. Такое конструктивное решение позволяет выиграть еще несколько десятков кубических сантиметров полезного объема печи.

Безопасное использование микроволновой печи

Чтобы кухонный аппарат долгие годы служил верой и правдой и не требовал вмешательства сервисных служб в свой «внутренний мир», следует соблюдать несколько простых правил:

Читать еще:  Как прозвонить провода мультиметром

1. Не включать печь с пустой камерой, без продуктов. Микроволны ничем не поглощаются, поэтому «хлопки» и искрение гарантированы. К тому же это не лучшим образом сказывается на ресурсе магнетрона.

2. Поверхность рабочей камеры следует содержать в чистоте. Остатки продуктов на стенках мало того, что неэстетичны, но и содержат воду, поэтому при работе печи будут поглощать микроволны. В конечном итоге это приведет к порче покрытия стенок камеры.

3. Перед приготовлением продуктов, заключенных в какую-либо оболочку с намеком на герметичность (сосиски, сардельки и т. д.), оболочку продукта нужно проколоть в нескольких местах. Это простое действие создаст каналы для выхода пара, который неизбежно будет образовываться внутри продукта во время приготовления. Это позволит продукту сохранить свой первоначальный вид и остаться в тарелке, а не «украшать» своими частями стенки камеры.

Крайне не рекомендуется варить в СВЧ-печи яйца. Из-за повышения давления внутри скорлупы, взрыв гарантирован. Если уж так сильно хочется отварить яйцо посредством микроволн, то нужно как минимум проколоть скорлупу или срезать верхушку. А лучше всего воспользоваться специальной яйцеваркой для СВЧ.

4. Нельзя пользоваться СВЧ-печью с неисправной блокировкой дверцы или умышленно ее отключать. Стенки камеры и экранированное стекло дверцы надежно защищают от проникновения микроволн за пределы рабочего пространства печи. Ведь мы помним, что воздействие микроволнового излучения вызывает нагрев тканей, поэтому можно получить глубокие ожоги. Как не стоит использовать магнетрон можно посмотреть в этом коротком видео.

Внимание! Такие эксперименты опасны для здоровья!

5. Не нужно помещать в рабочую камеру металлические предметы и посуду, имеющую металлизированную кайму. Дело в том, что микроволны хоть и не поглощаются металлом, но приводят к возникновению в нем вихревых токов больших величин. Не лучшая идея — создать внутри микроволновки подобие сварочного аппарата и испортить внутренние поверхности печи.

6. Нужно всегда помнить, что СВЧ-излучатель питается напряжением порядка 4 кВ. Не стоит проводить самостоятельный ремонт. Риск получения электротравмы очень высок!

Дополнительное оснащение микроволновки

В современных микроволновках еду готовят не только с использованием СВЧ-излучения. Практически все модели оснащают грилем, а более «продвинутые» модели — и режимом конвекции.

Гриль

Существует два типа нагревательных элементов, служащих для создания румяной корочки у готового блюда или полноценной готовки в этом режиме. Это может быть обычный ТЭН или кварцевый излучатель.

Приготовление еды происходит от воздействия теплового (либо инфракрасного) излучения, создаваемого нагревательным элементом. Нагреватели имеют небольшую мощность, поэтому приготовление блюд только ими довольно сомнительно и занимает много времени. А вот в качестве подспорья микроволнам — вполне рабочий вариант. Кулинарные шедевры, приготовленные в комбинированном режиме «СВЧ + Гриль», получаются с хорошо пропеченной корочкой снаружи и сочными внутри.

Конвекция

Для режима «Конвекция» в камеру СВЧ-печи дополнительно устанавливают вентилятор, обеспечивающий принудительную вентиляцию горячего воздуха. В этом режиме блюдо гарантированно пропекается со всех сторон.

В режиме конвекции отлично удается запекать продукты (рагу, запеканки, тушеное мясо и т. д.), особенно хорошо выходит выпечка (пироги, безе, кексы и многое другое).

Важно помнить! Комбинированные режимы самые энергозатратные. Потребление электроэнергии может составить до 2,5 кВт*ч, поэтому следует удостовериться, что проводка выдержит такую нагрузку.

Принцип работы микроволновой печи

Чтобы разобраться как работает микроволновка придется вспомнить базовый курс школьной физики. Но даже те, кто этот курс помнят не очень хорошо, после подробного объяснения будут точно знать принцип работы микроволновки и смогут ответить себе и другим о вреде самого прибора или пищи, которая в нем готовится.

Прибор назван микроволновой печью не случайно. В ней (и не только в ней, например в сотовых телефонах, спутниковом телевидении, а также имеются природные волны, которые создает Солнце) используется излучение сверхвысокой частоты или, как еще его называют, микроволновое излучение, состоящее из электромагнитных волн, длина которых составляет 1 миллиметр — 1 метр.

Помимо длины, волны характеризуются частотой. Для микроволновок, согласно международного соглашения, принята частота 2450 МГц (такая частота не создаст помех для работы других приборов с микроволнами).

Электромагнитные скорости, если кто не знал или забыл, напоминаю, распространяются со скоростью 300000 км за секунду. Правильно, это скорость света. Зная частоту микроволн печи можно получить длину. Для этот скорость нужно разделить на частоту, получаем 12,25 см. Вот такие волны обитают в вашей микроволновке.

Еще одна характеристика волн, чтобы принцип работы микроволновки был точно понятен. Волна — сочетание двух переменных полей (магнитного и электрического). В продуктах нет магнитных свойств, поэтому это поле не рассматриваем. А вот электрическое поле, которое создает волна, и есть основа.

Принцип работы микроволновой печи

Чтобы микроволны могли нагреть пищу в ней должны быть дипольные (разные заряды на разных концах, то есть в одной — положительный, с другой — отрицательный) молекулы. И, как оказывается, они есть. Это молекулы сахара, жира, но самое важное — воды, которая есть практически во всех продуктах.

