Un cuptor cu microunde a devenit ferm stabilit și a devenit unul dintre atributele indispensabile ale oricărui apartament. Acest aparat de uz casnic vă permite să încălziți sau să gătiți mâncare în câteva minute folosind radiații invizibile pentru ochi.
Dar, pentru a afla de unde provine această radiație și cât de sigură este pentru oameni, este necesar să înțelegem dispozitivul și principiul funcționării unui magnetron cu microunde, care este un generator de unde de înaltă frecvență.
magnetron
Ce sunt microundele și cum încălzesc alimentele
Radiația cu microunde se numește radiație electromagnetică cu o lungime de undă de la 1 mm la 1 m. Acest tip de radiație este utilizat nu numai în scopuri interne, ci și în sistemele de navigație și radar și, în plus, asigură comunicații celulare și televiziune prin satelit.
Microundele pot fi generate atât artificial cât și natural (de exemplu, pe Soare). Un alt nume pentru microunde este radiația cu microunde sau microunde.
Toate tipurile de cuptoare cu microunde casnice au o frecvență unică de radiație de 2450 MHz. Această valoare este un standard internațional la care producătorii de electrocasnice trebuie să respecte cu strictețe, astfel încât produsele lor să nu interfereze cu funcționarea altor dispozitive cu microunde.
Radiație cu microunde
Efectul termic al radiațiilor cu microunde a fost descoperit de fizicianul american Percy Spencer în 1942. El a fost cel care a brevetat utilizarea unui dispozitiv care generează microunde pentru gătit, punând astfel bazele utilizării cuptoarelor cu microunde în viața de zi cu zi.
În următoarele câteva decenii, această tehnologie a fost perfecționată, ceea ce a permis stabilirea unei producții în masă de dispozitive simple și ieftine pentru rapid încălzirea alimentelor.
Pentru a încălzi orice material într-un cuptor cu microunde, este necesară prezența moleculelor dipolice, adică a moleculelor cu sarcini electrice opuse la ambele capete.
În alimente, principala lor sursă este apa. Sub influența radiațiilor cu microunde, aceste molecule încep să se alinieze de-a lungul liniilor de forță ale câmpului electromagnetic, schimbându-și direcția de aproximativ 5 miliarde de ori pe secundă. Frecarea dintre ele este însoțită de eliberarea de căldură, care încălzește mâncarea.
Cu toate acestea, microundele nu sunt capabile să pătrundă mai adânc la 2-3 cm de suprafața produsului, astfel că tot ceea ce este sub acest strat se încălzește datorită conductivității termice din zonele încălzite.
Încălzire cu microunde
Dispozitivul Magnetron și aplicația sa
În majoritatea tipurilor de echipamente cu microunde, un magnetron este un generator de frecvențe cu microunde. Dispozitivele care sunt similare în principiul lor de acțiune - klystrons și platinotroni, nu sunt atât de utilizate pe scară largă. Magnetronul a fost folosit pentru prima dată în cuptoare cu microunde în 1960. Cea mai utilizată tehnică este un magnetron cu mai multe cavități, format din mai multe componente:
- Anodic. Este un cilindru de cupru, împărțit în sectoare cu pereți metalici groși. Aceste cavități volumetrice sunt rezonanții care creează sistemul de oscilație al inelului. O tensiune de aproximativ 4000 de volți este aplicată anodului.
- Catod.Acesta este situat în partea centrală a magnetronului și este un cilindru, în interiorul căruia se află un filament incandescent. Emisiunea de electroni are loc în această parte a dispozitivului. O tensiune de 3 volți este aplicată încălzitorului (filament).
- Magneți cu inel. Electromagnetii sau magneții permanenți de mare putere, localizați în părțile finale ale dispozitivului, sunt necesare pentru a crea un câmp magnetic direcționat paralel cu axa magnetronului. Mișcarea electronilor se realizează și în această direcție.
- Bucla de sârmă Este conectat la catod, fixat în rezonator și ieșit la emițătorul de antenă. Bucla este utilizată pentru a emite radiații cu microunde în ghidul de undă, după care intră direct în camera cu microunde.
