Как работает магнетрон в микроволновке

Магнетроны. Устройство и работа. Виды и применение. Как выбрать

как работает магнетрон в микроволновке

Магнетроны называются электронные приборы, в которых образуются колебания сверхвысокой частоты при помощи модуляции потока электронов. Магнитные и электрические поля в нем действуют с большой силой. Наиболее распространенная модификация магнетрона – это многорезонаторный.

Впервые магнетрон был создан в Америке в 1921 году. С течением времени эксперименты с ним продолжались. В результате появилось множество видов магнетронов, использующихся в радиоэлектронике. В 1960 году приборы стали использоваться в печах сверхвысокой частоты для домашнего применения. Менее распространены клистроны, платинотроны, которые основаны на этом же принципе действия.

 

1 — Анод 2 — Катод 3 — Накал 4 — Резонансная полость

5 — Антенна

Магнетроны резонансного типа состоят из:

  • Анодный блок. Представляет собой толстостенный металлический цилиндр с полостями в стенках. Эти полости являются объемными резонаторами, которые создают колебательную кольцевую систему.
  • Катод. Он имеет цилиндрическую форму. Внутри него размещен подогреватель.
  • Внешние электромагниты или постоянные магниты. Они создают магнитное поле, которое параллельно оси прибора.
  • Проволочная петля. Она применяется для вывода сверхвысоких частот, и закреплена в резонаторе.

Резонаторы создают кольцевую систему колебаний. Возле них пучки электронов воздействуют на электромагнитные волны. Так как эта система выполнена замкнутой, то она способна возбудиться только на определенных частотах колебаний.

При нахождении рядом с рабочей частотой других частот, случается перескакивание частоты и нарушается стабильность работы устройства.

Чтобы исключить такие отрицательные эффекты магнетроны с одинаковыми резонаторами оснащаются разными связками, либо используются магнетроны с отличающимися размерами резонаторов.

Магнетроны разделяют по виду резонаторов:

  • Лопаточные.
  • Щель-отверстие.
  • Щелевые.

В магнетронах применяется движение электронов в перпендикулярных магнитных и электрических полях, созданных в зазоре кольца между анодом и катодом. Между ними подается напряжение (анодное), которое образует радиальное электрическое поле. Под воздействием этого поля электроны вырываются из нагретого катода и устремляются к аноду.

Анодный блок находится между полюсов магнита, образующего магнитное поле, которое направлено вдоль оси магнетрона. Магнитное поле действует на электрон и отклоняет его на спиральную траекторию. В промежутке между анодом и катодом создается вращательное облако, похожее на колесо со спицами. Электроны возбуждают в объемных резонаторах колебания высокой частоты.

Отдельно каждый резонатор является колебательной системой. Магнитное поле концентрируется внутри полости, а электрическое поле сосредоточено у щелей. Энергия выводится из магнетрона с помощью индуктивной петли. Она размещена в соседних резонаторах. Электроэнергия подключается к нагрузке коаксиальным кабелем.

Нагревание токами высокой частоты производится в волноводах различного сечения, либо в объемных резонаторах. Также нагревание может производиться электромагнитными волнами.

Приборы работают от выпрямленного тока по простой схеме выпрямления. Устройства небольшой мощности способны работать от переменного тока. Рабочая частота тока магнетронов может достигать 100 ГГц, мощностью до нескольких десятков киловатт в постоянном режиме, и до 5 мегаватт в режиме импульсов.

Устройство магнетрона довольно простое. Его стоимость невысока. Поэтому такие качества в сочетании с повышенной эффективностью нагревания и разнообразным использованием высокочастотных токов открывают большие возможности использования в разных сферах жизни.

Основные виды магнетронов

  • Многорезонаторные устройства. Они содержат анодные блоки с несколькими резонаторами. Блоки состоят из различного вида резонаторов. В диапазоне 10 см длины волны магнетрон обладает КПД 30%. Выход излучения высокой частоты осуществляется сбоку в щель резонатора.
  • Обращенные устройства. Они бывают двух исполнений: коаксиальные и обычные. Такие магнетроны способны выдать импульсы высокой частоты 700 наносекунд с энергией 250 джоулей. Коаксиальный вид магнетрона содержит стабилизирующий резонатор. В нем имеются отверстия во внешней стенке, а также ферритовые стержни с подмагничивающими катушками.

Сфера использования магнетронов

  • В устройствах радаров антенна подключена к волноводу. Она, по сути, является щелевым волноводом, или рупорным коническим облучателем вместе с отражателем в виде параболы (тарелка). Управление магнетрона осуществляется с помощью коротких мощных импульсов напряжения. В итоге образуется короткий импульс энергии с малой длиной волны. Малая часть такой энергии поступает снова на антенну и волновод, и далее к чувствительному приемнику. Сигнал обрабатывается и поступает на электронно-лучевую трубку на экран радара.
  • В бытовых микроволновых печах волновод имеет отверстие, которое не создает препятствие радиочастотным волнам в рабочей камере. Важным условием работы микроволновки является условие, чтобы при работе печи в камере находились какие-либо продукты. При этом микроволны поглощаются продуктами, и не возвращаются на волновод. Стоячие волны в микроволновой печи могут искрить. При долгом искрении магнетрон может выйти из строя. Если в микроволновке мало продуктов для приготовления, то лучше дополнительно поместить в камеру стакан с водой для лучшего поглощения волн.

1 — Магнетрон 2 — Высоковольтный конденсатор 3 — Высоковольтный диод 4 — Защита

5 — Высоковольтный трансформатор

  • В радиолокационных станциях используются коаксиальные магнетроны с быстрым изменением частоты. Это позволяет расширить тактико-технические свойства локаторов.

Выбор и приобретение магнетрона

Чтобы самому приобрести магнетрон для домашней микроволновой печи, необходимо изучить и разобраться в маркировке, выяснить, какие бывают их виды, и их параметры.

Наибольшая мощность магнетрона у модели 2М 246

Показатель мощности у них равен 1150 ватт. Перед приобретением необходимо сопоставить цену магнетрона со стоимостью всей печи, и не забыть о стоимости работ по ремонту. Возможно, что не будет смысла в ремонте.

Можно ли магнетрон заменить самостоятельно

Для разных моделей микроволновок можно устанавливать магнетрон других фирм изготовления. Главное, чтобы он подходил по мощности, в настоящее время не проблема приобрести его в торговой сети. Исключение составляют модели, которые уже сняты с производства.

Однако, даже если вы разобрались в устройстве микроволновки, то не рекомендуется заниматься заменой деталей в домашних условиях, так как этим должны заниматься квалифицированные специалисты, способные обеспечить безопасную работу устройства. К тому же, сделать это самостоятельно будет довольно проблематично.

Работа микроволновки

Пища имеет в составе воду, которая состоит из заряженных частиц. Продукты в микроволновой печи разогреваются посредством воздействия на них волн высокой частоты. Молекулы воды выступают в качестве диполя, так как проводят волны электрического поля.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektrooborudovanie/ustrojstva/magnetrony/

Принцип работы магнетрона в микроволновке

как работает магнетрон в микроволновке

Чтобы получить частные и высокие колебания, используют магнетроны. Электрические и магнитные поля действуют с высокой силой. В результате происходят колебания высокой частоты. Часто применяемой разновидностью устройства является многорезонаторная. В таком магнетроне на электроны действуют сразу три поля:

Магнетрон: что это и как появилось

Впервые этот термин был использован в 1921 году американским ученым-физиком А. Халлом. Его исследования и эксперименты были продолжены далее, что привело к появлению многих разновидностей магнетронов, которые стали использовать в радиоэлектронике.

В последующее десятилетие велись разработки магнетронов для генерации волн СВЧ. задача заключалась в увеличении частоты колебаний, что удалось сделать только советским ученым. Они увеличили исходное значение в два раза, применив в качестве материала анода медь.

Устройство

Сердцем магнетрона является блок анода, состоящий из медного цилиндра, с пустотой внутри. В центре его имеются полости, они являются кольцевой системой объемных резонаторов. В середине анода имеется отверстие, именно через него идет подключение к питанию.

Помещают этот блок так, что бы он оказался между магнитами, создающими магнитное поле достаточной силы.