В каждом, даже самом маленьком кусочке продукта есть огромное количество дипольных молекул, которые расположены как им вздумается, то есть хаотично. Но стоит им попасть под воздействие электрического поля, как тут же молекулы строятся ровными рядами на силовых линиях поля, причем в строгом порядке: плюс — в одну сторону, минус — в другую. Выстроились. Но как только поле поменяет полярность, вслед за ним подстраиваются и молекулы, поворачиваясь на сто восемьдесят градусов. А теперь представьте, что такое изменение поля происходит очень часто. А вернее, с частотой 2450 МГц. Напоминаю, 1 герц — 1 колебание в 1 секунду, значит несложно подсчитать, что 1 МГц — 1 млн. колебаний за 1 секунду. За 1 колебание поле меняется дважды. Можете вычислить сколько раз наши молекулы изменили своё положение за секунду. Для тех, кто верит на слово — 4900000000 раз.

Представили это бешенное движение молекул? И при этом движении молекулы соприкасаются друг с другом, выделяя тепло, которое и «греет» продукт.

Зная принцип работы СВЧ печи не составит приготовить множество блюд на скорую руку, например, такие>>

Немного о правилах пользования, которые помогут освоить процесс приготовления в СВЧ: https://gotovim-v-mikrovolnovke.ru/pravila-polzovaniya-mikrovolnovkoj.html

Как «приучить» свои рецепты к микроволновке. Это здесь>>

Вкусная картошка с мясом в горшочке, за рецептом>>

Для тех, кому физика оооочень далека предлагаю потереть ладошки друг о друга. Чувствуете как они становятся теплыми. Вот такой же принцип. И кстати, этот пример показывает, что, таким образом, то есть потирая интенсивно ладошки, мы не сможем нагреть ткани слишком глубоко. Так и микроволны не могут проникнуть глубже трёх сантиметров. Поэтому к действию микроволн подключается теплопроводность, за счет которой вырабатываемое тепло проникает глубже трёх сантиметров.

Что это значит практически и как соотносится к приготовлению пищи в микроволновке? Это значит, что не нужно готовить большой кусок на максимальной мощности. Лучше выставить среднюю и дать теплу спокойно проникнуть вглубь, хорошо проготавливая кусок и не обуглить внешнюю часть.

А жидкие продукты нужно периодически перемешивать, помогая теплу проникать в середину посуды.

Последнее время ходят слухи о том, что подогрев в микроволновке продуктов начинается с внутренней части продукта, что приводит к потере ценных микроэлементов в пище. Но это ошибочное мнение, как вы уже поняли. Проведите практический эксперимент: подогрейте варёный неочищенный картофель, а затем посмотрите на его подсохшую поджаристую корочку и нежную сердцевину.

Как устроена микроволновая печь

Требуемые продукты, помещаются внутрь микроволновки на вращающуюся подставку, благодаря которой разогрев происходит равномерно. Вырабатывает микроволны мощная электронная лампа – магнетрон. При выходе вашего бытового прибора из строя не спешите заниматься ремонтом самостоятельно, учтите, что на магнетрон подается очень высокое напряжение – не рискуйте собой и своими родными.

Защищает от излучения сеточка на двери прибора.

В комплектацию прибора входят:

  • шнур электропитания,
  • преобразователь энергии;
  • магнетрон;
  • устройства направляющие и распределяющие волны;
  • конденсатор;
  • выпрямитель;
  • дверца, оборудованная спец. уплотнителями;
  • камера печи с тарелкой;
  • вентилятор.

3 Comments

Мы часто делаем еду в микроволновке на гриле, получается очень вкусно, а главное просто, поставил и забыл. При подогреве суп, действительно плохо прогревается, часто приходится вынимать помешать и обратно поставить, как сказано в статье. Но при работающей микроволновой печи лучше не находится близко, эти волны вредны для человека.

Очень содержательная статья, спасибо за информацию! Конечно, если принцип работы микроволновой печи рассматривать детально, то он покажется очень сложным, как и строение микроволновки. Здесь и сетевой фильтр, и термореле, и сложная схема управления, при том чем современнее, чем функциональнее печь, тем она сложней, да и в конце концов один магнетрон чего стоит;

Однако я не совсем согласен с советом по поводу самостоятельного ремонта, ведь почти все комплектующие детали современной техники собирается на сборно-разборных гнездах. И если причиной неполадки стал удар по печи или её падение на пол то поломки скорее всего и нет, а чтобы вернуть гнезда на прежние места или припаять отпавшие провода в мастерской спросят до трети, а то и до половины стоимости печи;

Поэтому, дамы не жалейте своих мужей, ведь если руки из правильного места растут, в микроволновке починить можно всё, разве что кроме панели управления, так как в ней много мелких деталей и требуется спец оборудование!

Простому пользователю, наверное, не особо интересен принцип работы. Это скорее надо тем, кто ремонтирует. Ну, или особо любознательным. И ещё тем, кто хочет понять есть ли реальный вред от микроволновки.

Как работает микроволновка — принцип работы СВЧ и магнетрона

Микроволновая печь, более известная как микроволновка – полезный кухонный прибор, который в разы упрощает повседневную жизнь. Имея ее в своем арсенале, не придется подолгу возиться на кухне, подогревая пищу. Микроволновую печь еще называют СВЧ-печью.

Задача этого бытового электроприбора – быстрое приготовление или быстрый подогрев приготовленной пищи, размораживание продуктов. Если сравнивать с классической печью, например, духовкой, микроволновка разогревает продукты не с поверхности, а по всему объему.

Микроволны, глубоко проникая практически в любую пищу, в разы сокращают время разогрева. В статье пойдет речь о принципе работы и устройстве этой техники, незаменимой на кухне.

Принцип работы микроволновой печи

Чтобы разобраться с этим, необходимо немного вводных данных. Большинство продуктов питания в своем составе содержат следующие вещества: соли, жиры, сахар, воду. Чтобы микроволны «работали», то есть грели пищу, в продуктах должны быть дипольные молекулы.

С одной стороны у них положительный электрический заряд, с другой – отрицательный. В пище этих молекул достаточно – это жиры и сахар, но главный диполь – молекула воды.

В овощах, мясе, фруктах и рыбе содержится большое число дипольных молекул, количество которых достигает миллионов. Если электрического поля нет, молекулы располагаются в хаотическом порядке.

При наличии электромагнитного поля, они начинают «выстраиваться»: «плюс» направлен в одну сторону, «минус» в другую. Когда поле меняет полярность, молекулы «разворачиваются» на 180 градусов.