Dispozitiv Magnetron
Datorită simplității designului și a costurilor reduse, magnetronii au găsit aplicații în multe domenii, dar sunt cele mai frecvente:
- În cuptoare cu microunde. Pe lângă gătirea rapidă și dezghețarea alimentelor în cuptoarele interne, magnetronii vă permit, de asemenea, să efectuați sarcini de producție. Un cuptor cu microunde industrial poate încălzi, usca, topi, prăji și multe altele. Este important să ne amintim că microundele nu pot fi pornite goale, deoarece în acest caz radiațiile nu vor fi absorbite de nimic și se vor întoarce înapoi la ghidul de undă, ceea ce poate duce la ruperea lui.
- În radar. Antena radar conectată la ghidul de undă este de fapt o alimentare conică și este utilizată împreună cu un reflector parabolic (placă). Magnetronul generează impulsuri puternice de energie scurtă cu o lungime de undă mică, o parte din care, reflectată, merge din nou la antenă și apoi la un receptor sensibil care procesează semnalul și îl afișează pe ecran.
Magnetronii în radar
Principiul funcționării magnetronului
Funcționarea cuptorului cu microunde se bazează pe conversia energiei electrice în radiații electromagnetice cu frecvență ultra-înaltă, care conduce moleculele de apă din alimente. Moleculele de dipol, în continuă schimbare de direcție, produc căldură, ceea ce vă permite să încălziți rapid produsele, menținând în același timp proprietățile benefice ale acestora. Dispozitivul care generează microunde este un magnetron.
Magnetronul, de fapt, este o diodă electro-vid, în funcțiunea căreia se aplică fenomenul de emisie termionică. Acest fenomen apare în timpul încălzirii suprafeței emițătorului sau a catodului. Sub influența temperaturii ridicate, cei mai activi electroni tind să părăsească suprafața sa, dar acest lucru se va întâmpla numai atunci când este aplicată tensiune pe anod. În acest caz, apare un câmp electric, iar electronii încep să se deplaseze spre anod, îndreptându-se de-a lungul liniilor sale de forță. Dacă electronii sunt în câmpul magnetic, atunci traiectoriile lor deviază în direcția liniilor de forță.
Diodă în vid
Anodul magnetron are forma unui cilindru cu un sistem de cavități sau rezonatoare, în interiorul căruia se află un catod cu un filament. Doi magneți cu inel localizați de-a lungul marginilor anodului creează un câmp magnetic în interiorul anodului, datorită căruia electronii nu se mișcă direct de la catod la anod, ci își schimbă calea, rotind în jurul catodului. În apropierea rezonatorilor, electronii le oferă o parte din energia lor, ceea ce duce la formarea unui puternic câmp de microunde în cavitățile lor, care este scos folosind o buclă de sârmă conectată la antena emițătoare.
Pentru acționarea magnetronului este necesară aplicarea unei anoduri de înaltă tensiune de ordinul a 3-4 mii de volți. Prin urmare, magnetronul este conectat la o sursă de alimentare de uz casnic printr-un transformator de înaltă tensiune. În plus, circuitul de comutare a cuptorului cu microunde include un ghid de undă care transmite radiații în cameră, un circuit de comutare, o unitate de control, precum și elemente de protecție și răcire.În plus, pereții interiori ai camerei și o plasă subțire de metal pe ușa dispozitivului împiedică ieșirea radiațiilor dincolo de ea.
Circuitul de comutare Magnetron
Cum afectează un magnetron puterea cu microunde
Cei mai mulți producători moderni de cuptoare cu microunde oferă opțiunea de a alege puterea dispozitivului. La rândul său, modul de funcționare (decongelare sau încălzire) și rata de încălzire a alimentelor depind de acest parametru. Cu toate acestea, caracteristicile de proiectare ale magnetronului nu permit reducerea puterii sale, prin urmare, pentru a reduce intensitatea încălzirii, i se furnizează energie la anumite intervale. Aceste pauze în funcționarea magnetronului pot fi văzute dacă porniți cuptorul cu microunde la putere medie și ascultați sunetul lucrării sale.
