أصبح فرن الميكروويف راسخًا وأصبح أحد الخصائص التي لا غنى عنها في أي شقة. يسمح لك هذا الجهاز المنزلي بتسخين الطعام أو طهيه في دقائق معدودة بمساعدة الإشعاع غير المرئي للعين.
ولكن من أجل معرفة من أين يأتي هذا الإشعاع ومدى أمانه للبشر ، من الضروري فهم الجهاز ومبدأ تشغيل المغنطرون بالموجات الدقيقة ، وهو مولد للموجات عالية التردد.
المغنطرون
ما هي الموجات الدقيقة وكيف تسخين الطعام
يُطلق على إشعاع الموجات الصغرية الإشعاع الكهرومغناطيسي بطول موجة يتراوح من 1 إلى 1 متر ، ويستخدم هذا النوع من الإشعاع ليس فقط للأغراض المنزلية ، ولكن أيضًا في أنظمة الملاحة والرادار ، بالإضافة إلى أنه يوفر الاتصالات الخلوية والتلفزيون الساتلي.
يمكن إنشاء أفران ميكروويف بشكل صناعي وطبيعي (على سبيل المثال ، على الشمس). اسم آخر لأجهزة الميكروويف هو إشعاع الميكروويف أو الميكروويف.
جميع أنواع أفران الميكروويف المنزلية لها تردد إشعاعي واحد يبلغ 2450 ميجاهرتز. هذه القيمة هي معيار دولي يجب على مصنعي الأجهزة المنزلية الالتزام به بدقة حتى لا تتعارض منتجاتهم مع تشغيل أجهزة الميكروويف الأخرى.
إشعاع الميكروويف
اكتشف الفيزيائي الأمريكي بيرسي سبنسر التأثير الحراري لإشعاع الميكروويف في عام 1942. كان هو الذي حصل على براءة اختراع لاستخدام جهاز يولد أفران ميكروويف للطهي ، وبالتالي وضع الأساس لاستخدام أفران الميكروويف في الحياة اليومية.
على مدى العقود القليلة المقبلة ، كانت هذه التكنولوجيا مثالية ، والتي سمحت بإنشاء إنتاج ضخم لأجهزة بسيطة وغير مكلفة للسرعة الاحترار الغذائي.
لتسخين أي مادة في فرن الميكروويف ، من الضروري وجود جزيئات ثنائية القطب ، أي الجزيئات ذات الشحنات الكهربائية المعاكسة في كلا الطرفين.
في الأطعمة ، مصدرها الرئيسي هو الماء. تحت تأثير إشعاع الميكروويف ، تبدأ هذه الجزيئات في الوقوف على طول خطوط القوة للمجال الكهرومغناطيسي ، وتغيير اتجاهها حوالي 5 مليارات مرة في الثانية. ويرافق الاحتكاك بينهما إطلاق الحرارة ، التي تسخن الطعام.
ومع ذلك ، فإن الموجات الصغرية غير قادرة على اختراق أعمق من 2-3 سم من سطح المنتج ، لذا فإن كل ما تحت هذه الطبقة يسخن بسبب التوصيل الحراري من المناطق الساخنة.
تسخين ميكروويف
جهاز المغنطرون وتطبيقه
في معظم أنواع معدات الميكروويف ، يعد المغنطرون هو مولد ترددات الموجات الدقيقة. الأجهزة المتشابهة في مبدأ عملها - klystrons و platinotrons ، لا يتم استخدامها على نطاق واسع. استخدم المغنيطرون لأول مرة في أفران الميكروويف في عام 1960. التقنية الأكثر استخدامًا هي مغنطرون متعدد التجويف ، يتكون من عدة مكونات:
- الأنود. إنها أسطوانة نحاسية ، مقسمة إلى قطاعات ذات جدران معدنية سميكة. هذه التجاويف الحجمي هي الرنانات التي تنشئ نظام التذبذب الدائري. يتم تطبيق الجهد من حوالي 4000 فولت على الأنود.
- الكاثود.تقع في الجزء الأوسط من المغنطرون وهي عبارة عن أسطوانة يوجد بداخلها خيوط ساطعة. يحدث انبعاث الإلكترون في هذا الجزء من الجهاز. يتم تطبيق الجهد من 3 فولت على سخان (خيوط).
- المغناطيس الدائري. تعتبر المغنطيسات الكهربائية أو المغناطيس الدائم ذو القدرة العالية ، الموجود في الأجزاء الطرفية من الجهاز ، ضرورية لإنشاء مجال مغناطيسي موجه بالتوازي مع محور المغنطرون. تتم أيضًا حركة الإلكترونات في هذا الاتجاه.
- حلقة الأسلاك يتم توصيله بالكاثود ، مثبت في الرنان وإخراج باعث الهوائي. تُستخدم الحلقة لإخراج إشعاع الموجات الصغرية إلى الدليل الموجي ، وبعد ذلك تدخل مباشرة في غرفة الموجات الصغرية.