Добиться эффекта, когда электроны движутся по описываемой окружности и при этом находятся рядом с анодом, но возвращаются обратно, можно, если соблюсти определенные условия в двух связанных полях. При таком состоянии на аноде остается лишь малая часть всех электронов, вылетевших с катода.

Возвратившись на катод, часть электронов заменяется. Этот процесс продолжается, образуя возле анода заряд в форме кольца. Такой заряд начинает образовываться возле каждого резонатора, появляются незатухающие высокочастотные колебания. Вывести такие колебания можно витками проводов, расположив их в любом из резонаторов. Следом эти колебания передаются на волновод (или коаксиальную линию).

Магнетроном можно назвать прибор СВЧ, он генераторный, вакуумный, движение электронов в нем происходит в двух полях: электронном и магнитном. Создает магнетрон принцип действия двух этих полей, которые образуют третье – СВЧ.

Применение

Использоваться могут они в радиотехнике. Например, при составлении радарных карт. Для этого магнетрон должен состоять не только из рупорного облучателя, но и из параболического отражателя. При помощи управления импульсами высокой интенсивности создается короткий импульс излучения микроволн. Часть энергии, отражаясь, возвращается обратно к волноводу и антенне, что направляют ее к приемнику.

Применение в быту

В печах, работа которых основана на микроволнах, принцип действия немного другой. Магнетрон для микроволновки имеет на конце волновода прозрачное отверстие для радиочастот, которые образуются в отсеке для приготовления пищи.

Поэтому важно включать такую печь только с наличием в ней еды. Без этого условия стоячие волны вызовут искрение, так как магнитные волны не поглотились, а были возвращены обратно. Если это продлится долгое время, магнетрон просто сломается.

Скорость, при которой пища в микроволновке готовится, зависит напрямую от мощности магнетрона.

Большинство микроволновых печей имеет мощность от 700 до 850 Вт. Этого вполне хватит, чтобы вскипятить стакан воды всего за 2-3 минуты. Магнетрон для СВЧ «Сатурн», в зависимости от модели, может иметь разную мощность. Выбор СВЧ этой фирмы можно начать именно со сравнения магнетронов, а потом и дополнительных функций.

Покупка СВЧ

При покупке микроволновой печи следует знать принцип ее действия. Многие насторожено относятся к этой технике, ошибочно полагая, что это источник радиации. На самом деле, в ней действует принцип СВЧ, что следует из самого названия. СВЧ — не что иное, как «сверхвысокие частоты». Радиацию она, конечно, не излучает, но обращаться с такой техникой нужно осторожно.

Сама микроволновка уже изначально имеет защиту окружающих от СВЧ-излучения. Такая печь оборудована специальным датчиком, который отключит магнетрон, если открыта дверца. Завершить работу магнетрон, принцип действия которого заключается в выработке СВЧ-волн, не сможет, если нарушены правила эксплуатации. Если поместить в печь, например, металлическую миску, она просто выведет из строя весь прибор.

Волны от СВЧ-печи могут выходить наружу не дальше чем на пять метров.

Электромагнитное поле бесконтактно разогревает пищу, помещенную в микроволновую печь. Более того, процесс нагрева происходит непосредственно в пределах продукта, что сокращает время приготовления до нескольких минут. Не надо предварительно нагревать посуду, в которой находится пища.

Для лучшего результата готовки надо знать кулинарные хитрости приготовления тех или иных продуктов. С учетом того, что время идет, а устройство СВЧ-печей не меняется, можно предположить их дальнейшее и постоянное закрепление за кухнями многих потребителей.

Покупка магнетрона к СВЧ

Покупая самостоятельно магнетрон, нужно обязательно знать маркировку. Чтобы не совершить ошибку, покупая магнетрон на микроволновку LG, нужно ознакомиться с тем, какие же они бывают. Самая слабая мощность у магнетрона 2M213. У него выходная мощность при нагрузке и типовая равны 700 и 600 W соответственно, анодное значение — 3,95 kVp, а частота — 2460 MHz.

Магнетронов со средними значениями величин несколько. Основной из них: 2M214. У этой модели частота такая же, анодное значение чуть выше — 4.20 kVp. Выходная мощность при нагрузке и типовая – 1000 и 850 W соответственно.

Максимальные значения показателей у магнетрона марки2M246.

Возможна ли замена своими руками

Любой из видов магнетрона для микроволновок LG можно заменить аналогичным для другой фирмы, например, «Самсунг». Аналогично можно заменить магнетрон для микроволновки «Самсунг» подходящим по мощности элементом от другой фирмы. Если модель бытовой сверхвысокочастотной печи выпущена очень давно, то найти деталь соответствующей марки очень трудно. Возможно, производитель уже снял с производства данный вид.

Приобрести магнетрон для микроволновой печи 2M218 JF Daewoo можно самостоятельно, заказав в специализированных магазинах или непосредственно у производителя. Стоит он порядка 2 тысяч рублей.

Основа работы микроволновки

Разогрев продуктов в микроволновке происходит так: любая пища содержит в себе молекулы воды, она, в свою очередь, состоит из заряженных положительно и отрицательно частиц. Такие молекулы выступают диполем, потому что хорошо проводят волны электричества.

Заключение

Частая поломка СВЧ-печей — выход из строя магнетрона. Купить магнетрон на микроволновку LG (как, впрочем, и других производителей данных бытовых приборов) и заменить его самостоятельно будет достаточно проблематично. Даже если найдется подходящий элемент, установить его сможет только мастер.

Перед покупкой устройства стоит сравнить его цену со стоимостью самой микроволновки. Часто бывает, что ремонт обойдется дороже покупки. Всегда учитывайте данный фактор.

Итак, мы выяснили, для чего нужен такой элемент, как магнетрон, и в каких сферах он применяется.

Микроволновые печи (СВЧ-печи) уже давно стали самым обыденным бытовым прибором, с помощью которого можно очень быстро разморозить продукты, разогреть уже приготовленную пищу или приготовить блюдо по оригинальному рецепту, и даже продезинфицировать кухонные моющие губки и тряпочки, не содержащие металла.

Наличие удобного, интуитивно понятного интерфейса, а также многоуровневой защиты позволяют даже ребенку справиться с управлением такого сложного и высокотехнологичного устройства, как микроволновка. Некоторые блюда можно легко и быстро приготовить по встроенным программам. А возможные неисправности вполне можно устранить, сделав .

Советы по приготовлению пищи с микроволновой печью

Повышенное давление может накапливаться в плотно закрытых сосудах, заставляя их лопнуть! Чтобы предотвратить высыхание или разбрызгивание пищи, накройте крышкой или пластиной. В противном случае жидкости могут внезапно взорваться или впрыскиваться, как только они будут удалены из микроволновой печи. Хорошо перемешайте все продукты и напитки во время или после нагрева, чтобы компенсировать разницу температур.

Когда время приготовления истекло, дайте пищу стоять в течение нескольких минут в приборе, тепло распределяется. Также могут образовываться горячие точки. Это горячие температуры в середине сосуда. Они происходят главным образом в высоких, узких блюдах — например, в детских бутылках или флаконах.

Чтобы равномерно распределить температуру, хорошо встряхните пищу ребенка или перемешайте, затем тщательно проверьте температуру.

Микроволны излучают наружу

  • Поместите только открытые контейнеры в микроволновую печь.
  • Для нагрева жидкостей, например молока или воды, всегда помещайте ложку в сосуд.

Источник: https://crast.ru/instrumenty/princip-raboty-magnetrona-v-mikrovolnovke

Что такое магнетрон в микроволновке, как его проверить и починить

как работает магнетрон в микроволновке

БытТехСервис » СВЧ » Магнетрон в микроволновке: зачем нужен, как проверить и починить

Быстрый нагрев, который сделал микроволновую печь такой популярной, возможен благодаря магнетрону. Когда он ломается, выходит из строя вся печь. Если вы можете найти магнетрон в микроволновке, любознательны и любите проверять сервисные центры на честность и компетентность, то эта статья для вас.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как загружать посуду в посудомоечную машину

Что такое магнетрон

Это генератор сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения в печи. Электромагнитные волны, которые он излучает, нагревают продукты, приводя в движение молекулы воды в пище. Получается, что еда разогревается без теплового влияния извне. Поэтому рабочая температура в микроволновке не может превышать 100°С — точку кипения воды.

Как устроен

Тут можно вспомнить школьного физика, который справедливо говорил, что наука пригодится.