Nu cu mult timp în urmă, unii producători de electrocasnice au anunțat apariția mai multor modele de cuptoare cu microunde cu un circuit de alimentare a invertorului. Aplicarea acestei scheme a permis nu numai să crească cantitatea de spațiu utilizabil în cameră prin reducerea dimensiunilor emițătorului, ci și să reducă consumul de energie al dispozitivului. Spre deosebire de modelele convenționale, temperatura de încălzire în cuptoarele de tip invertor se modifică lin, dar costul acestora este mult mai mare.
Racire si protectie Magnetron
În timpul funcționării, magnetronul emite o cantitate mare de căldură, deci un calorifer este instalat pe corpul său. Deoarece supraîncălzirea este motivul principal al eșecului magnetronului, sunt folosite și alte metode pentru a-l proteja:
- Releu termic. Acest dispozitiv este utilizat pentru a proteja magnetronul, precum și grătarul, dacă este disponibil în model. Siguranța termică este echipată cu o placă bimetalică, care poate fi reglată la o temperatură specifică. Dacă această valoare este depășită, se îndoaie și deschide circuitul de alimentare.
- Ventilatorul. Acesta nu numai că suflă caloriferul magnetron cu aer rece, dar îndeplinește și o serie de alte funcții utile, cum ar fi răcirea componentelor electronice ale dispozitivului, circularea aerului în interiorul camerei în timp ce grilul funcționează și eliminarea aburului fierbinte prin deschideri speciale.
- Sistem de blocare. Mai multe micro-întrerupătoare controlează poziția ușii cu microunde, împiedicând magnetronul să se pornească atunci când este deschis.
Releu termic
Este posibil să înlocuiți magnetronul
Principalul avantaj al magnetrelor moderne pentru cuptoarele cu microunde casnice este schimbul lor de schimb. Magnetronii produși de alte companii vor fi potriviți pentru diverse modele de cuptoare cu microunde, astfel încât pot fi schimbate dacă este necesar. În acest caz, singura cerință necesară va fi respectarea puterii. Puteți cumpăra un magnetron în multe magazine de electronice, cu toate acestea, pentru a face alegerea corectă, trebuie să înțelegeți parametrii și etichetarea acestuia. Cel mai adesea, următoarele modele magnetron sunt instalate în microunde:
- 2M 213 (600 de wați de putere nominală și 700 de wați sub sarcină);
- 2M 214 (1000 W);
- 2M 246 (1150 W - cea mai mare putere).
Chiar și după ce am studiat toți parametrii necesari ai acestui dispozitiv, nu se recomandă înlocuirea magnetronului acasă. În primul rând, va fi destul de dificil să îl eliminați singur și, în al doilea rând, doar un specialist calificat poate asigura funcționarea sa în siguranță după instalare.
Configurație standard magnetron
Diagnosticarea defecțiunilor și motivele apariției acestora
Înlocuirea unui magnetron poate necesita costuri financiare destul de substanțiale, așa că înainte de a cumpăra un dispozitiv nou, trebuie să îl diagnosticați pe cel vechi pentru a vă asigura că acesta funcționează cu adevărat. Testarea se poate face acasă folosind un tester convențional. Acest lucru va necesita:
- Deconectați cuptorul cu microunde.
- Scoateți capacul de protecție și inspectați vizual piesa.
- „Sună” elementele principale ale plăcii de circuite imprimate folosind un tester sau „multimetru”.
- Verificați releul termic.
diagnosticare
La sfârșitul diagnosticului, puteți trage concluzii despre disfuncționalitatea anumitor părți. Principalele motive ale eșecului magnetronului includ următoarele:
- Capac defect de vid. Puteți să-l înlocuiți singur, ridicând pur și simplu un capac similar unui alt magnetron. Scaunele acestor capace au o configurație standard.
- Ruperea încălzitorului. la pornind cuptorul cu microunde gol sau încărcarea necorespunzătoare a magnetronului se va supraîncălzi, ceea ce poate duce la excesul de filament și rupere. Pentru diagnosticul său, este necesară măsurarea rezistenței dintre picioarele condensatorului. Dacă valoarea sa se situează în intervalul 5-7 ohmi, atunci încălzitorul funcționează.
- Defalcarea condensatorului de trecere. Dacă testerul nu arată o valoare de rezistență „infinită” între contactele sale, atunci condensatorul trebuie înlocuit.
