Funktionsprincippet og inkludering af magnetron i mikrobølgeovnen

En mikrobølgeovn er blevet fast etableret og er blevet en af ​​de uundværlige egenskaber ved enhver lejlighed. Dette husholdningsapparat giver dig mulighed for at varme op eller tilberede mad i løbet af få minutter ved hjælp af stråling, der er usynlig for øjet.

Men for at finde ud af, hvor denne stråling kommer fra, og hvor sikker den er for mennesker, er det nødvendigt at forstå enheden og funktionsprincippet for en mikrobølgemagnetron, der er en generator af højfrekvente bølger.

magnetron

Hvad er mikrobølger, og hvordan varmer de mad

Mikrobølgestråling kaldes elektromagnetisk stråling med en bølgelængde fra 1 til 1 m. Denne type stråling bruges ikke kun til indenlandske formål, men også i navigations- og radarsystemer, og den leverer desuden mobil kommunikation og satellit-tv.

Mikrobølger kan genereres både kunstigt og naturligt (for eksempel på solen). Et andet navn på mikrobølger er mikrobølgestråling eller mikrobølgeovn.

Alle typer mikrobølgeovne til husholdninger har en enkelt strålingsfrekvens på 2450 MHz. Denne værdi er en international standard, som producenterne af hjemmeapparater nøje skal overholde, så deres produkter ikke forstyrrer driften af ​​andre mikrobølgeenheder.

Mikrobølgestråling

Den termiske virkning af mikrobølgestråling blev opdaget af den amerikanske fysiker Percy Spencer i 1942. Det var han, der patenterede brugen af ​​en enhed, der genererer mikrobølger til madlavning og derved lagde grundlaget for brugen af ​​mikrobølgeovne i hverdagen.

I løbet af de næste par årtier blev denne teknologi perfektioneret, hvilket gjorde det muligt at etablere en masseproduktion af enkle og billige enheder til hurtigt opvarmning af mad.

For at opvarme ethvert materiale i en mikrobølgeovn er tilstedeværelsen af ​​dipolmolekyler, dvs. molekyler med modsatte elektriske ladninger i begge ender, nødvendig.

I fødevarer er deres vigtigste kilde vand. Under påvirkning af mikrobølgestråling begynder disse molekyler at samle sig langs kraftlinierne i det elektromagnetiske felt og ændre deres retning ca. 5 milliarder gange i sekundet. Friktionen mellem dem ledsages af frigivelse af varme, der varmer madene.

Mikrobølger er imidlertid ikke i stand til at trænge dybere end 2-3 cm fra produktets overflade, så alt, hvad der er under dette lag, varmer op på grund af varmeledningsevne fra de opvarmede områder.

Mikrobølgeovn

Magnetron-enhed og dens anvendelse

I de fleste typer mikrobølgeudstyr er en magnetron en generator af mikrobølgefrekvenser. Enheder, der ligner deres handlingsprincip - klystroner og platinotroner, bruges ikke så vidt. Magnetronen blev først brugt i mikrobølgeovne i 1960. Den mest almindeligt anvendte teknik er en magnetron med flere hulrum, der består af flere komponenter:

1. Anode. Det er en kobbercylinder, opdelt i sektorer med tykke metalvægge. Disse volumetriske hulrum er resonatorerne, der skaber ringoscillationssystemet. En spænding på ca. 4000 volt påføres anoden.
2. Katode.Det er placeret i den centrale del af magnetron og er en cylinder, hvori der indvendigt er en glødetråd. Elektronemission forekommer i denne del af enheden. En spænding på 3 volt påføres varmeapparatet (filament).
3. Ringmagneter. Elektromagneter eller permanente magneter med høj effekt, der er placeret i enden af ​​enheden, er nødvendige for at skabe et magnetfelt rettet parallelt med magnetronens akse. Bevægelsen af ​​elektroner udføres også i denne retning.
4. Trådsløjfe Den er tilsluttet katoden, fastgjort i resonatoren og udsendt til antennemitteren. Sløjfen bruges til at udsende mikrobølgestråling i bølgelederen, hvorefter den kommer direkte ind i mikrobølge-kammeret.