В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц. 1 герц = 1 колебанию за секунду. Мегагерц – миллион колебаний. Полярность меняется дважды за один период волны.

Когда на продукты воздействует микроволновое излучение, молекулы в них начинают вращаться чаще, буквально стираясь друг о друга. При этом выделяется тепло, которое и служит источником нагрева продуктов.

Но, тепло «идет» дальше – включается физика теплопроводности. Отсюда же следует совет: если нужно разогреть большой кусок мяса, лучше выставить микроволновую печь на среднюю мощность. Так он прогреется лучше, хоть на это и уйдет больше времени. Тепло из наружных слоев начнет проникать внутрь.

Аналогично дела обстоят и с супами: их лучше периодически вынимать из печи и перемешивать, помогая теплу пробиться внутрь.

В выпускаемых сейчас моделях печей может быть функция «Двойного излучения» — это говорит о раздвоенном источнике излучения. Благодаря этому разделению продукты прогреваются равномернее, а СВЧ-печь имеет повышенный КПД.

Схема СВЧ печи

Наглядным примером послужит модель микроволновки Samsung RE290D. Принципиальная электрическая схема поможет понять, как работают печи от любых производителей. Отличаться они могут разве что специфическими модификациями. Сама схема представлена на фото.

В левой части заметно, что заземляющий контакт вилки соединяется с корпусом, а тот подключен от средней точки конденсаторной развязки фильтра, снижающего помехи высокочастотного излучения.

В области входа питания находится предохранитель плавного типа – FU1. Для проверки его состояния пользуются электрическими методами – прозванивают цепь мультиметром, работающим в режиме омметра.

Чтобы магнетрон – источник излучения, начал «работать», контакты исправности дверцы размыкаются, а все остальные – замыкаются. Если их отключить, причем любой, то с высоковольтного трансформатора снимется питающее напряжение.

В схеме есть термические предохранители-датчики (2 шт.), которые, в зависимости от температуры корпуса магнетрона и рабочей камеры, размыкаются и замыкаются. У первого – периодическая работа. Он защищает магнетрон от перегрева. Второй срабатывает, если неисправен вентилятор или засорились вентиляционные отверстия.

Контакт страхующего реле обеспечивает подключение электродвигателей таймера и охлаждающего вентилятора. Если предохранитель «Monitor Fuse» перегорит, обмотка реле выходит из строя.

Переключатель, отвечающий за выбор мощности, находится на таймере. Он, следуя алгоритмам, снимает напряжение со схемы магнетрона.

Его задача – ограничение импульса, вызванного разрядом конденсатора (он может получить заряд до того, как включится). Это обеспечивает плавный запуск микроволновой печи.

Силовая схема этой печи от Самсунг проста для тех, кто в этом разбирается. Главное различие в СВЧ-печах – электронные блоки, с разной конструкцией и функциональными возможностями.

Устройство микроволновки

Внутри микроволновки есть несколько обязательных деталей, поэтому не лишним будет знать, какова их роль. Внутреннее строение имеет следующую конструкцию: металлическая камера, в которой происходит нагрев пищи и дверца, предотвращающая выход излучения наружу.

Чтобы продукты питания разогревались равномернее, для этого в камере предусмотрен вращающийся столик, работающий от мото-редуктора (мотора). Но есть и другие ответственные детали.

Блок управления

Панель управления бывает:

  • механической;
  • электронной.

Блок управления поддерживает заданную мощность и выключает устройство по истечении заданного времени.

Читать еще:  Сколько атмосфер должно быть в системе водоснабжения в квартире

Внутри электронного блока – микроЭВМ с богатым потенциалом, поэтому в ходе производства печей ему находят другое применение. Например, встраивают часы или отрывки мелодий, которые сигнализируют об окончании работы.

Сама схема устроена по-разному. Простейшая представляет собой круговые регуляторы, один из которых – таймер. Бывает и гибридная система – с кнопками. Она, по сравнению с «механикой» более функциональна.

Все чаще встречается блок управления в виде сенсорной панели. Принципом работы она аналогична механическим кнопкам, только надежнее. Продвинутые схемы поддерживают «программирование» — настраивается мощность и время выдачи излучения.

Блок генерации СВЧ излучения

Это «сердце» микроволновой печи. Выглядит элемент как вакуумная лампа, которую можно было встретить в старых кинескопных телевизорах.

Блок генерации включает не единственный СВЧ-источник. Чтобы волны поступали в рабочую зону печи, в ней предусмотрены волноводы. Расположены они за слюдяной пластиной, которая «прячется» за боковой стенкой.

Системы основной и вторичной защиты

Контрольные датчики следят за тем, чтобы ключевые электронные и аппаратные части работали исправно, а не в аварийном режиме. Их функция – обеспечение безаварийной работы микроволновой печи и предотвращение опасных сбоев.

Чтобы защитить человека от воздействия микроволн, в СВЧ-печах есть запорный механизм, состоящих из нескольких выключателей:

  • Primary Switch;
  • Secondary Switch;
  • Door Switch;
  • Monitor Switch.

Задача дверного (door) выключателя – блокировать работу реле регулировки мощности. Устанавливается он преимущественно в технике с электронным блоком управления.

Функции микроволновки

Микроволновую печь большинство используют просто для нагрева пищи. Но эта техника способна на большее. С ее помощью можно даже готовить шашлык, курицу-гриль, выпекать картошку и так далее.

Единственное, режим «гриль» требует мощности в 1500 Вт, значит света «тянуть» печь будет немало. Да и магнетрон – блок, генерирующий излучение, не вечен.

Поэтому, чем реже пользоваться печью, тем дольше она прослужит. Сейчас редко кто полностью отказывается от традиционных плит в пользу микроволновок.