جهاز المغناطيسية
نظرًا لبساطة التصميم والتكلفة المنخفضة ، فقد وجدت المغنطرونات تطبيقًا في العديد من المجالات ، لكنها الأكثر شيوعًا:
- في أفران الميكروويف. بالإضافة إلى الطهي السريع وذوبان الطعام في الأفران المنزلية ، تسمح لك المغنطرونات أيضًا بأداء مهام الإنتاج. يمكن للميكروويف الصناعي تسخينه وتجفيفه وتذويبه ومشويه والمزيد. من المهم أن تتذكر أن الميكروويف لا يمكن تشغيله فارغًا ، لأنه في هذه الحالة لن يتم امتصاص أي شيء للإشعاع وسيعود إلى دليل الموجة ، مما قد يؤدي إلى انهياره.
- في الرادار. إن هوائي الرادار المتصل بالدليل الموجي هو في الواقع تغذية مخروطي ويستخدم بالتزامن مع عاكس مكافئ (صفيحة). يولد المغنطرون نبضات طاقة قصيرة قوية بطول موجة صغير ، ينعكس جزء منه ، مرة أخرى ، إلى الهوائي ثم إلى المستقبل الحساس الذي يعالج الإشارة ويعرضها على الشاشة.
المغنطرونات في الرادار
مبدأ تشغيل المغنطرون
يعتمد تشغيل فرن المايكرويف على تحويل الطاقة الكهربائية إلى إشعاع كهرمغنطيسي عالي التردد ، الأمر الذي يدفع جزيئات الماء في الغذاء. تنتج جزيئات ثنائي القطب ، التي تتغير باستمرار في الاتجاه ، الحرارة ، مما يتيح لك تسخين المنتجات بسرعة ، مع الحفاظ على خصائصها المفيدة. الجهاز الذي يولد الميكروويف هو المغناطيس.
المغنطرون ، في الواقع ، هو الصمام الثنائي للفراغ الكهربائي ، حيث يتم تطبيق ظاهرة الانبعاث الحراري. تحدث هذه الظاهرة أثناء تسخين سطح الباعث أو الكاثود. تحت تأثير درجة الحرارة العالية ، تميل الإلكترونات الأكثر نشاطًا إلى ترك سطحها ، لكن هذا لن يحدث إلا عند تطبيق الجهد على الأنود. في هذه الحالة ، ينشأ مجال كهربائي ، وتبدأ الإلكترونات في التحرك نحو الأنود ، متجهة على طول خطوط القوة. إذا كانت الإلكترونات في المجال المغناطيسي ، فإن مساراتها تنحرف في اتجاه خطوط القوة.
فراغ الصمام الثنائي
يحتوي أنود المغنطرون على شكل أسطوانة بها نظام من التجاويف ، أو الرنانات ، يوجد بداخله كاثود مع خيوط. يقوم مغناطيسان رنانان موجودان على طول حواف الأنود بإنشاء حقل مغناطيسي داخل الأنود ، بسببه لا تنتقل الإلكترونات مباشرة من الكاثود إلى الأنود ، لكنهما يغيران مسارهما ، يدوران حول الكاثود. بالقرب من الرنانات ، تمنحهم الإلكترونات جزءًا من طاقتهم ، الأمر الذي يؤدي إلى تكوين حقل ميكروويف قوي في تجاويفهم ، والذي يتم إحضاره باستخدام حلقة سلكية متصلة بهوائي الباعث.
لتشغيل المغنطرون ، من الضروري تطبيق جهد عالي بترتيب يتراوح بين 3 و 4 آلاف فولت على الأنود. لذلك ، يتم توصيل المغنطرون إلى مصدر طاقة منزلي عبر محول عالي الجهد. بالإضافة إلى ذلك ، تشتمل دائرة تبديل فرن الميكروويف على دليل موجي ينقل الإشعاع إلى الغرفة ، ودائرة التبديل ، ووحدة التحكم ، بالإضافة إلى عناصر الحماية والتبريد.بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجدران الداخلية للغرفة وشبكة معدنية رقيقة على باب الجهاز تعيق خروج الإشعاع وراءه.
دائرة التبديل المغناطيسية
كيف يؤثر المغنطرون على طاقة الميكروويف
توفر معظم الشركات المصنعة الحديثة لأفران الميكروويف خيار اختيار قوة الجهاز. بدوره ، يعتمد وضع التشغيل (إزالة الجليد أو التدفئة) ومعدل تسخين الطعام على هذه المعلمة. ومع ذلك ، فإن ميزات تصميم المغنطرون لا تسمح بتقليل قوتها ، وبالتالي ، للحد من شدة التدفئة ، يتم توفير الطاقة لها في فترات زمنية معينة. يمكن رؤية هذه الإيقاف المؤقت في تشغيل المغنطرون إذا قمت بتشغيل الميكروويف بقدرة متوسطة واستمعت إلى صوت عملها.