Magnetron enhed

På grund af enkelhed i design og lave omkostninger har magnetroner fundet anvendelse i mange felter, men de er mest almindelige:

• I mikrobølgeovne. Ud over hurtig madlavning og optøning af mad i huskeovne giver magnetroner dig også mulighed for at udføre produktionsopgaver. En industriel mikrobølgeovn kan varme, tørre, smelte, stege og mere. Det er vigtigt at huske, at mikrobølgeovnen ikke kan tændes tom, fordi strålingen i dette tilfælde ikke optages af noget og vender tilbage til bølgelederen, hvilket kan føre til dens nedbrud.
• I radar. Radarantennen, der er tilsluttet bølgelederen, er faktisk en konisk tilførsel og bruges sammen med en parabolisk reflektor (plade). Magnetronen genererer kraftige korte energipulser med en lille bølgelængde, hvoraf en del reflekteres igen til antennen og derefter til den følsomme modtager, der behandler signalet og viser det på skærmen.

Magnetroner i radar

Princippet om drift af magnetron

Betjeningen af ​​mikrobølgeovnen er baseret på konvertering af elektrisk energi til elektromagnetisk stråling af ultrahøj frekvens, der driver vandmolekylerne i fødevarer. Dipolmolekyler, der konstant skifter retning, producerer varme, som giver dig mulighed for hurtigt at opvarme produkter, mens du bevarer deres gavnlige egenskaber. Enheden, der genererer mikrobølger, er en magnetron.

Magnetronen er faktisk en elektro-vakuumdiode, i hvilken driften fenomenet termionisk emission anvendes. Dette fænomen forekommer under opvarmning af overfladen på emitteren eller katoden. Under påvirkning af høj temperatur har de mest aktive elektroner en tendens til at forlade dens overflade, men dette vil kun ske, når der tilføres spænding til anoden. I dette tilfælde opstår et elektrisk felt, og elektronerne begynder at bevæge sig mod anoden, der går langs dens kraftlinjer. Hvis elektronerne er i magnetfeltet, afviger deres bane i retning af kraftlinierne.

Vakuumdiode

Magnetronanoden har formen af ​​en cylinder med et system med hulrum eller resonatorer, hvori der er en katode med et filament. To ringmagneter placeret langs anodens kanter skaber et magnetfelt inde i anoden, på grund af hvilken elektronerne ikke bevæger sig direkte fra katoden til anoden, men ændrer deres sti ved at rotere omkring katoden. I nærheden af ​​resonatorerne giver elektronerne dem en del af deres energi, hvilket fører til dannelse af et kraftfuldt mikrobølgefelt i deres hulrum, der bringes ud ved hjælp af en trådsløjfe, der er forbundet til emitterantennen.

For at aktivere magnetronen er det nødvendigt at påføre en høj spænding i størrelsesordenen 3-4 tusinde volt til anoden. Derfor er magnetronen tilsluttet en husholdningsstrømforsyning via en højspændingstransformator. Derudover inkluderer mikrobølgeovnens omskiftningskredsløb en bølgeleder, der transmitterer stråling ind i kammeret, et skiftekredsløb, en kontrolenhed samt beskyttelses- og køleelementer.Derudover hindrer kammerets indvendige vægge og et tyndt metalnet på enhedens dør udgangen af ​​stråling ud over det.

Magnetron-omskifter

Hvordan en magnetron påvirker mikrobølgeeffekten

De fleste moderne producenter af mikrobølgeovne tilbyder muligheden for at vælge enhedens magt. Til gengæld afhænger driftsform (afrimning eller opvarmning) og opvarmningshastighed for mad af denne parameter. Magnetronens designfunktioner tillader imidlertid ikke at reducere dens magt, derfor tilføres strømmen til bestemte intervaller for at reducere opvarmningsintensiteten. Disse pauser i funktionen af ​​magnetron kan ses, hvis du tænder for mikrobølgeovnen ved medium strøm og lytter til lyden af ​​dets arbejde.