Перечь функций, доступных в СВЧ-печах и их назначение:

  • подвижный гриль. Позволяет менять угол наклона. Те, кто предпочитает курицу-гриль, выбирают печи с этой функцией;
  • конвекция. Обдув продуктов питания горячим воздухом. Как заявляют производители, эта функция предназначена для выпекания. Правда, модели печей с нею дорогие, тяжелые и громоздкие. Неудивительно, так как сзади техники ставится немаленький вентилятор, нагнетающий воздух;
  • биопокрытие. Иначе – керамическое покрытие, хотя производители именуют их по-разному. Его преимущества: стойкость, прочность, биологическая инертность (микробы не будут размножаться внутри печи, даже если долго ее не мыть). Чем дороже модель микроволновки, тем «навороченней» в ней покрытие;
  • автоприготовление. Это функция, встречающаяся в технике компании LG. Есть программы, полностью автоматизированные, предназначенные для готовки определенного блюда. К примеру, готовится каша. С этим режимом остается только выбрать вес продукта, а мощность и время зададутся автоматически;
  • размораживание. Все просто – печь работает на минимальной мощности, необходимой для разморозки продуктов;
  • Intellowave. Система, позволяющая равномерно прогреть еду, например, большой кусок мяса. Встроенные датчики «наблюдают» за отдельными участками продукта, определяя температуру поверхности и регулируя мощность;
  • подача пара. Дополнительная возможность, предотвращающая пересушивание пищи в ходе приготовления;
  • проветривание рабочей камеры. Полезно, если хочется, чтобы новое блюдо не пропиталось оставшимися запахами.

Что такое магнетрон

Магнетрон в микроволновке – это элемент, генерирующий высокочастотное излучение в рабочей камере. Излучаемые электромагнитные волны воздействуют на молекулы, содержащиеся в пище, из-за чего она разогревается. То есть для подогрева не требуется внешнее тепловое воздействие.

Именно по этой причине температура в микроволновках не превышает отметку в +100 градусов Цельсия. Магнетрон – основная деталь, которая иногда выходит из строя. Ее можно заменить на новую, но для этого учитывается полная совместимость по мощности, частоте, расположению клемм.

Принцип работы магнетрона

Микроволновая печь работает так: она преобразует электроэнергию в высокочастотное электромагнитное излучение. В результате, молекулы воды, содержащиеся в пище, начинают «двигаться», что приводит к разогреву. Устройство, генерирующее микроволны, называется магнетроном.

Нередко магнетрон сравнивают с электровакуумным диодом, который работает за счет явления термоэлектронной эмиссии. Явление образуется, если нагревается поверхность катода или эмиттера.

Высокая температура «вынуждает» активные электроны покинуть поверхность. Но для этого на анод должно подаваться напряжение.

Образуемое электрическое поле приводит электроды в движение, которые по силовым линиям направляются к аноду. Электрон, оказавшийся в области магнитного поля, меняет свою траекторию.

Их траектория нарушается, и они начинают вращаться вокруг катода. Электроны, проходящие около резонаторов, отдают им часть собственной энергии (взаимозаменяемость). В результате в полости образуется мощное сверхвысокочастотное поле, выводимое наружу посредством проволочной петли.

Магнетрон «запускается», когда на анод подается высокое напряжение – 3000 – 4000 В. По этой причине в бытовых электросетях магнетрон должен подключаться через высоковольтный трансформатор.

Устройство магнетрона

Магнетрон – элемент, ответственный за генерацию высокочастотных колебаний. Есть устройства с похожим принципом действия – клистроны и платинотроны, но они не получили должного распространения.

Впервые магнетрон задействовали в СВЧ-печи в 1960 году. Сейчас используется многорезонаторный элемент. Его компоненты и их описания:

  • анод. Цилиндр из меди, состоящий из нескольких секторов. В нем есть полости-резонаторы, которые создают кольцевую систему колебаний;
  • катод. Цилиндр с нитью накаливания, расположенный в центре магнетрона. Эта часть ответственна за эмиссию электронов;
  • кольцевые магниты. Расположены на торцах печи. Они создают магнитное поле, направленное параллельно они магнетрона. Электроны движутся в том же направлении;
  • проволочная петля. Находится в резонаторе, соединяется с катодом и выводится к антенне-излучателю. Задача петли – вывод высокочастотного излучения в волновод. Оттуда оно поступает в рабочую камеру микроволновки.

Подключение магнетрона

Схема включения – однополупериодное выпрямление высоковольтного напряжения. Выход трансформатора работает в режиме короткого замыкания выходной обмотки (не дольше 5 минут).

Испорченный магнетрон нет смысла нести в ремонт – даже хорошо оснащенные мастерские этим не занимаются. Поэтому приобретают новую деталь.

Извлекая ее из микроволновки, помечают контакты разъемов, чтобы не перепутать их при переустановке. При неправильном подключении выводов магнетрон работать не будет.

Но подойдет аналогичная деталь. Мощность выбирается та же или выше, крепления и разъемы подключения должны совпадать.

Независимо от производителя, магнетроны имеют единое устройство, отличается только конструкция. Поэтому, заменяя деталь, нужно убедиться, что аналог плотно прилегает к волноводу.

Благодаря серийному изготовлению СВЧ блоков микроволновка становится простой, но полезной в условиях кухни техникой, которая в разы облегчает процедуру приготовления или разогрева пищи. Обслуживать ее легко, а конструкция не предполагает незаменимых деталей, что повышает надежность. Бытует мнение, что излучения от микроволн – вредны, но это не более чем миф.

Микроволновая печь

Микроволновая печь
Код MCN8516.50.00
Микроволновая печь на Викискладе

Микроволно́вая печь (также СВЧ-печь; устар. микрово́лновая [1] ; разг. микроволно́вка) — электроприбор,позволяющий совершать разогрев водосодержащих веществ благодаря электромагнитным излучением дециметрового диапазона (обычно с частотой 2,450 ГГц) и предназначенный для быстрого приготовления, подогрева или размораживания пищи.

В промышленности эти печи используются для сушки, разморозки, плавления пластмасс, разогрева клеев, обжига керамики и т. д. В некоторых промышленных печах частота излучения может изменяться (так называемые англ. variable frequency microwave, VFM ).

В отличие от классических печей (например, духовки или русской печи), разогрев пищи в СВЧ-печи происходит не только с поверхности разогреваемого тела, но и по его объёму, содержащему полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны данной частоты проникают и поглощаются пищевыми продуктами примерно на 1,5 — 2,5 см по глубине от поверхности. Это сокращает время разогрева пищи; средняя скорость нагрева в СВЧ-печах составляет 0,3—0,5 °С в секунду.