منذ وقت ليس ببعيد ، أعلنت بعض الشركات المصنعة للأجهزة المنزلية ظهور عدد من نماذج أفران الميكروويف مع دائرة التيار الكهربائي العاكس. لا يسمح تطبيق هذا المخطط بزيادة مساحة المساحة القابلة للاستخدام في الغرفة فقط عن طريق تقليل أبعاد الباعث ، ولكن أيضًا لتقليل استهلاك الطاقة للجهاز. على عكس النماذج التقليدية ، تتغير درجة حرارة التسخين في أفران من النوع العاكس بسلاسة ، لكن تكلفتها أعلى بكثير.
التبريد المغنطرون والحماية
أثناء التشغيل ، يصدر المغنطرون كمية كبيرة من الحرارة ، لذلك يتم تثبيت المبرد على جسمه. نظرًا لأن ارتفاع درجة الحرارة هو السبب الرئيسي لفشل المغنطرون ، يتم استخدام طرق أخرى أيضًا لحمايته:
- التتابع الحرارية. يستخدم هذا الجهاز لحماية المغنطرون ، وكذلك الشواية ، إذا كانت متوفرة في النموذج. تم تجهيز الصمامات الحرارية مع لوحة ثنائية المعدن ، والتي يمكن تعديلها إلى درجة حرارة محددة. إذا تم تجاوز هذه القيمة ، فإنها تنحني وتفتح دائرة الطاقة.
- المروحة. لا تهب فقط مشعاع المغنطرون بالهواء البارد ، ولكنها تؤدي أيضًا عددًا من الوظائف المفيدة الأخرى ، مثل تبريد المكونات الإلكترونية للجهاز ، وتدوير الهواء داخل الغرفة أثناء عمل الشواية ، وكذلك إزالة البخار الساخن من خلال فتحات خاصة.
- نظام قفل. تتحكم عدة غرز متناهية الصغر في موقع باب الميكروويف ، مما يحول دون تشغيل المغنطرون عندما يكون مفتوحًا.
التتابع الحرارية
هل من الممكن استبدال المغنطرون
الميزة الرئيسية للمغناطيس الحديث لأفران الميكروويف المنزلية هي قابليتها للتبادل. ستكون المغنطرونات التي تنتجها شركات أخرى مناسبة لنماذج مختلفة من أفران الميكروويف ، بحيث يمكن تغييرها إذا لزم الأمر. في هذه الحالة ، سيكون الشرط الضروري الوحيد هو الامتثال للطاقة. يمكنك شراء المغنطرون في العديد من متاجر الإلكترونيات ، ومع ذلك ، من أجل اتخاذ القرار الصحيح ، تحتاج إلى فهم المعلمات ووضع العلامات. في معظم الأحيان ، يتم تثبيت نماذج المغنطرون التالية في أفران الميكروويف:
- 2M 213 (600 واط من الطاقة المقدرة و 700 واط تحت الحمل) ؛
- 2M 214 (1000 W) ؛
- 2M 246 (1150 واط - أعلى طاقة).
حتى بعد دراسة جميع المعلمات الضرورية لهذا الجهاز ، لا ينصح باستبدال المغنطرون في المنزل. أولاً ، سيكون من الصعب إزالته بنفسك ، وثانياً ، لا يمكن ضمان التشغيل الآمن بعد التثبيت إلا لأخصائي مؤهل.
التكوين المغنطرون القياسية
تشخيص الأعطال وأسباب حدوثها
قد يتطلب استبدال المغنطرون تكاليف مالية كبيرة ، لذا قبل شراء جهاز جديد ، يجب عليك تشخيص الجهاز القديم للتأكد من خلله بالفعل. يمكن إجراء الاختبار في المنزل باستخدام جهاز اختبار تقليدي. هذا سوف يتطلب:
- افصل الميكروويف.
- إزالة الغطاء الواقي وفحص الجزء بصريا.
- "رنين" العناصر الرئيسية للوحة الدوائر المطبوعة باستخدام جهاز اختبار أو "المتر".
- فحص التتابع الحراري.
التشخيص
في نهاية التشخيص ، يمكنك استخلاص استنتاجات حول خلل في أجزاء معينة. الأسباب الرئيسية لفشل المغنطرون تشمل ما يلي:
- غطاء الفراغ المعيب. يمكنك استبدالها بنفسك ببساطة عن طريق التقاط غطاء مماثل من مغنطرون آخر. مقاعد هذه القبعات لديها التكوين القياسية.
- كسر سخان. في تشغيل الميكروويف فارغة أو تحميل غير صحيح من المغنطرون سوف ارتفاع درجة الحرارة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى خيوط المفرطة والكسر. لتشخيص المرض ، من الضروري قياس المقاومة بين أرجل المكثف. إذا كانت قيمته في حدود 5-7 أوم ، فإن المدفأة تعمل.
- انهيار مكثف مرور. إذا لم يُظهِر الفاحص قيمة مقاومة "غير محدودة" بين جهات الاتصال الخاصة به ، فيجب استبدال المكثف.
