Принципът на работа и включването на магнетрона на микровълновата фурна

Микровълновата фурна се утвърди и се превърна в един от незаменимите качества на всеки апартамент. Този домакински уред ви позволява да затоплите или приготвите храна за няколко минути, като използвате невидимо за окото лъчение.

Но за да разберете откъде идва това лъчение и колко е безопасно за хората, е необходимо да се разбере устройството и принципа на работа на микровълнов магнетрон, който е генератор на високочестотни вълни.

магнетронно

Какво представляват микровълните и как загряват храната

Микровълновото излъчване се нарича електромагнитно излъчване с дължина на вълната от 1 мм до 1 м. Този вид радиация се използва не само за битови нужди, но и за навигационни и радарни системи, а в допълнение осигурява клетъчна комуникация и сателитна телевизия.

Микровълните могат да се генерират както изкуствено, така и естествено (например на Слънцето). Друго име за микровълните е микровълновото излъчване или микровълновата.

Всички видове домакински микровълнови фурни имат единична честота на излъчване 2450 MHz. Тази стойност е международен стандарт, който производителите на домакински уреди трябва стриктно да спазват, така че техните продукти да не пречат на работата на други микровълнови устройства.

Микровълново излъчване

Топлинният ефект на микровълновото излъчване е открит от американския физик Пърси Спенсър през 1942 г. Именно той патентова използването на устройство, което генерира микровълни за готвене, като по този начин поставя основата за използването на микровълновите фурни в ежедневието.

През следващите няколко десетилетия тази технология беше усъвършенствана, което позволи да се създаде масово производство на прости и евтини устройства за бързо затопляне на храна.

За да се нагрее всеки материал в микровълнова фурна, е необходимо наличието на диполни молекули, тоест молекули, които имат противоположни електрически заряди в двата края.

В храните основният им източник е водата. Под влияние на микровълновото излъчване тези молекули започват да се подреждат по силовите линии на електромагнитното поле, променяйки посоката си около 5 милиарда пъти в секунда. Триенето между тях е придружено от отделяне на топлина, която загрява храната.

Микровълните обаче не са в състояние да проникнат по-дълбоко на 2-3 см от повърхността на продукта, така че всичко, което е под този слой, се загрява поради топлопроводимост от отопляваните зони.

Микровълново отопление

Устройство Magnetron и неговото приложение

В повечето видове микровълнова апаратура магнетрон е генератор на микровълнови честоти. Устройствата, които са сходни по своя принцип на действие - kstrostrons и platinumotron, не са толкова широко използвани. Магнетронът е използван за първи път в микровълнови печки през 1960 година. Най-често използваната техника е многоъгълният магнетрон, състоящ се от няколко компонента:

1. Аноден. Това е меден цилиндър, разделен на сектори с дебели метални стени. Тези обемни кухини са резонаторите, създаващи колебателната система на пръстена. Към анода се прилага напрежение от около 4000 волта.
2. Катод.Той е разположен в централната част на магнетрона и представлява цилиндър, вътре в който има нажежаема жичка. В тази част на устройството възниква електронно излъчване. Напрежение от 3 волта се прилага към нагревателя (нишката).
3. Пръстенови магнити. Електромагнитите или постоянните магнити с висока мощност, разположени в крайните части на устройството, са необходими за създаване на магнитно поле, насочено успоредно на оста на магнетрона. Движението на електрони също се осъществява в тази посока.
4. Жичен контур Той е свързан с катода, фиксиран в резонатора и изход към антенния излъчвател. Цикълът се използва за извеждане на микровълново излъчване във вълновода, след което той влиза директно в микровълновата камера.

Устройство Magnetron

Поради простотата на дизайна и ниската цена, магнетроните са намерили приложение в много области, но те са най-често срещани:

• В микровълнови фурни. В допълнение към бързото готвене и размразяване на храна в домашни фурни, магнетроните ви позволяват да изпълнявате и производствени задачи. Индустриалната микровълнова печка може да загрява, изсушава, разтопява, пече и др. Важно е да запомните, че микровълновата не може да бъде включена празна, тъй като в този случай радиацията няма да бъде погълната от нищо и ще се върне обратно към вълновода, което може да доведе до неговото разпадане.
• В радари. Радарната антена, свързана с вълновода, всъщност е конична подаване и се използва заедно с параболичен отражател (плоча). Магнетронът генерира мощни къси енергийни импулси с малка дължина на вълната, част от които, отразена, отново отива към антената и след това към чувствителния приемник, който обработва сигнала и го показва на екрана.

Магнетрони в радари

Принципът на работа на магнетрона

Работата на микровълновата фурна се основава на превръщането на електрическата енергия в електромагнитно излъчване с ултрависока честота, което задвижва водните молекули в храната. Диполните молекули, постоянно променящи посоката, произвеждат топлина, което ви позволява бързо да загрявате продуктите, като същевременно поддържате техните полезни свойства. Устройството, което генерира микровълни, е магнетрон.

Всъщност магнетронът е електро-вакуумен диод, в действието на който се прилага феноменът на термионно излъчване. Това явление се случва по време на нагряването на повърхността на емитера или катода. Под въздействието на висока температура най-активните електрони са склонни да напуснат повърхността му, но това ще се случи само когато напрежението се приложи към анода. В този случай възниква електрическо поле и електроните започват да се движат към анода, като се насочват по силните си линии. Ако електроните са в магнитното поле, тогава техните траектории се отклоняват в посоката на силовите линии.