For ikke så længe siden annoncerede nogle producenter af husholdningsapparater udseendet af en række modeller af mikrobølgeovne med et inverter strømforsyningskredsløb. Anvendelsen af ​​dette skema tillod ikke kun at øge mængden af ​​brugbar plads i kammeret ved at reducere emitterens dimensioner, men også at reducere enhedens strømforbrug. I modsætning til konventionelle modeller ændres opvarmningstemperaturen i ovne af inverter-typen glat, men deres omkostninger er meget højere.

Magnetron køling og beskyttelse

Under drift udsender magnetronen en stor mængde varme, så der er installeret en radiator på kroppen. Da overophedning er den vigtigste årsag til svigt i magnetron, bruges andre metoder også til at beskytte det:

1. Termisk relæ. Denne enhed bruges til at beskytte magnetronen såvel som grillen, hvis den findes i modellen. Den termiske sikring er udstyret med en bimetallplade, der kan indstilles til en bestemt temperatur. Hvis denne værdi overskrides, bøjes den og åbner strømkredsen.
2. Ventilatoren. Den blæser ikke kun magnetron-radiatoren med kølig luft, men udfører også en række andre nyttige funktioner, såsom afkøling af de elektroniske komponenter på enheden, cirkulerende luft inde i kammeret, mens grillen fungerer, og også fjerne varm damp ud gennem specielle åbninger.
3. Lås system. Flere mikrobrydere kontrollerer placeringen af ​​mikrobølgedøren og forhindrer magnetronen i at tænde, når den er åben.

Termisk relæ

Er det muligt at udskifte magnetron

Den største fordel ved moderne magnetroner til husholdnings-mikrobølgeovne er deres udskiftelighed. Magnetroner produceret af andre virksomheder vil være velegnet til forskellige modeller af mikrobølgeovne, så de kan om nødvendigt ændres. I dette tilfælde er det eneste nødvendige krav strømoverholdelse. Du kan købe en magnetron i mange elektronikforretninger, men for at tage det rigtige valg skal du forstå dens parametre og mærkning. Oftest installeres følgende magnetronmodeller i mikrobølger:

• 2M 213 (600 watt nominel effekt og 700 watt under belastning);
• 2M 214 (1000 W);
• 2M 246 (1150 W - den højeste effekt).

Selv efter at have undersøgt alle de nødvendige parametre på denne enhed, anbefales det ikke at udskifte magnetron derhjemme. For det første vil det være ganske vanskeligt at fjerne det selv, og for det andet er det kun en kvalificeret specialist, der kan sikre dets sikre drift efter installationen.

Standard magnetron-konfiguration

Diagnosticering af fejl og årsagerne til deres forekomst

Udskiftning af en magnetron kan kræve ganske betydelige økonomiske omkostninger, så inden du køber en ny enhed, skal du diagnosticere den gamle for at sikre dig, at den virkelig fungerer korrekt. Testning kan udføres hjemme ved hjælp af en konventionel tester. Dette kræver:

1. Frakobl mikrobølgeovnen.
2. Fjern beskyttelsesdækslet, og inspicér visuelt delen.
3. “Ring” hovedelementerne på det trykte kredsløbskort ved hjælp af en tester eller ”multimeter”.
4. Inspicér det termiske relæ.

diagnostik

I slutningen af ​​diagnosen kan du drage konklusioner om funktionsfejl i visse dele. De vigtigste årsager til magnetrons fiasko inkluderer følgende:

• Fejlagtigt vakuumhætte. Du kan udskifte den selv ved blot at hente en lignende hætte fra en anden magnetron. Sæderne på disse hætter har en standardkonfiguration.
• Varmer brud. ved tænder for den tomme mikrobølgeovn eller forkert belastning af magnetronen vil overophedes, hvilket kan føre til overdreven filament og brud. Til sin diagnose er det nødvendigt at måle modstanden mellem kondensatorens ben. Hvis dens værdi ligger i intervallet 5-7 ohm, fungerer varmeren.
• Fordeling af passagekondensatoren. Hvis testeren ikke viser en "uendelig" modstandsværdi mellem dens kontakter, skal kondensatoren udskiftes.