Принцип работы и схема этого электровакуумного диода напоминает обычную электрическую лампочку. Высокое напряжение подаётся к корпусу, который является катодом. Подключается питание, элементарные частицы — электроны — устремляются к аноду.

Из чего состоит анод? Медная гильза (цилиндр, трубка, лампа) с вакуумными секциями внутри и вольфрамовой нитью накала. По бокам расположены магниты, создающие магнитное поле и задающие спиралевидную траекторию движения частицам. Электроны, перемещаясь по резонатору с бешеной скоростью, возбуждают высокочастотные токи. Возникает мощный СВЧ-поток, который выходит в духовой шкаф через волновод (антенну). Защита устройства от перегревания обеспечивается алюминиевыми пластинами радиатора.

Если пища не греется, необходимо проверить магнетрон.

Основные неисправности

Во многих случаях магнетрон не поддаётся ремонту. Но прежде чем покупать новый, необходимо разобраться в причинах поломки. Возможно, удастся сэкономить, заменив всего одну деталь.

  1. Разгерметизация. Требуется замена прибора. Без вакуума работать не будет.
  2. Обрыв нити накала. Это как в лампочке — если перегорела, то навсегда.
  3. Прогорел колпачок на антенне. Можно отремонтировать.
  4. Вышла из строя магнитная система. Случается редко, но если лопнул верхний магнит, его можно заменить.
  5. Закончился срок службы. Если прибор износился, его лучше поменять.
  6. Нарушена ёмкость переходного конденсатора. Сервисные службы при такой поломке советуют замену всего магнетрона. Но, имея нужные инструменты, вы найдёте, чем заменить эту деталь.

Как видите, поправимых случаев мало, но они есть. Прежде чем начать ремонт, проверьте систему на работоспособность.

Диагностика

Внимание! Ни в коем случае не включайте в сеть прибор, который вы вытащили из корпуса печки! Это может нанести непоправимый вред вашему здоровью и окружающим. Перед тем как разобрать микроволновку, проверьте, как работает источник питания. Возможно, виновато слабое напряжение в электрической сети. Если питание соответствует норме, проведите тщательный осмотр с тестером.

https://www.youtube.com/watch?v=JXFk7L2JmwI

Первая проверка на исправность — визуальная. Посмотрите, не сгорел ли колпачок антенны, нет ли деформации, пробоин, следов гари на корпусе, фильтре. Обратите внимание на целостность магнитов. Это поможет определить, где находится причина поломки. Если внешних признаков повреждения нет, можно прозвонить магнетрон мультиметром.

  • Включите тестер, установите режим 200 Ом. Прикоснитесь щупами к выводам. Целостная обмотка оказывает низкое сопротивление (приблизительно 0,5 Ом), вы услышите писк или звон.
  • Ничего не происходит — значит, оборвалась нить накала.
  • Чтобы прозвонить проходной конденсатор тестером, настройте самый большой режим измерения. Одним щупом прикоснитесь к любому из контактов, а вторым — к корпусу. Если всё в порядке — ничего не произойдёт, прибор покажет «∞» — бесконечность.

Заряд пробивает на корпус? Скорее всего, повреждена ёмкость конденсатора.

Важно! Применение специальных аппаратов для диагностики не всегда гарантирует точность данных.

Как починить в домашних условиях

Самостоятельно вы можете поменять такие детали:

  • колпачок антенны;
  • проходной конденсатор.

Замена колпачка

Эту деталь можно купить на любом радиорынке, сделать самостоятельно из подходящего по диаметру электролитического конденсатора или напёрстка. Как это сделать:

  1. Обесточьте печь, аккуратно снимите вилку питания.
  2. Отсоедините крепления, вытащите устройство.
  3. Проверьте колпачок. Если есть нагар, очистите мелкозернистой наждачной бумагой.
  4. Колпачок пробит током, сгорел — нужно заменить.
  5. Снимите его с антенны, проверьте её целостность. Если анод в порядке, прибор можно починить.
  6. Установите новую деталь, вставьте магнетрон на место.

Меняем конденсатор

  1. Снимите крышку фильтра.
  2. Откусите кусачками контакты дросселей.
  3. Сверлом (3 мм в диаметре) рассверлите отверстия вокруг конденсатора.
  4. Достаньте из корпуса фильтра.
  5. Отмотайте по одному витку у каждого дросселя. Это увеличит длину контакта.
  6. Зачистите контакты с помощью наждачной бумаги, ножа.
  7. Вставьте новый конденсатор в корпус фильтра на место старого, прикрутите болтами.
  8. Соедините контакты так, чтобы не прикасались к стенкам коробки.
  9. Закройте крышку.

Готово! Мы рассмотрели поломки, которые вы в состоянии исправить без вмешательства профессионалов.

Но если магнетрон не подлежит ремонту, его нужно менять.

Как подобрать новый магнетрон

Прежде чем купить новый magnetron, изучите технические характеристики старого. На внешней стенке устройства есть этикетка с необходимой информацией: названием модели, мощностью, частотой, расположением клемм питания. Полную совместимость можно получить, выбирая модель, которая соответствует модели вашей СВЧ-печи. Потому что, если у вас «Самсунг» — то генератор марки LG не подойдёт по многим параметрам.

Модель Мощность (Вт) Размеры (мм) Рабочая частота (МГц)
Daewoo Electronics
2м218 900 86*106,5*133,6 2 458
2м259 1 000 86*106,5*133,6 2 459
Rм228 900 86*106,5*133,6 2 459
2м254 900 86*106,5*133,6 2 459
2м248 900 86*106,5*133,6 2 459
Samsung
OM52S 600 72,8*110*121 2 465
OM75S 900 73,2*109*126 2 465
OM75P 900 80*127*133 2 465
OM80S 1 000 80*111*133 2 465
Panasonic
2м236-M42 900 93,2*127*133 2 460
2м261-M32 900 2 460
2м211A-M1 700 2 460
2м211A-M2 700 2 460
LG
2м213 700 73,2*109*126 2 460
2м214 900 80*127*133 2 460
2м226 900 93,2*127*133 2 460
2м236 900 93,2*127*133 2 460
2м246 1 100 93,2*127*133 2 460
2м257 1 500 93,2*127*133 2 460
2м278 2 000 120*128*170 2 460
2м285 3 000 120*128*192 2 460
2м286 1 100 93,2*127*133 2 460
2м290 3 000 120*128*192 2 460
Witol
2м217  600  86*106,5*133  2 460
2м218  900  86*106,5*133  2 460
2м219  950  86*106,5*133  2 460
2м301  200  86*106,5*133  2 460
2м311  200  86*106,5*133  2 460
2м312  300  86*106,5*133  2 460
2м313  300  86*106,5*133  2 460
2м315  600  86*106,5*133  2 460
2м319  1 050  86*106,5*133  2 460
2м339  950  86*106,5*133  2 460
2м343  1 500  86*106,5*133  2 460
2м363  1 500  86*106,5*133  2 460
2м369  1 050  86*106,5*133  2 460

Теперь у вас есть все данные, чтобы найти в поисковике браузера нужную модель, узнать, сколько стоит и где купить.

Подключение

Как подключить:

  1. Вставьте новое устройство на место старого.
  2. Надёжно вкрутите крепёжные болты (саморезы).
  3. Соедините провода.
  4. Прикрутите заднюю стенку печи.

Обладая необходимыми знаниями и умениями, можно починить даже сложную, на первый взгляд, электромагнитную систему. Но если вы чувствуете, что вам не хватает компетентности, — не рискуйте, доверьтесь профессионалам.

Вам помогла статья?

Да Нет

Источник: https://cosmo-frost.ru/svch/magnetron-v-mikrovolnovke-zachem-nuzhen-kak-proverit-i-pochinit/

Что такое магнетрон, принцип его работы

Микроволновую печь в наше время можно встретить практически на каждой кухне. Однако не многие знают, как она работает, и что такое магнетрон. Чтобы понять, что представляют собой микроволны и как они образуются, необходимо разобраться с устройством этого прибора.

Как выглядит магнетрон

Назначение и принцип работы магнетрона

Магнетроном называют электронное устройство большой мощности, которое с помощью изменения потока электронов генерирует высокочастотные микроволны. Молекулы воды, которые обязательно присутствуют в продуктах, имеют хорошую электропроводность. Под действием сверхвысокочастотных магнитных колебаний, создаваемых магнетроном, они начинают двигаться с высокой скоростью, нагревая при этом пищу.