Содержание

  • 1 Принцип работы
    • 1.1 Мощность печи
  • 2 Устройство
  • 3 Разновидности
  • 4 История
    • 4.1 Утверждение о советском приоритете
  • 5 Меры предосторожности при эксплуатации
  • 6 Вопросы безопасности
    • 6.1 Электромагнитная безопасность
    • 6.2 Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы
  • 7 Мифы о СВЧ-печах
  • 8 Примечания
  • 9 Ссылки

Принцип работы

В печи происходит диэлектрический нагрев материалов, содержащих полярные молекулы. Энергия электромагнитных колебаний вызывает под действием электрической компоненты поля движение молекул, обладающих дипольным моментом, и межмолекулярное трение приводит к увеличению температуры материала.

Распространенное мнение о том, что частота выбрана соответствующей резонансной частоте воды, не соответствует действительности — последняя составляет 22,24 ГГц [ источник не указан 967 дней ] в то время как большинство бытовых СВЧ-печей работают на частоте 2450 МГц, в США некоторые индустриальные модели — на частоте 915 МГц.

Частота выбрана по практическим и конструктивным соображениям:

  • Магнетрон мощностью от 500 Вт должен обладать приемлемыми эффективностью, стоимостью, габаритами;
  • Частота должна находиться в разрешенном выделенном радиодиапазоне частот (в данном случае ISM диапазон);
  • Глубина проникновения радиоволн в нагреваемый объект должна лежать в районе нескольких сантиметров (чем ниже частота — тем больше глубина проникновения).

Мощность печи

Мощность бытовых СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 2500 Вт и выше. Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать мощность, используемую для разогрева. Для этого в недорогих моделях печей нагреватель (магнетрон) согласно установке регулятора мощности периодически включается и выключается, изменяя среднее количество подаваемой энергии методом широтно-импульсной модуляции [ источник не указан 284 дня ] (широко используемый также во многих прочих нагревательных приборах, например, утюгах, нагревателях).

Устройство

Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:

  • металлическая, с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется высокочастотное излучение, например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;
  • трансформатор — источник высоковольтного питания магнетрона;
  • цепи управления и коммутации;
  • непосредственно СВЧ-излучатель — магнетрон;
  • волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
  • вспомогательные элементы:
    • вращающийся столик — необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
    • схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
    • вентилятор, охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

Разновидности

По типу конструкции микроволновые печи подразделяются на:

  • соло — только СВЧ излучение; без гриля и конвекции.
  • с грилем — содержит встроенный кварцевый или тэновый гриль.
  • с конвекцией — специальный вентилятор нагнетает в камеру горячий воздух, тем самым обеспечивая более равномерное пропекание, аналогично духовке.

По типу управления микроволновые печи делятся на:

  • механические — используются механические регуляторы времени и мощности.
  • кнопочные — пульт управления состоит из набора кнопок.
  • сенсорные — используются кнопки сенсорного типа.

Механика является наиболее привычной и сама по себе проста. Сенсорная панель представляет собой надежный монитор с кнопками (выпуклыми или гладкими). На экране такой СВЧ-печи можно увидеть множество различных программ. Отметим, что микроволновые печи с электронным типом управления имеют гораздо больше функциональных возможностей, что позволяет пользователям выбирать наиболее подходящие режимы для готовки самых разных блюд.

История

Американский инженер Перси Спенсер впервые заметил способность сверхвысокочастотного излучения к нагреванию продуктов и запатентовал микроволновую печь. В момент изобретения Спенсер работал в компании Raytheon, занимающейся изготовлением оборудования для радаров. По легенде, когда он проводил эксперименты с очередным магнетроном, Спенсер заметил, что кусок шоколада в его кармане расплавился. По другой версии, он заметил, что нагрелся бутерброд, положенный на включённый магнетрон. Возможно, причиной изобретения был как раз ожог, но из коммерческих соображений имидж прибора портить было нецелесообразно.

Патент на микроволновую печь был выдан в 1946 году. Первая в мире СВЧ-печь «Radarange» была выпущена в 1947 году фирмой Raytheon и была предназначена не для приготовления пищи, а для быстрого размораживания продуктов и использовалась исключительно военными (в солдатских столовых и столовых военных госпиталях). Её высота была примерно равна человеческому росту, масса 340 кг, мощность — 3 кВт, что примерно в два раза больше мощности современной бытовой СВЧ-печи. В 1949 году началось их серийное производство. Стоила эта печь около $3000.

25 октября 1955 года американская компания «Tappan Company» впервые представила бытовую микроволновую печь.

Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 году. Первоначально спрос на новое изделие был невысок.

В СССР с начала 80-х микроволновые печи выпускались на заводах:

  • ЗИЛ (модель «ЗИЛ») и Южный машиностроительный завод (модель «Мрия МВ»)
  • Тамбовский завод «Электроприбор» (Модель «Электроника»);
  • Днепровский машиностроительный завод им. Ленина (ДМЗ) выпускал «Днепрянка-1» (1990 г, 32 литра, магнетрон М-105-1, потребляемая мощность 1300 ватт, мощность СВЧ-излучения 600 ватт, масса 41 кг, цена 350 руб) [2] и «Днепрянка-2» [3] .

Утверждение о советском приоритете

17 мая 2011 года газета «Труд» сообщила, что в её номере от 13 июня 1941 года в заметке была описана специальная установка, использовавшая токи ультравысокой частоты для обработки мясных продуктов и разработанная в лаборатории магнитных волн Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности. [4]

Меры предосторожности при эксплуатации

Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде.

Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») — даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами, что может разрушить посуду в области металлического напыления.

Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца — из-за сильного испарения воды внутри создаётся высокое давление, поэтому они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой (либо перед разогревом надо проткнуть каждую сосиску вилкой).

Запрещено включать пустую микроволновку. Необходимо как минимум поставить в неё стакан воды [5] .

Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность — вода способна к перегреванию, то есть к нагреванию выше температуры кипения. Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только к дистиллированной воде, но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных частиц. Чем более гладкой и однородной является внутренняя поверхность сосуда с водой, тем выше риск. Если у сосуда узкое горлышко, то велика вероятность, что в момент начала кипения перегретая вода выльется и обожжёт руки.