Вакуум диод

Манетронният анод има формата на цилиндър със система от кухини или резонатори, вътре в която има катод с нажежаема жичка. Два пръстена, разположени по краищата на анода, създават магнитно поле вътре в анода, поради което електроните не се придвижват директно от катода към анода, а променят пътя си, въртящ се около катода. В близост до резонаторите, електроните им дават част от енергията си, което води до образуването на мощно микровълново поле в кухините им, което се извежда с помощта на жичен контур, свързан към антената на излъчвателя.

За да се задейства магнетронът, е необходимо да се приложи високо напрежение от порядъка на 3-4 хиляди волта към анода. Следователно магнетронът е свързан към домакинско захранване чрез високо напрежение трансформатор. Освен това веригата за превключване на микровълновата фурна включва вълновод, който предава радиация в камерата, комутационна верига, управляващ блок, както и защитни и охлаждащи елементи.В допълнение, вътрешните стени на камерата и тънка метална мрежа на вратата на устройството пречат на изхода на радиация извън нея.

Magnetron комутационна верига

Как магнетронът влияе на силата на микровълновата

Повечето съвременни производители на микровълнови фурни предлагат възможност за избор на мощността на устройството. От своя страна режимът на работа (размразяване или нагряване) и скоростта на нагряване на храната зависят от този параметър. Конструктивните характеристики на магнетрона обаче не позволяват да се намали неговата мощност, следователно, за да се намали интензивността на нагряване, мощността му се подава на определени интервали. Тези паузи в работата на магнетрона могат да се видят, ако включите микровълновата печка със средна мощност и слушате звука на нейната работа.

Не толкова отдавна някои производители на домакински уреди обявиха появата на редица модели микровълнови фурни с инверторна верига за захранване. Прилагането на тази схема позволи не само да се увеличи количеството използваемо пространство в камерата чрез намаляване на размерите на излъчвателя, но и да се намали консумацията на енергия на устройството. За разлика от конвенционалните модели, температурата на отопление в инверторните пещи се променя плавно, но цената им е много по-висока.

Magnetron охлаждане и защита

По време на работа магнетронът отделя голямо количество топлина, така че върху тялото му е инсталиран радиатор. Тъй като прегряването е основната причина за отказ на магнетрона, за защита се използват и други методи:

1. Термично реле. Това устройство се използва за защита на магнетрона, както и решетката, ако има такава в модела. Термичният предпазител е снабден с биметална плоча, която може да се регулира към конкретна температура. Ако тази стойност е надвишена, тя се огъва и отваря захранващата верига.
2. Вентилаторът. Той не само издухва магнетронния радиатор с хладен въздух, но и изпълнява редица други полезни функции, като например охлаждане на електронните компоненти на устройството, циркулация на въздуха вътре в камерата, докато решетката работи, а също и отстраняване на гореща пара през специални отвори.
3. Заключваща система. Няколко микропревключвателя контролират позицията на вратата на микровълновата печка, предотвратявайки включването на магнетрона, когато е отворена.

Термично реле

Възможно ли е да замените магнетрона

Основното предимство на съвременните магнетрони за домакински микровълнови печки е тяхната взаимозаменяемост. Magnetrons, произведени от други компании, ще бъдат подходящи за различни модели микровълнови фурни, така че те могат да бъдат променени, ако е необходимо. В този случай единственото необходимо изискване ще бъде спазването на мощността. Можете да закупите магнетрон в много магазини за електроника, обаче, за да направите правилния избор, трябва да разберете неговите параметри и етикети. Най-често в микровълните са инсталирани следните модели магнетрон:

• 2M 213 (600 вата с номинална мощност и 700 вата под товар);
• 2M 214 (1000 W);
• 2M 246 (1150 W - най-високата мощност).

Дори и да сте проучили всички необходими параметри на това устройство, не се препоръчва да замените магнетрона у дома. Първо, ще бъде доста трудно да го премахнете сами, и второ, само квалифициран специалист може да гарантира безопасната му работа след инсталирането.

Стандартна конфигурация на магнетрон

Диагностика на неизправности и причините за възникването им

Подмяната на магнетрон може да изисква доста значителни финансови разходи, така че преди да купите ново устройство, трябва да диагностицирате старото, за да сте сигурни, че то наистина не работи. Тестването може да се направи у дома с помощта на конвенционален тестер. Това ще изисква:

1. Изключете щепсела от микровълновата печка.
2. Свалете защитния капак и визуално огледайте частта.
3. "Звънете" основните елементи на печатаната платка с помощта на тестер или "мултицет".
4. Проверете термичното реле.

диагностика

В края на диагнозата можете да направите заключения за неизправността на определени части. Основните причини за отказ на магнетрона включват следните:

• Дефектна вакуумна капачка. Можете сами да го замените, като просто вземете подобна капачка от друг магнетрон. Седалките на тези капачки имат стандартна конфигурация.
• Счупване на нагревателя. при включване на празната микровълнова фурна или неправилното натоварване на магнетрона ще прегрее, което може да доведе до прекомерна нишка и счупване. За диагностицирането му е необходимо да се измери съпротивлението между краката на кондензатора. Ако стойността му е в диапазона от 5-7 ома, тогава нагревателят работи.
• Разбивка на кондензатора на прохода. Ако тестерът не покаже „безкрайна“ стойност на съпротивлението между контактите си, тогава кондензаторът трябва да бъде заменен.