В бытовых приборах используется многорезонаторная разновидность магнетрона, в которой на электроны одновременно воздействуют три поля:

  1. сверхвысокочастотное;
  2. электрическое;
  3. магнитное.

что такое магнетрон

|Что такое магнетрон|

Магнетрон генерирует СВЧ колебания, обеспечивая высокую мощность на выходе, не смотря на небольшой вес и компактные габариты. В непрерывном режиме мощность устройства может достигать десятков киловатт. Максимальная мощность при импульсном режиме работы составляет – 5МВт. Мощность магнетронов, установленных в большинстве микроволновых печей, составляет 650-850 Вт.

Питание маломощных магнетронов осуществляется переменным током. Для более мощных устройств необходим выпрямленный оперативный ток. Магнетроны работают на различных частотах в диапазоне 0,5 – 100 ГГц.

Упрощенная схема работы магнетрона

Из чего состоит магнетрон

Все приборы, генерирующие СВЧ волны, независимо от их выходных характеристик, имеют идентичную конструкцию. Схема магнетрона состоит из следующих частей:

  • анодного блока, представляющего собой толстостенный цилиндр из металла, в стенках которого имеются отверстия (резонаторы), необходимые для образования кольцевой колебательной системы;
  • цилиндрического катода, во внутренней полости которого встроен подогреватель;
  • электромагнита или внешнего магнита, создающего магнитное поле;
  • проволочной петли, которая крепится к резонатору и служит для вывода энергии.

Резонаторы устройства выполняют замедляющую функцию. В них происходит столкновение электромагнитных волн с пучком электронов. В результате этого взаимодействия высокочастотное поле получает от электронов часть их энергии, вывод которой осуществляется посредством петли связи, закрепленной на анодном блоке.

Устройство будет работать бесперебойно только при условии, что разница между рабочей и резонансной частотами составит как минимум 10%. При небольшой разнице частот применяется разнорезонаторная колебательная система, в которой четные и нечетные резонаторы различаются по размеру.

Сферы применения магнетронов

Помимо обычных микроволновых печей магнетроны применяются в различных областях промышленности, а также при производстве радиолокационных систем. В зависимости от сферы применения магнетроны имеют определенные особенности:

  • Для работы в радарных установках устройство прикрепляется к антенне конической формы с параболическим отражателем. Управление осуществляется с помощью коротких импульсов высокой интенсивности. Излучаемая микроволновая энергия улавливается чувствительным приемником. Отображение обработанного сигнала происходит на электронно-лучевой трубке.
  • Для функционирования радиолокационных станций применяются коаксиальные магнетроны, характеризующиеся быстрым изменением частот. Их целесообразно использовать для расширения тактико-технических качеств локаторов.
  • В магнетронах, установленных в бытовых микроволновых печах, имеется прозрачное отверстие, которое выходит в рабочую камеру прибора. Использование пустой печи может способствовать поломке прибора, так как микроволны будут не отражаться, а поглощаться волноводом.

В промышленности магнетроны применяются для обеззараживания, сушки зерновых культур. СВЧ-технологии используются при пастеризации и стерилизации молока и других жидких продуктов. Они эффективны для поддержания технологического режима при сушке лекарственных трав или древесины. В химической промышленности магнетроны применяются при получении различных кислот и разложении нитратов.

как работает магнетрон

|Как работает магнетрон|

Основные преимущества магнетронов

Поскольку рабочие частоты микроволновых излучателей на несколько порядков ниже инфракрасных или световых источников, глубина проникновения излучаемых ими волн существенно выше. При высоких значениях частот объект, подвергающийся обработке, нагревается только снаружи, а остальной объем прогревается за счет процесса теплопроводности, что ведет к ухудшению качественных характеристик.

Использование микроволн предпочтительнее теплового излучения, когда требуется быстрый разогрев, варка или сушка продуктов. Использование магнетрона не влияет на их вкусовые характеристики и внешний вид, а содержание витаминов и других полезных веществ практически не изменяется.

Применение микроволновых печей помогает снизить затраты на электроэнергию. Это объясняется следующими преимуществами СВЧ-технологий:

  • точная регулировка температуры;
  • высокая плотность энергии и мощности;
  • хорошая фокусировка;
  • мгновенное отключение и включение.

Магнетрон

Возможные неисправности магнетрона и его замена

Поскольку магнетрон является основной деталью СВЧ-печи, необходимо знать основные причины его выхода из строя. Существует несколько видов поломок излучателя, после которых он не подлежит восстановлению:

  • короткое замыкание;
  • повреждение нити накаливания;
  • нарушение герметичности;
  • отсутствие генерации колебаний.

В некоторых случаях магнетрон можно вернуть в рабочее состояние. Например, можно устранить пробой конденсаторов на участке между корпусом и магнитным излучателем. Такое может произойти во время перепадов напряжения в сети. Для диагностики прибора необходимо отключить прибор от сети и провести проверку с помощью специального тестера.

Если СВЧ-печь долгое время работала без продуктов, ее мощность может значительно снизиться. Для ее восстановления можно добавить напряжение на накал. Однако конструкция некоторых микроволновых печей не позволяет этого сделать.

При возникновении СВЧ-разряда между корпусом микроволновой печи и излучателем, необходима срочная замена колпачка. Новая деталь должна быть абсолютно идентична сгоревшей.

Если восстановить вышедший из строя магнетрон не удалось, то его можно заменить. Перед покупкой нового излучателя необходимо внимательно изучить маркировку и технические характеристики устройства.

устройство и принцип работы микроволновой печи

|Устройство и принцип работы микроволновой печи|

Источник: https://principraboty.ru/chto-takoe-magnetron-princip-ego-raboty/

Устройство микроволновки

Реальная практика ремонта электроники

деталь в любой СВЧ печи – это магнетрон. Магнетрон – это такая специальная вакуумная лампа, которая создаёт СВЧ-излучение. СВЧ-излучение весьма интересным образом воздействует на обычную воду, которая содержится в любой пище.

При облучении электромагнитными волнами частотой 2,45 ГГц молекулы воды начинают колебаться. В результате этих колебаний возникает трение. Да, обычное трение между молекулами. За счёт трения выделяться тепло. Оно то и разогревает пищу изнутри.  Вот так вкратце можно объяснить принцип действия микроволновки.

Конструкция микроволновки

Конструктивно микроволновая печь состоит из металлической камеры, в которой приготавливается пища. Камера снабжена дверцей, которая не позволяет излучению выйти наружу. Для равномерного разогрева пищи внутри камеры установлен вращающийся столик, который приводится в движение мото-редуктором (мотором), который сокращённо называется T.T.Motor (Turntable motor).

СВЧ-излучение генерируется магнетроном и через прямоугольный волновод подаётся в камеру. Для охлаждения магнетрона во время работы служит вентилятор F.M (Fan motor), который прогоняет холодный воздух через магнетрон. Далее нагретый воздух от магнетрона через воздуховод направляется в камеру и также используется для нагрева пищи. Через специальные неизлучающие отверстия часть нагретого воздуха и водяной пар выводится наружу.

В некоторых моделях СВЧ-печей для формирования равномерного нагрева пищи используется диссектор, который устанавливается в верхней части камеры микроволновки. Внешне диссектор напоминает вентилятор, но он предназначен для создания определённого типа СВЧ-волны в камере так, чтобы осуществлялся равномерный прогрев пищи.

Электрическая схема микроволновки

Давайте взглянем на упрощённую электрическую схему рядовой микроволновки (кликните для увеличения).

Как видим, схема состоит из управляющей части и исполнительной. Управляющая часть, как правило, состоит из микроконтроллера, дисплея, кнопочной или сенсорной панели, электромагнитных реле, зуммера. Это «мозги» микроволновки. На схеме всё это изображено отдельной платой с надписью Power and Control Curcuit Board. Для питания управляющей части микроволновки используется небольшой понижающий трансформатор. На схеме он отмечен как L.V.Transformer (показана только первичная обмотка).

Микроконтроллер через буферные элементы (транзисторы) управляет электромагнитными реле: RELAY1, RELAY2, RELAY3. Они включают/выключают исполнительные элементы СВЧ-печи в соответствии с заданным алгоритмом работы.