Вопросы безопасности

Электромагнитная безопасность

Есть многочисленные данные в пользу опасности от микроволновых печей для электронных приборов. Микроволновое излучение при работе печи(в случае неисправности или негерметичности камеры), выходя наружу, может создавать помехи в работе полупроводниковых микросхем (приводя к их неправильной работе) и даже выводить их из строя. [6] [7]

Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы

Допустимые уровни ЭМП диапазона частот 30 кГц — 300 ГГц для населения (на селитебной территории, в местах массового отдыха, внутри жилых помещений) 10 мкВт/см² [8] .

Как работает микроволновая печь

Микроволновка — сложный электрический прибор, выполняющий важные функции на кухне. Пользваться ней умеет каждый, однако принцип работы микроволновой печи для многих загадка.

Устройство микроволновки

Главная составляющая любой СВЧ-печи — магнетрон, который находится в металлической камере. В ее состав входит трансформатор, дверца, вращающийся столик, моторчик, блок управления, волновод, вентилятор. В некоторых моделях может быть дополнительно встроен диссектор, главная задача которого обеспечить равномерный прогрев пищи. Существуют также инверторные варианты печей, затрачивающее меньшее количество энергии на более быстрый подогрев или приготовление блюд.

Магнетрон

Этот прибор представляет собой вакуумную лампу, задача которой — вырабатывать сверхвысокочастотное излучение. Именно оно воздействует на молекулы воды, заставляя их двигаться и создавать тепло, необходимое для разогрева пищи.

Трансформатор

Продуцировать излучение магнетрону удается за счет высоковольтного трансформатора. Он вместе с магнетроном является главной составляющей микроволновки. Отличается высокой стоимостью.

Читать еще:  Обшивка лестницы на металлокаркасе

Дверца

Выполняет функцию предохранителя и обеспечивает дополнительную защиту. Во время открывания плиты, любой выбранный режим останавливается, не позволяя излучению выйти за пределы металлической камеры. Устройство дверцы отличается сложностью, потому что она должна выполнять много технических характеристик:

  • Она должна максимально плотно соприкасаться с корпусом, не давая излучению выйти наружу;
  • Внутри нее находится высокочастотный дроссельный заслон, задача которого — понижать излучение до нужных параметров;
  • В состав дверцы во время ее производства подмешивается большое количество присадок, необходимых для поглощения излучения.

Блок управления

Состоит из двух поворотных регуляторов: один нужен для выставления температуры, второй является таймером.

Обеспечивает вращени стеклянного подноса для равномерного прогревания блюда со всех сторон. Работает за счет небольшого встроенного моторчика.

Волновод

Подает внутрь камеры электромагнитное излучение, вырабатываемое магнетроном. Защитить его от загрязнений и продлить срок службы помогает слюдяная пластина, находящаяся непосредственно на внутренней стенке камеры. Эту накладку нужно периодически чистить, чтобы обеспечить нормальную работу устройства.

Вентилятор

Охлаждает магнетрон в процессе работы микроволновки.

Принцип работы

Свою работу СВЧ-печь осуществляет за счет преобразования электромагнитных полей в тепловую энергию. Принцип работы микроволновки заключается в разогреве только самого продукта, в отличие от духовки, где вместе с едой нагревается весь духовой шкаф. Пища в микроволновке греется и готовится гораздо быстрее.

Частота микроволн практически всех описываемых бытовых приборов — 2450 МГц. Механизм действия микроволнового излучения в том, что оно воздействует на дипольные молекулы воды, меняя направление их движения. Это происходит почти 5 миллиардов раз в секунду. В результате такого активного движения выделяется большое количество тепла.

Микроволны меняют температурный показатель продукта только снаружи, немного проникая внутрь (максимум на 3 см). Прогреться полностью ему помогает функция теплопроводности. Поэтому принцип приготовления или прогрева большой порции твердой пищи заключается в том, чтобы включать устройство не на максимальную мощность, выставляя больше времени.

Технические характеристики

Только разогревает и готовит, с грилем, конвекцией и мультифункциональные. Последние выполняют не только стандартные функции, но способны заменить гриль, духовку, стерилизатор, тостер, пароварку, а также индукционные плиты.

Объем внутреннего пространства

Диапазон — 20–48 л. Приобретение микроволновки и ее объем зависит от количества пользователей. В последнем варианте можно сразу подогреть несколько тарелок с едой.

Разновидность гриля

Нагревательный элемент бывает тэновый, кварцевый, керамический. Самый быстрый процесс приготовления будет в случае совмещения в одном устройстве двух грилей.

Способ управления

Механическое, сенсорное, кнопочное.

Мощность

Если печь может выполнять только стандартные функции, ее мощность находится в пределах 500–1100 Вт. Наличие гриля увеличивает мощность 850–1500 Вт. Если в устройство вмонтированы одновременно конвектор и гриль, его максимальная мощность может составлять 2000 Вт.

Внутреннее покрытие

Это может быть самая дешевая эмаль, прочная эмаль, антибактериальное покрытие и нержавеющая сталь.

При выборе микроволновки ее основой должны стать технические характеристики. Лучшие их показатели влияют на повышение стоимости.

Работа на уровне электрической схемы

Схемы микроволновых печей любого производителя практически ничем не отличаются. Главное отличие во внешнем виде аппаратов.

Рассмотрим электрическую схему работы печи «Самсунг».

Во время включения выбранного режима магнетрон начинает выделять энергию, которая превращается в тепло. Оно направлено конкретно на какой-то один предмет, который необходимо нагреть. Главным элементом электрической схемы печи является трансформатор-стабилизатор анодно-накального типа.

Схема состоит из двух частей:

  1. Управляющей. В нее входят микроконтроллер, дисплей, блок управления, электромагнитные реле, зуммер. Чтобы питать эту часть прибора используют понижающий трансформатор;
  2. Исполнительных элементов: магнетрона, вентилятора, мотто-редуктора столика, лампы подсветки.

Особое внимание нужно уделить исполнительной цепи. Именно эта часть электросхемы считается генератором излучения печи. Начинается цепь с высоковольтного трансформатора, к первичной обмотке которого подключено напряжение 220 В.

Напряжение со вторичной обмотки подводится к накальной обмотке магнетрона, которая потребляет ток в 10 А. Другая обмотка данного трансформатора, конденсатор и диод вырабатывают напряжение в 4 кВ, что позволяет питать анод магнетрона. Из-за небольшого тока анода (0,3 А) создается движение электронов в вакууме.

Рекомендации при разборке микроволновки

Выполняя действия по разборке СВЧ-печи самостоятельно, фотографируйте каждый шаг. Изображения помогут собрать прибор обратно в правильной последовательности. Если вы не обладаете необходимыми знаниями в электронике, лучше обратитесь за помощью к мастеру.

Основные рекомендации, необходимые при разборке микроволновки:

  • Во время разборки соблюдайте правила безопасности, ведь речь идет о высоком напряжении и сверхвысокочастотном излучении.
  • Перед началом работы не забудьте отключить прибор от сети, а также разрядить конденсатор.
  • Сняв слюдяную пластину, ее можно перевернуть другой стороной, чтобы прикрутить на место.
  • Никогда не пытайтесь самостоятельно ремонтировать магнетрон — это опасно для жизни.
  • Во время снятия магнетрона нужно следить за тем, чтобы не ударить его, потому что это может вывести его из строя. Возвращая его на место, удостоверьтесь в том, что прокладка магнетрона расположена правильно и при этом не имеет повреждений.
  • Меняя колпачок антенны магнетрона, подберите обязательно точно такой же по форме и размеру.
  • Начинайте ремонт всегда со снятия кожуха.

С микроволновкой нужно обращаться осторожно и не пытаться ремонтировать самостоятельно, не имея опыта. Качественный уход продлит срок ее службы и отсрочит время ремонта.

Принцип работы микроволновой печи и устройство магнетрона

Принцип работы СВЧ-волн

Для работы микроволн необходимы дипольные молекулы. Они заряжены одновременно и положительно, и отрицательно. Таких молекул более чем достаточно в овощах, фруктах и мясной продукции. Средняя концентрация, к примеру, в килограмме рыбы составляет несколько миллионов частиц. В обычной среде, без электрического поля, молекулы находится в хаотичном состоянии. Но как только начинает работать магнетрон в СВЧ-печке, то частицы выстраиваются в определённом порядке. Положительно заряженные направляются в одну сторону, а отрицательно – в другую. В момент смены полярности молекулы меняет своё направление на противоположное, разворачиваясь на 180 градусов.

СВЧ волны вызывают разворот молекул

Микроволны в классических СВЧ-моделях двигаются на частоте в 2450 МГц, где каждый герц равен одному колебанию в секунду. Смена поля происходит 2 раза за период одной волны. После включения печки частицы ускоряются, начинают тереться друг о друга, наращивая температуру в камере. Причём волны затрагивают только лишь поверхностный слой, проникая в пищу не глубже 3 см.

Устройство СВЧ-техники

Все микроволновые печи без исключения включают в себя ряд обязательных элементов: камера, интерфейс управления, блок генерации СВЧ-волн и защитные системы. На функциональность, стоимость и другие эксплуатационные качества влияют уже отдельные конструкционные особенности. Разберём главные элементы оборудования.

Магнетрон

Именно это устройство генерирует волны в камере, которые воздействуют на молекулы в пище, в следствие чего и происходит нагрев. Причём для подогрева продуктов какая-то внешняя тепловая стимуляция не нужна. Поэтому внутри камеры температура никогда не превышает отметки в 100⁰С.

Анод устройства имеет форму цилиндра с отдельными плоскостями. Внутри конструкции находится катод с элементом накаливания. По краям магнетрона проходят магниты кольцевидной формы. Создаваемое поле мешает электронам передвигаться от катода к аноду, образуя эффект вращения.

В результате за счёт проволочной петли в камеру проникает сверхвысокочастотное поле (СВЧ). Магнетрон становится активным, как только получает достаточное напряжение, а это порядка 3000-4000 В. Такие показатели предполагают наличие высоковольтного трансформатора.

Магнетрон и другие элементы микроволновки

Возможные неисправности

Внутренняя схема магнетрона содержит множество деталей, и, если случается поломка, то причина может крыться именно в них. Случается так, что одна из частей пришла в негодность, но влияет на работу всей лампы. Следует понять, в чем причина неисправности, и решить проблему в домашних условиях. Как именно, мы расскажем далее.

  • Металлический колпачок отвечает за сохранность вакуума внутри трубы.Зачастую он ломается, и требуется новая замена;
  • Радиатор может прийти в негодность, если деталь перегорает;
  • Нить накаливания в результате перегрева может оборваться. Для выявления такой неисправности нужен специальный прибор;
  • Фильтр может также перестать нормально функционировать, следует проверять тестером. Исправный элемент будет показывать бесконечность, а сломанный – численное сопротивление;
  • Изменение герметичности детали из-за перегрева;
  • Нарушение работы высоковольтного диода;
  • Неисправность конденсатора высокого напряжения;
  • Разлом контактов предохранителя, основная задача которого не допускать перегрева.

Будет интересно➡ Что такое клистрон и как он работает

Электрическая схема

Все бытовые модели СВЧ-печей выполнены по одной и той же схеме, а основные блоки располагаются в штатных местах. Техника прошлых поколений отличается только исполнением интерфейса управления. Современные устройства оснащаются электронным блоком, а силовой трансформатор заменён на более эффективный инвертор.

Дополнительные элементы

В продаже можно встретить технику трёх видов: классическую, с грилем, с конвекцией и грилем. В обычной печке можно разогреть продукты, разморозить их, и только. Тогда как наличие гриля и/или конвекции расширяет возможности оборудования. Естественно, что дополнительные элементы заметно прибавляют стоимости печи и увеличивают расход электроэнергии.

Модели с конвекцией оснащаются вентилятором, позволяя качественно поджарить продукты. Пища равномерно запекается и в результате покрывается хрустящей корочкой. В печах с грилем можно поджарить курицу, пирожки и другие блюда. Такой тандем легко заменяет обычную духовку.