Исполнительные элементы и цепи — это магнетрон (Magnetron), мото-редуктор столика T.T.Motor (Turntable motor), охлаждающий вентилятор F.M (Fan Motor), ТЭН гриля (Grill Heater), лампа подсветки O.L (Oven Lamp).

Особо отметим исполнительную цепь, которая является генератором СВЧ-излучения.

Начинается эта цепь с высоковольтного трансформатора (H.V.Transformer). Он самый здоровый в микроволновке. Собственно, это и не удивительно, ведь через него нужно прокачать мощность в 1500 — 2000 Вт (1,5 — 2 kW), необходимых для магнетрона. Выходная же (полезная) мощность магнетрона 500 — 850 Вт.

К первичной обмотке трансформатора подводится переменное напряжение сети 220V. С одной из вторичных обмоток снимается переменное напряжение накала 3,15V. Оно подводится к накальной обмотке магнетрона. Накальная обмотка необходима для генерации (эмиссии) электронов. Стоит отметить, что ток, потребляемый этой обмоткой, может достигать 10A.

Другая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а также схема удвоения напряжения на высоковольтном конденсаторе (H.V.Capacitor) и диоде (H.V. Diode) создаёт постоянное напряжение в 4kV для питания анода магнетрона. Ток анода небольшой и составляет где-то 300 мА (0,3A).

В результате электроны, эмитированные накальной обмоткой, начинают своё движение в вакууме.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что делать если плита щелкает

Особая траектория движения электронов внутри магнетрона создаёт СВЧ-излучение, которое и нужно нам для нагрева пищи. СВЧ-излучение отводится из магнетрона с помощью антенны и поступает в камеру через отрезок прямоугольного волновода.

Вот такая несложная, но весьма изощрённая схема является неким СВЧ-нагревателем. Не стоит забывать, что сама камера СВЧ-печи является элементом данного СВЧ-нагревателя, так как представляет, по сути, резонатор, в котором возникает электромагнитное излучение.

Кроме этих элементов в схеме микроволновой печи есть множество защитных элементов (см. термовыключатели KSD и аналоги.). Так, например, термовыключатель контролирует температуру магнетрона. Его штатная температура при работе где-то 800 – 1000C. Этот термовыключатель крепится на магнетроне. По умолчанию он не показан на упрощённой схеме.

Другие защитные термовыключатели подписаны на схеме, как OVEN THERMAL CUT-OUT (устанавливается на воздуховоде), GRILL THERMAL CUT-OUT (контролирует температуру гриля).

При наличии нештатной ситуации и перегреве магнетрона термовыключатель размыкает цепь, и магнетрон перестаёт работать. При этом термовыключатель выбирается с небольшим запасом — на температуру отключения 120 – 1450С.

Весьма важными элементами микроволновой печи являются три переключателя, которые встроены в правый торец камеры СВЧ-печи. При закрытии передней дверцы два переключателя замыкают свои контакты (PRIMARY SWITCH – главный выключатель, SECONDARY SWITCH– вторичный выключатель). Третий – MONITOR SWITCH (контрольный выключатель) – размыкает свои контакты при закрытии дверцы.

Неисправность хотя бы одного из этих выключателей приводит к неработоспособности микроволновки и срабатыванию плавкого предохранителя (Fuse).

Чтобы снизить помехи, которые поступают в электросеть при работающей СВЧ-печи, имеется сетевой фильтр — NOISE FILTER.

Дополнительные элементы микроволновки

Источник: https://go-radio.ru/ustroystvo-microvolnovki.html

Как работает микроволновая печь: 70 лет истории ради 4х простых этапов

Как и многие изобретения, печи СВЧ для современных кухонь — это продукт совершенно постороннего научного эксперимента. В середине 30-х годов проводились довольно интенсивные опыты с магнетроном — прибором, излучающим волны в сверхвысоком диапазоне. В ходе работы был обнаружен интересный эффект — сотрудникам американской лаборатории удалось подогреть до готовности сосиски без применения огня. Они случайно оставили их в зоне действия СВЧ генератора.

Позже этот результат подтвердился новыми опытами, и предприимчивые инженеры получили патент на «радарные печи» — прообраз нынешних микроволновок. Вначале они применялись только для разморозки продуктов стратегического назначения, но десятилетием позже (в начале пятидесятых) японские компании стали выпускать аналогичные устройства, приспособив их для кухонных потребностей. Разберемся, что же это такое — современная микроволновая печь?

Полезная информация: 5 отличий инверторной микроволновки от обычной

Из чего состоит микроволновая печь?

Многим знаком внешний вид и форма печей СВЧ, а вот как устроена микроволновая печь, знают далеко не все. Практически все модели микроволновок имеют базовую конструктивную комплектацию, включающую:

  • Камеру из специальных сплавов, в которую и помещается разогреваемая пища;
  • Особой конструкции дверцы, не позволяющей излучению выйти за пределы камеры;
  • Решетку вентиляционных отверстий;
  • Электронный блок управления с внешней панелью;
  • Воздуховоды;
  • Ролик для вращения и стеклянная тарелка для продуктов;
  • Магнетрон;
  • Редукторный двигатель;
  • Вентилятор;
  • Элементы электрических схем.

Внутренняя, металлическая часть камеры экранирует СВЧ-волны, защищая пользователя от воздействия излучения. Стеклянная дверца также выполнена с включением металлической экранирующей сетки.

Электронный блок управления не позволяет использование печи в открытую, блокируя ее включение. Он же контролирует подаваемую мощность и заданное время работы. 
Работу контроллеров, отвечающих за таймер, запуск программ, звуковые сигналы, можно устанавливать самостоятельно на панели управления.

Но это не все, из чего состоит микроволновая печь. К базовой конструкции могут быть добавлены нагревательные ТЭНы или инфракрасные лампы (гриль), например, как в Beko MGC20100S, и конвектор, представляющий собой вентилятор внутри камеры.

Что такое микроволны?

Некоторые пользователи опасаются оборудовать свои кухни печами СВЧ. Начитавшись в интернете о вреде излучений в микроволновке, люди не хотят подвергаться «вредоносным» лучам и не пытаются разобраться в принципе использования энергии электромагнитных волн. Понять, как именно работает микроволновая печь и что в ней является источником тепла, поможет знание природы микроволн.

Все знают, что источником тепла для всего живого на нашей планете служит Солнце. Доставляется солнечная энергия к Земле посредством электромагнитного излучения. Именно оно дарит нам яркую цветовую палитру окружающего мира: ведь цвет — это излучение, которое мы видим.

А волны, которые мы не видим, тоже входят в спектр ЭМ излучения: рентгеновские лучи, инфракрасные, радиоволны, ультрафиолетовые. К ним же относятся и микроволны. Это почти такие же излучения, как радиоволны, которые обеспечивают работу телефонов, телевизоров, интернета.

 

Различаются они между собой двумя параметрами — длиной волны и частотой колебания.

Следует отметить, что микроволны в бытовых печках СВЧ не обладают ионизирующим эффектом, как ультрафиолетовое или гамма-излучения, они не могут вызвать изменения в клетках или навредить человеку. Для этого у них недостаточно энергии.

Они могут только своей энергией нагревать еду. К тому же, внутренний корпус микроволновки сделан из металлических сплавов, полностью защищающий человека от даже таких, неопасных, излучений. 

Любопытно: История изобретения микроволновой печи: от 1945 года и до сегодня

Как микроволновка греет еду?

Разберемся, почему микроволновая печь разогревает продукты. Электромагнитные волны, воздействуя на заряженные молекулы воды помещенной внутрь нее пищи, принуждают их колебаться со сверхбыстрой скоростью. При таком высокочастотном колебании молекулы начинают тереться друг о друга, за счет чего резко разогреваются. 

Происходит это так:

  1. Включение печки СВЧ активирует работу магнетрона — генератора микроволн.
  2. Волны направлены внутрь корпуса микроволновки, постоянно отражаясь от внутренних стенок.
  3. Содержащиеся в пище молекулы воды начинают работать, как микроскопические электромагниты, меняя направление электрического поля около 5 млн раз за секунду.
  4. Разгоняющиеся под действием энергии микроволн молекулы быстро набирают температуру за счет движения, передавая тепло находящемуся внутри блюду.

Интересно, что не все продукты можно разогреть в СВЧ печке. Например, масло. Оно не содержит достаточного количества заряженных молекул — диполей, что являются основными молекулами, нагреваемыми микроволновой печью.

А вот воду можно довести до более высокой температуры, чем при обычном кипячении. Через стеклянную дверцу это даже невозможно увидеть — отсутствует конденсация пара.

Поэтому доставать чашку с таким кипятком нужно осторожно — потревоженная перегретая вода может закипеть и выплеснуться из емкости прямо в руках. 

Как микроволновая печь может повлиять на человека? Никак, если соблюдать меры предосторожности. Так, специалисты предостерегают от использования обычного пластика для разогрева еды, некоторые его виды выделяют при прогреве опасные химические вещества. К тому же, считается неправильным разогревать чуть закисшую еду.

Быстрый процесс не успевает убить болезнетворные микробы, такую еду лучше прокипятить. И еще одно предупреждение: чтобы не возникала внутри корпуса электрическая дуга, нельзя помещать в печку еду в фольге или на тарелке с золотистым рисунком. Это может не только сломать саму печь, но и привести к пожару.

Зная, как микроволновка греет еду, и соблюдая правила предосторожности, можно не переживать за здоровье своих близких.

Интересно прочитать: Духовка или микроволновка — 3 ключевых параметра для верного выбора

Свойства еды после разогрева в микроволновке

Противники микроволновок, помимо страшилок с вредным излучением, аргументируют свои опасения молекулярным изменением продуктов. Однако сама его структура при разогреве совсем не меняется — просто молекулы быстро двигаются. Соответственно, прежними остаются свойства и состав еды. 

Доводы, что вкус блюда становится не таким, как свежеприготовленный, могут быть опровергнуты самой природой разогрева микроволнами. Если блюдо в духовке или сковородке сильнее разогревается снаружи, то в СВЧ прогрев гораздо более равномерный и осуществляется по всей толщине продукта. И влага внутри разогреваемого блюда распределяется по-другому. А вот витаминный состав в микроволновке, такой, как Electrolux EMM20000OK, остается более полным, чем при традиционной тепловой обработке.

Тем не менее, есть продукты, которые врачи не советуют класть в СВЧ печь. Специалисты не рекомендуют греть в ней грудное молоко, а также яйца и любые другие продукты в цельной оболочке — они могут взорваться и испачкать все внутреннее пространство микроволновки.

Выбор за потребителем

Ни в одной стране нет официальных запретов применения микроволновок. Поэтому использовать ее или отказаться — зависит только от самого человека. Нельзя не отметить, что СВЧ печь считается очень востребованной техникой не только для дома, но и в современных офисах.

Да и многие небольшие кафе и гостиницы предоставляют своим клиентам возможность перекусить горячей едой, разогретой в микроволновке.

Большинство специалистов считают, что исправная техника и соблюдение правил использования сводят к минимуму возможное вредное воздействие от излучений в микроволновых печах.

Кстати, обычно пользователи сравнивают печь СВЧ с духовкой. Вот ключевые показатели работы этих двух агрегатов:

Духовой шкаф
Разморозка продуктов, простые блюда, подогрев готовой еды Возможность готовки сложных блюд, коржи для тортов, пироги
Прогрев микроволнами Прогрев открытым огнем, ТЭНами
Равномерность однородного прогрева Больший нагрев снаружи, образование зажаренной корочки
Сохраняются полезные свойства, витамины Вкус блюд традиционный, привычный
Высокая скорость приготовления Более длительный процесс готовки

Источник: https://www.moyo.ua/news/princip_raboty_mikrovolnovoyi_pechi_4-etapnyyi_algoritm.html

Какая должна быть температура в микроволновке

Независимо от того, какую модель микроволновой печи вы выбираете, важно обратить внимание на такую характеристику, как рабочая температура в микроволновке. Она используется в процессах, для которых не подходит максимальный показатель.

От чего зависит температура МВП

На скорость нагрева пищи влияет мощность устройства. При 1000 Вт еда нагреется до кипения (100 градусов) за 1 минуту. Пища в микроволновке не может нагреться выше 110 °С, так как СВЧ-печь функционирует на основе электромагнитного излучения, которое влияет на воду на молекулярном уровне.

Как работает магнетрон

Специальная лампа создает в устройстве электромагнитное излучение. Во время работы диода с медными стенками производится много тепла, которое выдувается вентилятором, пища нагревается за счет воздействия микроволн. Рабочая температура магнетрона — 120 °С. Он функционирует не постоянно, а периодически, благодаря специальному датчику. Когда достигается максимальная температура — прибор выключается, через несколько секунд включается снова — если требует заданный цикл.

Высчитать, как быстро нагреется блюдо, довольно просто. При максимальной мощности и стабильном напряжении сети (220 В) требуется 30 секунд, чтобы вскипятить воду. При более низкой отметке потребуется ждать гораздо дольше — 2–5 минут.

Режимы МВП — сколько градусов требуется

Выбор цикла зависит от продуктов и от конечного результата, который вы хотите получить в итоге. Поэтому для использования СВЧ-печи с наибольшей пользой, разработчики оснащают  их разнообразными режимами. Например:

  • Кипячение (вода, сок, другие напитки) происходит при максимальном цикле (100 градусов Цельсия).
  • Приготовление курицы, нагревание готовой еды — средняя мощность (около 70 °С).
  • Запекание (мясо, рыба, готовка супа) — 50 %.
  • Размораживание — от 25 до 30.
  • Поддержание тепла —  15–20.

Поэтому какой должна быть нагрузка на магнетрон — зависит от ингредиентов блюда.

Какой режим выбрать

Сочные, водянистые продукты (фрукты, курица, овощи, рыба) запекаются довольно быстро, благодаря большому количеству жидкости в составе. Мгновенно нагревается и плавится сахар. Поэтому, экспериментируя с десертами, лучше настроить прибор на минимальные показатели. Для приготовления пирогов, рулетов с начинкой предпочтительнее средняя величина, это важно, чтобы сердцевина не осталась сырой, а корочка не подгорела.

К инструкции любой модели обычно прилагается таблица продуктов и длительности их тепловой обработки.

Выбирая новую модель, обращайте внимание на технические характеристики, диапазон функций. Чем больше шедевров создает микроволновая печь, тем приятнее готовка для вас и разнообразнее питание для вашей семьи.

Источник: https://270076.ru/svch/kakaya-dolzhna-byt-temperatura-v-mikrovolnovke/

Из чего состоит и как работает микроволновка

Микроволновые печи (СВЧ-печи) уже давно стали самым обыденным бытовым прибором, с помощью которого можно очень быстро разморозить продукты, разогреть уже приготовленную пищу или приготовить блюдо по оригинальному рецепту, и даже продезинфицировать кухонные моющие губки и тряпочки, не содержащие металла.

Наличие удобного, интуитивно понятного интерфейса, а также многоуровневой защиты позволяют даже ребенку справиться с управлением такого сложного и высокотехнологичного устройства, как микроволновка. Некоторые блюда можно легко и быстро приготовить по встроенным программам. А возможные неисправности вполне можно устранить, сделав ремонт СВЧ-печи своими руками.

На чём основан принцип работы СВЧ-печи

Разогрев продуктов, помещенных в камеру микроволновки, происходит за счет воздействия на них мощного электромагнитного излучения дециметрового диапазона. В бытовых приборах применяют частоту 2450 МГц. Радиоволны такой высокой частоты проникают вглубь продуктов, и воздействую на полярные молекулы (в продуктах в основном это вода), заставляя их постоянно сдвигаться и выстраиваться вдоль силовых линий электромагнитного поля.

Такое движение повышает температуру продуктов, и нагрев идет не только снаружи, но и до той глубины, на которую проникают радиоволны. В бытовых СВЧ-печах волны проникают вглубь на 2,5—3 см, они разогревают воду, а та, в свою очередь, весь объем продуктов.

Устройство магнетрона — основная составляющая

Радиоволны частотой 2450 МГц генерируются специальным прибором – магнетроном, представляющим собой электровакуумный диод. Он имеющий массивный медный цилиндрический анод круглый в сечении и разделенный на 10 секторов, имеющих такие же стенки из меди.

В центре этой конструкции расположен стержневой катод, внутри которого есть нить накала. Катод служит для эмиссии электронов. По торцам магнетрона расположены мощные кольцевые магниты, создающее магнитное поле внутри магнетрона, необходимое для генерации СВЧ-излучения.

К аноду прикладывается напряжение в 4000 Вольт, а к нити накала 3 Вольта. Происходит интенсивная эмиссия электронов, которые подхватываются электрическим полем высокой напряженности. Геометрия резонаторных камер и напряжение анода определяют генерируемую частоту магнетрона.

Съем энергии происходит при помощи проволочной петли, соединенной с катодом и выведенной в излучатель-антенну. С антенны СВЧ-излучения попадает в волновод, а от него в камеру микроволновки. Стандартная выходная мощность магнетронов, применяемых в бытовых микроволновках, составляет 800 Вт.

Если для приготовления блюд требуется меньшая мощность, то это достигается тем, что магнетрон включают на определенные промежутки времени, за которыми следует пауза.

Для получения мощности 400 Вт (или 50% от выходной мощности) можно в течение 10-секундного интервала на 5 секунд включить магнетрон, а на 5 секунд выключить. В науке это называется широтно-импульсной модуляцией.

Магнетрон в процессе работы выделяет большое количество тепла, поэтому его корпус помещен в пластинчатый радиатор, который при работе всегда должен обдуваться воздушным потоком из встроенного в микроволновку вентилятора. При перегреве магнетрон очень часто выходит из строя, поэтому его оснащают защитой – термопредохранителем.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Сколько киловатт потребляет холодильник

Термопредохранитель и зачем он нужен

Для защиты магнетрона от перегрева, а также гриля, которым оснащены некоторые модели СВЧ-печей, применяются специальные устройства, называемые термопредохранителем или термореле. Они выпускаются на разные номиналы температуры, указанные на их корпусе.

Принцип действия термореле очень прост. Его корпус из алюминия прикрепляется при помощи фланцевого соединения к месту, где необходимо контролировать температуру. Так обеспечивается надежный тепловой контакт. Внутри термопредохранителя находится биметаллическая пластинка, имеющая настройки на определенную температуру.

При превышении температурного порога пластинка изгибается и приводит в действие толкатель, который размыкает пластины контактной группы. Питание СВЧ-печи прерывается. После остывания геометрия биметаллической пластины восстанавливается и происходит замыкание контактов.

Назначение вентиляторов СВЧ-печи

Вентилятор является важнейшим компонентом любой микроволновки, без которого ее работы будет невозможной. Он выполняет ряд важнейших функций:

  • Во-первых, вентилятор обдувает главную деталь СВЧ-печи – магнетрон, обеспечивая его нормальную работу.
  • Во-вторых, другие компоненты электронной схемы тоже выделяют тепло и требуют вентиляции.
  • В-третьих, некоторые микроволновки оборудованы грилем обязательно вентилируемым и защищенным термореле.
  • И, наконец, в камере приготовляемые продукты тоже выделяют большое количество тепла и водяного пара. Вентилятор создает в камере небольшое избыточное давление, в результате чего воздух из камеры вместе с нагретым водяным паром выходит наружу через специальные вентиляционные отверстия.

В микроволновке от одного вентилятора, который расположен у задней стенки корпуса и засасывает воздух снаружи, организована система вентиляции при помощи воздуховодов, направляющий воздушный поток на пластины магнетрона, а затем в камеру. Двигатель вентилятора представляет собой простой однофазный асинхронный двигатель переменного тока.

Система защиты и блокировки микроволновой печи

Любая СВЧ-печь имеет внутри мощное радиоизлучающее устройство – магнетрон. СВЧ-излучение такой мощности может нанести непоправимый вред здоровью человека и всех живых существ, поэтому необходимо принять ряд мер по защите.

Микроволновка имеет полностью экранированную металлическую рабочую камеру, которая снаружи дополнительно защищена металлическим корпусом, не позволяющим высокочастотному излучению проникать наружу.

Прозрачное стекло в дверце имеет экран из металлической сетки с мелкой ячейкой, которая не пропускает наружу излучение 2450 Гц, длиной волны 12,2 см, генерируемое магнетроном.

Дверца микроволновой машины плотно прилегает к корпусу и очень важно чтобы этот зазор сохранял свои геометрические размеры. Расстояние между металлическим корпусом камеры и специальным пазом дверцы должно быть равно четверти длины волны СВЧ-излучения: 12,2 см/4=3.05 см.

В этом зазоре образуется стоячая электромагнитная волна, которая именно в месте прилегания дверцы к корпусу имеет нулевое амплитудное значение, поэтому волна наружу не распространяется. Вот таким элегантным способом решается вопрос защиты от СВЧ излучения при помощи самих СВЧ-волн. Такой способ защиты в науке называется СВЧ дроссель.

Для предотвращения включения СВЧ-печи с открытой камерой существует система микропереключателей, контролирующих положение дверцы. Обычно таких переключателей не менее трех: один выключает магнетрон, другой включает лампочку подсветки даже при неработающем магнетроне, а третий служит для того, чтобы «информировать» блок управления о положении дверцы.

Микропереключатели расположены и настроены так, что они срабатывают только при закрытой рабочей камере микроволновки.

Микропереключатели на дверце также часто называют конечными выключателями.

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.

Занимательное видео с рассказом о принципе работы СВЧ-печей

Посмотрите как просто объясняется то, благодаря чему работает этот удивительный прибор.

Источник: https://elektrik24.net/bytovye-elektropribory/pechi_svch/princip_raboty.html

Принцип работы и схема включения магнетрона микроволновой печи

Микроволновая печь прочно вошла в обиход и стала одним из незаменимых атрибутов любой квартиры. Этот бытовой прибор позволяет за считаные минуты разогреть или приготовить пищу при помощи невидимого для глаза излучения.

Но чтобы узнать, откуда берется это излучение и насколько оно безопасно для человека, необходимо понимать устройство и принцип работы магнетрона микроволновой печи, который и является генератором высокочастотных волн.

Магнетрон

Что такое микроволны и как они нагревают пищу

Микроволновым называется электромагнитное излучение с длиной волны от 1 мм до 1 м. Данный вид излучения используется не только в бытовых целях, но также в системах навигации и радиолокации, а кроме того обеспечивает работу сотовой связи и спутникового телевидения.

Микроволны могут генерироваться как искусственным, так и естественным способом (например, на Солнце). Другое название микроволн – это излучение сверхвысокой частоты, или СВЧ.

Во всех типах бытовых микроволновок установлена единая частота излучения, равная 2450 МГц. Данная величина является международным стандартом, которого производители бытовой техники должны строго придерживаться, чтобы их продукция не создавала помехи в работе других микроволновых устройств.

Микроволновое излучение

Тепловое воздействие СВЧ-излучения было обнаружено американским физиком Перси Спенсером в 1942 году. Именно он запатентовал применение устройства, генерирующего микроволны, для приготовления пищи, тем самым положив начало использования микроволновых печей в быту.

В последующие несколько десятилетий эта технология была доведена до совершенства, что позволило наладить массовый выпуск простых и недорогих устройств для быстрого разогрева пищи.

Чтобы нагреть какой-либо материал в микроволновой печи, необходимо присутствие в его составе дипольных молекул, то есть молекул, имеющих противоположные электрические заряды на обоих концах.

В пищевых продуктах главным их источником является вода. Под воздействием излучения сверхвысокой частоты эти молекулы начинают выстраиваться вдоль силовых линий электромагнитного поля, меняя свое направление около 5 миллиардов раз в секунду. Возникающее между ними трение сопровождается выделением тепла, которое и нагревает пищу.

Однако микроволны не способны проникнуть глубже, чем на 2-3 см от поверхности продукта, поэтому все, что находится под этим слоем, прогревается за счет теплопроводности от нагретых участков.

Нагрев пищи при помощи СВЧ

Устройство магнетрона и его применение

В большинстве видов микроволновой техники генератором сверхвысокочастотных колебаний является магнетрон. Устройства, похожие по своему принципу действия – клистроны и платинотроны, не получили настолько широкое распространение. Впервые магнетрон был применен в СВЧ-печах в 1960 году. Наиболее часто в технике используется многорезонаторный магнетрон, состоящий из нескольких компонентов:

  1. Анод. Представляет собой медный цилиндр, разделенный на сектора с толстыми металлическими стенками. Эти объемные полости и являются резонаторами, создающими кольцевую систему колебаний. На анод подается напряжение порядка 4000 вольт.
  2. Катод. Расположен в центральной части магнетрона и представляет собой цилиндр, внутри которого находится нить накаливания. В этой части устройства происходит эмиссия электронов. На подогреватель (нить накала) подается напряжение 3 вольта.
  3. Кольцевые магниты. Электромагниты или постоянные магниты большой мощности, расположенные в торцевых частях прибора, необходимы для создания магнитного поля, направленного параллельно оси магнетрона. Движение электронов также осуществляется в этом направлении.
  4. Проволочная петля. Она соединена с катодом, закреплена в резонаторе и выведена к антенне-излучателю. Петля служит для вывода сверхвысокочастотного излучения в волновод, после которого оно попадает прямо в камеру микроволновки.

Устройство магнетрона

Благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости магнетроны нашли применение во многих сферах, но наибольшее распространение они имеют:

  • В СВЧ-печах. Помимо быстрого приготовления и размораживания пищи в бытовых печах, магнетроны позволяют также выполнять производственные задачи. Промышленная микроволновая печь может осуществлять нагрев, сушку, плавление, обжиг и многое другое. При этом важно помнить, что микроволновку нельзя включать пустой, поскольку в этом случае излучение не будет ничем поглощаться и вернется обратно на волновод, что может привести к его поломке.
  • В радиолокации. Антенна радара, подключенная к волноводу, фактически является коническим облучателем и используется совместно с параболическим отражателем (тарелкой). Магнетрон вырабатывает мощные короткие импульсы энергии с малой длиной волны, часть которой, отражаясь, снова поступает на антенну и далее на чувствительный приемник, обрабатывающий сигнал и выводящий его на экран.

Магнетроны в радиолокации

Принцип работы магнетрона

Работа микроволновой печи основана на преобразовании электрической энергии в электромагнитное излучение сверхвысокой частоты, которое приводит в движение молекулы воды, находящиеся в пище. Дипольные молекулы, постоянно меняющие направление, вырабатывают тепло, которое и позволяет быстро нагреть продукты, при этом сохраняя их полезные свойства. Устройством, которое генерирует микроволны, является магнетрон.

Магнетрон, по сути, является электровакуумным диодом, в работе которого применяется явление термоэлектронной эмиссии. Данное явление возникает в процессе нагрева поверхности эмиттера или катода.

Под действием высокой температуры наиболее активные электроны стремятся покинуть его поверхность, но это будет происходить только тогда, когда на анод подается напряжение. При этом возникает электрическое поле, и электроны начинают движение к аноду, направляясь вдоль его силовых линий.

Если электроны оказываются в зоне действия магнитного поля, то их траектории отклоняются в сторону направления силовых линий.

Электровакуумный диод

Анод магнетрона имеет форму цилиндра с системой полостей, или резонаторов, внутри которого находится катод с нитью накаливания.

Два кольцевых магнита, расположенных по краям анода, создают внутри анода магнитное поле, благодаря которому электроны не движутся напрямую от катода к аноду, а меняют свою траекторию, вращаясь вокруг катода.

Вблизи резонаторов электроны отдают им часть своей энергии, что приводит к образованию в их полостях мощного сверхвысокочастотного поля, которое выводится наружу с помощью проволочной петли, подключенной к антенне-излучателю.

Чтобы привести в действие магнетрон, необходимо подать на анод высокое напряжение порядка 3-4 тысяч вольт. Поэтому подключение магнетрона к бытовой электросети осуществляется посредством высоковольтного трансформатора.

Помимо этого схема включения микроволновой печи включает в себя волновод, передающий излучение внутрь камеры, цепь коммутации, блок управления, а также элементы защиты и охлаждения.

Кроме того, внутренние стенки камеры и тонкая металлическая сетка на дверце устройства препятствуют выходу излучения за его пределы.

Схема включения магнетрона

Как магнетрон влияет на мощность СВЧ

Большинство современных производителей микроволновых печей предлагают возможность выбора мощности прибора. От этого параметра, в свою очередь, зависит режим работы (разморозка или нагрев) и скорость нагрева пищи.

Однако конструктивные особенности магнетрона не позволяют уменьшить его мощность, поэтому для снижения интенсивности нагрева питание на него подается через определенные промежутки времени.

Эти паузы в работе магнетрона можно заметить, если включить микроволновку на средней мощности и прислушаться к звуку ее работы.

Не так давно некоторые производители бытовой техники заявили о появлении ряда моделей микроволновых печей с инверторной схемой питания. Применение этой схемы позволило не только увеличить объем полезного пространства в камере за счет уменьшения габаритов излучателя, но и снизить энергопотребление устройства. В отличие от обычных моделей, температура нагрева в печах инверторного типа меняется плавно, однако их стоимость на порядок выше.

Охлаждение и защита магнетрона

Во время работы магнетрон выделяет большое количество тепла, поэтому на его корпус устанавливается радиатор. Поскольку перегрев является основной причиной выхода из строя магнетрона, то для его защиты применяются и другие методы:

  1. Термореле. Данное устройство используется для защиты магнетрона, а также гриля, если он имеется в модели. Термопредохранитель оснащен биметаллической пластиной, которая может быть настроена под определенную температуру. При превышении этого значения она изгибается и размыкает цепь питания.
  2. Вентилятор. Он не только обдувает прохладным воздухом радиатор магнетрона, но и выполняет ряд других полезных функций, таких как охлаждение электронных компонентов устройства, циркуляция воздуха внутри камеры во время работы гриля, а также отвод горячего пара наружу через специальные отверстия.
  3. Система блокировки. Несколько микропереключателей контролируют положение дверцы микроволновки, не позволяя магнетрону включаться при ее открытом положении.

Термореле

Можно ли заменить магнетрон

Главное преимущество современных магнетронов для бытовых микроволновых печей в их взаимозаменяемости. На различные модели микроволновок будут подходить магнетроны производства других фирм, поэтому при необходимости их можно менять.

При этом единственным необходимым требованием будет соответствие по мощности. Купить магнетрон можно во многих магазинах электроники, однако чтобы сделать правильный выбор, необходимо разобраться в его параметрах и маркировке.

Наиболее часто в микроволновках устанавливаются следующие модели магнетронов:

  • 2М 213 (600 Вт номинальной мощности и 700 Вт под нагрузкой);
  • 2М 214 (1000 Вт);
  • 2М 246 (1150 Вт – наибольшая мощность).

Даже изучив все необходимые параметры этого устройства, производить замену магнетрона в домашних условиях не рекомендуется. Во-первых, снять его самостоятельно будет довольно тяжело, а во-вторых, обеспечить его безопасную работу после установки сможет только квалифицированный специалист.

Стандартная конфигурация магнетрона

Диагностика неисправностей и причины их появления

Замена магнетрона может потребовать довольно существенных финансовых затрат, поэтому прежде чем покупать новое устройство, необходимо произвести диагностику старого, чтобы убедиться, что оно действительно неисправно. Проверка может быть выполнена в домашних условиях с помощью обычного тестера. Для этого потребуется:

  1. Отключить микроволновку от электросети.
  2. Снять защитную крышку и провести визуальный осмотр детали.
  3. «Прозвонить» основные элементы печатной платы при помощи тестера или «мультиметра».
  4. Провести осмотр термореле.

Диагностика

По окончании диагностики можно сделать выводы о неисправности тех или иных деталей. К основным причинам выхода из строя магнетрона можно отнести следующие:

  • Неисправность колпачка вакуумной трубки. Его можно заменить самостоятельно, просто подобрав аналогичный колпачок с другого магнетрона. Посадочные места таких колпачков имеют стандартную конфигурацию.
  • Обрыв подогревателя. При включении пустой микроволновки или ее неправильной загрузке магнетрон будет перегреваться, что может привести к чрезмерному накаливанию нити и ее обрыву. Для ее диагностики необходимо измерить сопротивление между ножками конденсатора. Если его значение находится в пределах 5-7 Ом, то подогреватель исправен.
  • Пробой проходного конденсатора. Если тестер не показывает «бесконечное» значение сопротивления между его контактами, то конденсатор необходимо заменить.

Источник: https://technosova.ru/dlja-kuhni/mikrovolnovka/princip-raboty-magnetrona/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Тех-обзор
Конвекция в духовке что это такое

Закрыть