Вентилятор равномерно распределяет тепло по камере

Грили в СВЧ-печах могут быть трёх типов – кварцевые, угольные или на ТЭНе. В первом случае мы имеем скрытый за металлической сеткой элемент, который быстро нагревается, расходует заметно меньше энергии, чем остальные разновидности, и в обслуживании не нуждается.

Угольные грили хороши тем, что практически полностью копируют открытый огонь. Блюда на выходе получаются такими же сочными, как если бы их готовили на мангале или в газовой духовке. Нагревательный элемент выполнен из углеволокна и привередлив в обслуживании.

Грили на ТЭНе универсальны. Их сравнительно легко обслуживать – чистить и менять. Трубки могут располагаться либо сверху, либо снизу. Но есть модели с двумя нагревательными элементами и даже с подвижным грилем, где ТЭН опускается при готовке и встаёт на место, когда технику отключают.

Как ухаживать?

В этом вам поможет инструкция к микроволновке. В ней указано, какими специальными моющими средствами ее следует чистить. Недостатка в них нет, а покупать их стоит сразу, с микроволновкой. Не стоит затягивать с уборкой — многократно нагретый и спрессованный жир на стенках камеры вам придется мучительно долго оттирать, проклиная все на свете, а ежедневная уборка будет сводиться к нескольким легким движениям тряпкой. Если вы все же добились образования «древних отложений», то перед мытьем поставьте в печь стакан воды на минуту и включите максимальный режим. Жир и грязь набрякнут и отмоются в разы легче.

Важная функция дверцы микроволновки

Не меньшее внимание во время производства уделяется дверце. В СВЧ-печах дверца является не только декоративным элементом, но еще и выполняет роль своего рода предохранителя. Принцип очень простой: если вы открываете дверцу, срабатывает блокировка и работа агрегатов останавливается. Несмотря на видимую простоту, устройство дверцы довольно непростое, ведь с ним связана безопасная эксплуатация всего аппарата.

Итак, рассмотрим несколько подробнее, как работает дверка микроволновой печи:

  1. Во-первых, производителю необходимо проследить, чтобы дверца и корпус устройства идеально прилегали друг к другу с минимальным углом. Большие зазоры не позволяют использовать устройство. Причина проста: дверь служит своего рода щитом от микроволнового излучения, и если зазор будет достаточно велик, излучение может проникнуть за пределы камеры для приготовления пищи. О том, что такое излучение и какова его опасность, уже давно известно.
  2. Во-вторых, периметр дверцы оснащают дроссельным заслоном высокой частоты. Этот аппарат служит для понижения излучения до приемлемого уровня.
  3. В-третьих, в момент отливки корпуса двери добавляется множество присадок, с помощью которых достигается высокий процент поглощения излучения. Разумеется, нельзя быть полностью уверенным в 100% поглощения излучения, но не стоит сомневаться, что остаточные волны не представляют опасности и значимого вреда для здоровья человека.

Блок управления — мозг прибора

Блок управления есть у любой микроволновой печи и он выполняет две главные функции: Поддержание заданной мощности микроволновой печи. Отключение печи после истечения заданного времени работы. На старых моделях электропечей блок управления представляли два электромеханических переключателя, один из которых как раз задавал мощность, а другой промежуток времени. С развитием цифровых технологий стали применяться электронные блоки управления, а сейчас уже и микропроцессорные, которые кроме выполнения двух главных функций могут еще и включать множество нужных и ненужных сервисных. Встроенные часы, которые, безусловно, могут быть полезны. Индикация уровня мощности. Изменение уровня мощности при помощи клавиатуры (кнопочной или сенсорной). Приготовление блюд или размораживание продуктов при помощи специальных программ, «зашитых» в память блока управления. При этом учитывается вес, а нужную мощность печь подберет сама. Сигнализация окончания программы выбранным звуковым сопровождением. Кроме этого, у современных моделей есть верхние и нижние грили, функция конвекции, которыми также «руководит» блок управления. В блоке управления есть свой источник питания, обеспечивающий работу блока и в дежурном, и в рабочем режиме. Важным компонентом является релейный блок, который коммутирует по командам силовые цепи магнетрона и гриля, а также цепи вентилятора, встроенной лампы и конвектора. Блок управления связан шлейфами с клавиатурой и панелью индикации.

Данные взяты с сайта: https://elektrik24.net/bytovye-elektropribory/pechi_svch/princip_raboty.html

Купить Как работает микроволновка за $

Поделитесь с друзьями статьей:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел. Средний рейтинг: 5 из 5.

Опасны ли микроволны

Споры о вреде СВЧ-печей не утихают с момента запуска их в массовое производство. На сегодняшний день нет сколько-нибудь достоверной информации, подтверждающей вред от использования данного вида устройств.

Не стоит забывать, что микроволновка не излучает радиоактивные волны. Наоборот, микроволновка позволяет готовить продукты без потери их полезных свойств. Пища является более здоровой, т.к. в ней сохраняется до 80% витаминов и минералов.

Традиционные духовки и плиты не могут похвастаться таким результатом. Если эксплуатировать устройство четко по правилам, то никакой опасности от его работы нет. Данное заключение подтверждается и тем, как устроена микроволновая печь, о чем было сказано выше.

Вред может приносить не полезная еда, приготовленная в СВЧ-печи (так называемый фаст-фуд), а термическое микроволновое воздействие здесь совершенно не при чем. Вред пирогов (и других мучных продуктов) заключается не в том, что они приготовлены в духовке, а в их повышенной калорийности и медленной усвояемости организмом.

Использование в быту

Так или иначе, обнаружив «продовольственные» свойства СВЧ-излучения в 1942 году, уже в 45 физик получил на свое изобретение патент. А уже через два года, в 1947-м, американские военные разогревали в микроволновой печи свои завтраки, обеды и ужины. Что бы ни делала микроволновка, принцип работы ее механизма военных не волновал — главное, что она давала быстрый результат. Правда, микроволновка в 40-е была еще «не та» — вес прибора превышал 300 килограмм!

Далее за дело принялась фирма Sharp — уже в 62-м она выпустила «в народ» первую модель потребительской микроволновой печи. Особенного всплеска интереса она не вызвала, потому что покупателей отпугивало использование СВЧ-излучения. В дальнейшем этой же компанией была изобретена «вращающаяся тарелка», а в 79-м — система электронного управления.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector