Устройство и принцип действия микроволновки

Содержание

Конструкция микроволновки

Одна из важнейших деталей, которые превращают компактную камеру в СВЧ-печь, — магнетрон. Так называют вакуумную лампу, способную воспроизводить сверхвысокочастотные волны. Именно СВЧ-волны разогревают пищу. Электромагнитные волны с частотой 2,45 гигагерц воздействуют на молекулы воды в пище, заставляя их двигаться быстрее и увеличивая трение между ними. От этого пища разогревается изнутри. Тесно связана с принципом работы микроволновой печи схема устройства.

В микроволновке один из самых крупных элементов — металлическая камера, в которую ставят пищу. Дверца оборудована специальным стеклом, которое отражает высокочастотные волны. Для более равномерного разогрева пищи используется вращающаяся платформа. В движение она приводится электрическим моторедуктором.

Схема СВЧ-печи также включает в себя следующие элементы:

  • вентиляционные отверстия;
  • корпус;
  • металлическая камера;
  • дверца;
  • дверные защелки;
  • отверстия воздуховода;
  • стеклянная подставка;
  • направляющий ролик;
  • нагревательный элемент;
  • сцепляющая муфта;
  • панель управления;
  • дисплей.

СВЧ-излучение воспроизводится магнетроном, а в камеру поступает через прямоугольный волновод. При этом устройство нагревается. Для охлаждения в корпусе есть вентилятор, который нагнетает холодный воздух к магнетрону. После нагревания он попадает в камеру с пищей. Излишки воздуха и водяной пар выходят через отверстия. Они тоже оборудованы так, чтобы не выпускать излучение. Часть моделей из линейного ряда любого ведущего производителя оборудована диссектором. Он устанавливается внутри камеры сверху. Хотя внешне устройство больше похоже на вентилятор, оно необходимо для равномерного прогрева пищи. Это достигается за счет правильного распределения сверхвысокочастотных волн.

Общий принцип действия микроволновой печи

Физика процесса нагрева содержимого микроволновки достаточно проста. СВЧ излучение воздействует на молекулы продуктов, и благодаря их взаимному трению выделяется тепло. Но это слишком простое объяснение.

На самом деле, колебаниям подвергаются только молекулы воды. Но если поставить в микроволновку идеально чистый стакан с дистиллированной жидкостью, то ее температура при стандартном времени работы печи изменится достаточно мало. Так почему же нагреваются продукты? Это происходит благодаря трению молекул на границе сред, то есть, разных веществ. А так как строение любого материала, будь то съедобный продукт или кусок дерева, велико и обязательно имеет в структуре воду, возникают разноамплитудные колебания.

Важно! Частота микроволновой печи рассчитана так, чтобы оказывать максимальное воздействие на молекулы жидкости. Именно они своим интенсивным колебанием и трением об соседей способствуют выделению большого количества тепла

Материалы сухие и чистые по химическому составу нагреваются очень медленно, но таких в природе мало.

В микроволновку нельзя класть металлы. При воздействии на них СВЧ излучения образуются поверхностные токи и происходят искровые, дуговые пробои на стенки внутреннего отделения печи. Однако технический прогресс нашел выход. Сегодня множество компаний, например, Daewoo, выпускают микроволновки, в которые можно ставить металлические предметы. Также во многих моделях разрешено использование замкнутых контуров, в частности, тарелок с тиснением фольгой по краю или декоративных блюд с металлическим бортом.

Распределение поля СВЧ внутри микроволновой печи

Внимание уделяется распределению поля внутри рабочей камеры СВЧ печи вот почему! Условия распространения электромагнитного излучения изменчивы. Если в пределах волновода структура поля постоянна, в рабочей камере сильно зависит от количества и типа пищи

Изначально отсек изготавливается в резонанс частоте 2,45 ГГц; только внутрь попадает еда, уплывает параметр, появляются и различные паразитные эффекты. Не все плохие (негативные), но в сумбуре появляются места, участки отсека, плохо прогреваемые, либо прогреваемые, наоборот, чересчур. Дешевые микроволновые печи снабжают столами вращающимися. Изменчивой панорамой обеспечивается видимость равномерности прогрева.

В дорогих микроволновых печах поднос неподвижен, конструкцией камеры созданы условия постоянства и равномерности картины поля. У читателей уже возник вопросительный знак в голове размером с дом! Если лампочка светит, за шкафом темно, под люстрой светло. Не сложно осознать череду света с тенью. Лампочка Ильича излучает не фиксированную частоту – полосу! В результате картина интерференции ускользает от глаз. Складываться и вычитаться лучше могут когерентные волны. Одинаковые по частоте. Пусть физики избегают хулить обзор за слишком вольное истолкование понятия когерентности, пропущенный аспект фазы электромагнитного колебания.

В первом случае наблюдаем удвоенную мощность, втором – нуль! Заметь человеческий глаз частоту 2,45 ГГц, рабочая камера микроволновой печи представилась бы индивиду испещренной пятнышками, полосами света и тени

Важно не допустить случая нахождения пищи в нулевом поле

После ремонта, если велись работы с магнетроном и волноводом, картина окажется непредсказуемой. Зная российских умельцев, уверены: в стране отыщется дюжина микроволновых печей, где стоит магнетрон радиолокационной станции. Действительно, какая разница, на взлетной полосе СВЧ и в кухне СВЧ. На этот случай рекомендуется проверить параметры способами, указанными далее, оценить защищенность людей, эксплуатирующих прибор. Специальной аппаратуры дома не имеется наверняка, посему предлагается просто подставить стаканы воды с этой стороны дверцы и выждать: греется ли. Теперь методика измерений согласно ГОСТ Р МЭК 60705-2011.

Микроволны убивают полезные вещества в еде

Ходят слухи, что микроволны «забирают» все полезные и питательные вещества, оставляя еду «пустой», пишет некоммерческая потребительская организация Великобритании Which? .

Как поясняет ВОЗ, на самом деле пищевая ценность еды, приготовленной в микроволновке, не меньше (и даже больше!), чем еды, приготовленной на плите.

Микроволны проходят сквозь пищу, в результате она быстро греется и внутри, и снаружи. Благодаря этому еда прогревается быстрее, чем, например, при варке в кастрюле или жарке на сковороде. Это позволяет сохранить многие витамины и микроэлементы, которые разрушаются при длительном нагревании. Кроме того, для варки в микроволновке обычно требуется меньше воды – как следствие, полезные нутриенты не мигрируют в воду так сильно, как это происходит в кипящей кастрюле.

Какая микроволновка лучшая? Смотрите рейтинг и результаты исследования микроволновых печей.

Более подробное объяснение

Микроволны, излучаемые магнетроном, проходят в камеру печи через специальный волновод – канал с металлическими стенками, отражающими магнитное излучение. После того как эти волны попадают в камеру, они воздействуют на пищу, а точнее – на молекулы воды, которые содержатся в любом продукте питания. В результате диполи (молекулы) под действием микроволн начинают быстро перемещаться, тереться друг о друга, что способствует выделению тепловой энергии. Так и происходит нагрев еды.

Особенность микроволн заключается в том, что они могут проникать вглубь до 3 сантиметров. Остальной объем продукта нагревается от верхнего слоя. Такой принцип работы магнетрона в микроволновке объясняет, почему после разогрева еда может быть горячей сверху и одновременно холодной внутри. Вглубь тепло проникает из-за естественной теплопроводности.

Если вы использовали подобный прибор ранее, то не могли не заметить, что в процессе разогрева он вращается. Это необходимо для того, чтобы микроволны попадали на все участки разогреваемых продуктов.

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 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.

Особые части

В цепи питания магнетрона есть особые элементы, свойства которых нужно обязательно учитывать при самостоятельном ремонте. В первую очередь это касается высоковольтного конденсатора. В него встроен резистор, необходимый для разряда. Конденсатор во время работы находится под напряжением до 2 кВ. Однако после окончания работы он может не разрядиться. Это случится при условии, что внутренний резистор перегорел. Поэтому существует важная предохранительная мера: перед началом ремонта микроволновой печи надо принудительно разрядить конденсатор.

Большой высоковольтный диод состоит из множества маленьких. Благодаря их последовательному подключению комбинированный элемент может работать с большим напряжением. Однако это исключает возможность проверки диода стандартной методикой, ведь устройство имеет высокое сопротивление как при прямом, так и при обратном включении.

Для многих диодов наибольшее возможное прямое напряжение — 11 вольт, оно достигается путем последовательного соединения десятка более мелких частей. При такой комбинации максимальное постоянное обратное напряжение достигает 12 киловольт.

Двунаправленный высоковольтный супрессор — защитный диод, устанавливаемый параллельно высоковольтному конденсатору. Он необходим для защиты от повышенного напряжения, но часто выходит из строя. Однако микроволновка будет работать даже без него — во время ремонта защитный диод можно просто удалить. По возможности лучше заменить его на новый — так высоковольтный конденсатор будет служить дольше.

Подробную схему микроволновой печи конкретного производителя лучше искать в родной инструкции. Найти ее можно на сайте производителя. Руководство должно содержать рекомендации по проверке элементов, список входящих деталей, схемы и порядок разбора.

Электрическая схема

В микроволновых печах используются разные электрические схемы, но общий макет один. Части электроники можно разделить на управляющую и исполнительную. В первую входят такие элементы:

  • микроконтроллер;
  • панель управления;
  • дисплей;
  • электромагнитные реле;
  • зуммеры.

При их объединении получается своеобразный «мозг» микроволновой печи — плата питания и контроля. Для электроснабжения управляющей части используется понижающий трансформатор небольших габаритов. Микроконтроллер использует транзисторы для управления тремя электромагнитными реле. Их включение и выключение напрямую управляет алгоритмом работы устройства.

Магнетрон микроволновой печи относится к исполнительной части. А также к ней относится мотор стеклянной подставки, охлаждающий вентилятор, лампа подсветки и другие элементы. Один из важнейших участников цепи — высоковольтный трансформатор. Это самый крупный элемент микроволновки, которые способен принимать мощность в 1,5−2 тыс. ватт. Из них около 500−850 — полезная часть. Магнетрон состоит из таких частей:

  • антенна;
  • оплетка;
  • шасси;
  • радиатор;
  • разъем.

А также есть вторичная обмотка. Вместе со схемой удвоения напряжения, в которой участвует высоковольтный конденсатор и диод, она образует ток с показателем 4 кВт, которым питается магнетрон. Сила у него небольшая — примерно 0,3 А.

Произведенные накальной обмоткой электроны начинают двигаться в вакууме по особой траектории. Так возникает СВЧ-излучение, которое поступает из магнетрона в камеру через антенну и прямоугольный волновод. Сама камера в этой несложной схеме играет роль резонатора. Сверхвысокочастотные волны много раз отражаются от стенок, снова проходя через пищу.

Отчасти управляющими элементами можно назвать защитные механизмы. Например, термовыключатели предотвращают возможный перегрев. Нормальная рабочая температура — от 80 до 100 градусов. Один из термовыключателей устанавливается на магнетрон. Еще два контролируют температуру воздуховода и гриля.

Если один из датчиков распознает критическое значение, то термовыключатель размыкает цепь. Электричество перестает поступать на магнетрон. Обычно это происходит при 120−145 градусах — такая температура все еще безопасна.

В правый торец камеры микроволновки, напротив которого расположена дверца, встроены три переключателя. Главный и вторичный замыкают контакты при закрытии печи, а контрольный размыкает. Если хотя бы один переключатель выйдет из строя, то сработает плавкий предохранитель, и устройство не будет включаться.

Для снижения помех, происходящих в электросети, есть сетевой фильтр.

Особые части

В цепи питания магнетрона есть особые элементы, свойства которых нужно обязательно учитывать при самостоятельном ремонте. В первую очередь это касается высоковольтного конденсатора. В него встроен резистор, необходимый для разряда. Конденсатор во время работы находится под напряжением до 2 кВ. Однако после окончания работы он может не разрядиться. Это случится при условии, что внутренний резистор перегорел. Поэтому существует важная предохранительная мера: перед началом ремонта микроволновой печи надо принудительно разрядить конденсатор.

Большой высоковольтный диод состоит из множества маленьких. Благодаря их последовательному подключению комбинированный элемент может работать с большим напряжением. Однако это исключает возможность проверки диода стандартной методикой, ведь устройство имеет высокое сопротивление как при прямом, так и при обратном включении.

Для многих диодов наибольшее возможное прямое напряжение — 11 вольт, оно достигается путем последовательного соединения десятка более мелких частей. При такой комбинации максимальное постоянное обратное напряжение достигает 12 киловольт.

Двунаправленный высоковольтный супрессор — защитный диод, устанавливаемый параллельно высоковольтному конденсатору. Он необходим для защиты от повышенного напряжения, но часто выходит из строя. Однако микроволновка будет работать даже без него — во время ремонта защитный диод можно просто удалить. По возможности лучше заменить его на новый — так высоковольтный конденсатор будет служить дольше.

Подробную схему микроволновой печи конкретного производителя лучше искать в родной инструкции. Найти ее можно на сайте производителя. Руководство должно содержать рекомендации по проверке элементов, список входящих деталей, схемы и порядок разбора.

Устройство микроволновки

Внутри микроволновки есть несколько обязательных деталей, поэтому не лишним будет знать, какова их роль. Внутреннее строение имеет следующую конструкцию: металлическая камера, в которой происходит нагрев пищи и дверца, предотвращающая выход излучения наружу.

Чтобы продукты питания разогревались равномернее, для этого в камере предусмотрен вращающийся столик, работающий от мото-редуктора (мотора). Но есть и другие ответственные детали.

Блок управления

Блок управления СВЧ

Панель управления бывает:

  • механической;
  • электронной.

Блок управления поддерживает заданную мощность и выключает устройство по истечении заданного времени.

Внутри электронного блока – микроЭВМ с богатым потенциалом, поэтому в ходе производства печей ему находят другое применение. Например, встраивают часы или отрывки мелодий, которые сигнализируют об окончании работы.

Блок управления – схема, с которой напрямую взаимодействует человек. Рабочими органами выступают: кнопки, механические переключатели, регуляторы, при помощи которых выставляются параметры работы. Посредством них задается мощность, выбирается режим, программа.

Сама схема устроена по-разному. Простейшая представляет собой круговые регуляторы, один из которых – таймер. Бывает и гибридная система – с кнопками. Она, по сравнению с «механикой» более функциональна.

Все чаще встречается блок управления в виде сенсорной панели. Принципом работы она аналогична механическим кнопкам, только надежнее. Продвинутые схемы поддерживают «программирование» — настраивается мощность и время выдачи излучения.

Блок генерации СВЧ излучения

Это «сердце» микроволновой печи. Выглядит элемент как вакуумная лампа, которую можно было встретить в старых кинескопных телевизорах.

Его задача – генерирование интенсивной электромагнитной волны высокой частоты. Когда электроны проходят через магнитное поле – образуется волна, длина которой бывает разной.

Блок генерации включает не единственный СВЧ-источник. Чтобы волны поступали в рабочую зону печи, в ней предусмотрены волноводы. Расположены они за слюдяной пластиной, которая «прячется» за боковой стенкой.

Системы основной и вторичной защиты

Контрольные датчики следят за тем, чтобы ключевые электронные и аппаратные части работали исправно, а не в аварийном режиме. Их функция – обеспечение безаварийной работы микроволновой печи и предотвращение опасных сбоев.

Контрольный датчик

Чтобы защитить человека от воздействия микроволн, в СВЧ-печах есть запорный механизм, состоящих из нескольких выключателей:

  • Primary Switch;
  • Secondary Switch;
  • Door Switch;
  • Monitor Switch.

Блок, генерирующий СВЧ-излучение, начнет работать только тогда, когда замкнутся контакты первичного и вторичного выключателей (закроется дверца).

Задача дверного (door) выключателя – блокировать работу реле регулировки мощности. Устанавливается он преимущественно в технике с электронным блоком управления.

Правила безопасности

При использовании и ремонте любой бытовой техники нужно соблюдать правила безопасности. Их нарушение может не только вывести устройство из строя, но и навредить здоровью или жизни человека.

Правильно пользоваться микроволновкой легко:

  • Если дверца открыта, то включать печь нельзя. Такое возможно при повреждении волновода или системы блокировки дверцы.
  • Нельзя подключать снятый магнетрон, это опасно для жизни.
  • Не стоит эксплуатировать печь со сломанными вентилятором, иначе это приведет к поломке магнетрона.
  • Какие-либо действия с деталями микроволновки допустимы лишь после выключения из сети и полной принудительной разрядки высоковольтного конденсатора.
  • Когда ремонт завершен, из волновода нужно удалить все предметы вне зависимости от их размера.
  • Нельзя включать печь без нагрузки. Если нужно отработать ее в холостом режиме, то необходимо обязательно поставить какую-нибудь пищу. Ее можно заменить на емкость с водой.

При разборке следует фотографировать каждый шаг. Если возникнут проблемы со сборкой, то можно будет воспользоваться имеющимися фотографиями. Желательно запечатлеть изначальное положение и крепление всех деталей с помощью мобильных телефонов или цифровых фотоаппаратов.

Подставка для микроволновки на стену: инструкция по изготовлению

Для изготовления данного вида поставки потребуется наличие:

Все необходимые элементы вполне доступные, кроме того, возможен вариант замены мебельного щитана щитиз ДСПили МДФ.

Предлагаем изготовить полку с такими размерами:

Чтобы осуществить распиливание деталей на заготовки потребуется использование электролобзика. Для проведения разметки потребуется наличие линейки, имеющий один прямой угол, карандаша и рулетки. Внимательно отнеситесь к разметке деталей, так как не слишком ровные линии или углы, способны значительно ухудшить внешний вид конструкции.

Когда все заготовки распилены, начните их ошкуривать с использованием шлифовальной машинки ленточного или вибрационного типа. При отсутствии этогоинструмента, следует применить обычную наждачную бумагу мелкой фракции.

Завершающим этапом выступает сборка всей конструкции. Для этого используйте саморезы по дереву и дюбеля.

Перед началом вкручивания саморезов, предварительно просверлите отверстия под дюбеля. Этапроцедура поможет предотвратить растрескивание дерева в процессе работы. После сборки всех деталей, сзади конструкции закрепитеспециальное крепление, с помощью которого она будет фиксироваться на стене.

Далее полку нужно окрасить или вскрыть лаком. Если выбран второй вариант, то лак нужно наносить минимум в три слоя, так как полка находится на кухне, и постоянно подвергается воздействию пара и влаги.

При необходимости, полку просто окрашивают специальной краской, предназначенной для работы с деревянными поверхностями. После высыхания, повесьте полку на стену и установите микроволновую печь

Учтите, при выборе места установки полки, следует обратить внимание на наличие розетки или возможности в ееустановке

Как выбрать кронштейны для микроволновки

Кронштейн для микроволновки на стену — отличная возможность создать эргономичный дизайн. Но среди всего многообразия очень просто ошибиться и сделать неправильный выбор.

Конструкция микроволновки

Одна из важнейших деталей, которые превращают компактную камеру в СВЧ-печь, — магнетрон. Так называют вакуумную лампу, способную воспроизводить сверхвысокочастотные волны. Именно СВЧ-волны разогревают пищу. Электромагнитные волны с частотой 2,45 гигагерц воздействуют на молекулы воды в пище, заставляя их двигаться быстрее и увеличивая трение между ними. От этого пища разогревается изнутри. Тесно связана с принципом работы микроволновой печи схема устройства.

В микроволновке один из самых крупных элементов — металлическая камера, в которую ставят пищу. Дверца оборудована специальным стеклом, которое отражает высокочастотные волны. Для более равномерного разогрева пищи используется вращающаяся платформа. В движение она приводится электрическим моторедуктором.

Схема СВЧ-печи также включает в себя следующие элементы:

  • вентиляционные отверстия;
  • корпус;
  • металлическая камера;
  • дверца;
  • дверные защелки;
  • отверстия воздуховода;
  • стеклянная подставка;
  • направляющий ролик;
  • нагревательный элемент;
  • сцепляющая муфта;
  • панель управления;
  • дисплей.

СВЧ-излучение воспроизводится магнетроном, а в камеру поступает через прямоугольный волновод. При этом устройство нагревается. Для охлаждения в корпусе есть вентилятор, который нагнетает холодный воздух к магнетрону. После нагревания он попадает в камеру с пищей. Излишки воздуха и водяной пар выходят через отверстия. Они тоже оборудованы так, чтобы не выпускать излучение.

Часть моделей из линейного ряда любого ведущего производителя оборудована диссектором. Он устанавливается внутри камеры сверху. Хотя внешне устройство больше похоже на вентилятор, оно необходимо для равномерного прогрева пищи. Это достигается за счет правильного распределения сверхвысокочастотных волн.

Опасность микроволновки

Разобрав, как работает микроволновая печь, можно понять, что принцип её работы основан на воздействии на воду, приводя в движение её молекулы. Учитывая, что организм человека на 80% состоит из воды, она также может подвергаться этому процессу. Поэтому все открытые участки микроволновки экранированы, чтобы не допустить выхода волн за пределы камеры. Опасность представляет печь с повреждённой дверцей, если на ней есть участки без специальной сетки.

По поводу качества еды, приготовленной с помощью СВЧ-излучения, даже сейчас ведутся споры учёных. Многие считают, что печь повреждает её структуру, приводя молекулы в движение. Большинство физиков утверждают, что при нагревании пища не может измениться, ведь волны не влияют на состав, только на частоту колебания молекул. Поэтому во время процесса работы происходит только термическое воздействие.

Некоторые люди утверждают, что во время работы микроволновка излучает радиацию, но это в корне неверно. В состав прибора не входят радиоактивные компоненты, только магнитные, поэтому воздействовать другим способом она неспособна. Также электромагнитные волны, которые могут навредить человеку, должны иметь более высокую частоту колебаний.

Если правильно следовать технике безопасности, не включать неисправный прибор, воздействие электромагнитного излучения печи не сможет навредить человеку, что полностью исключает опасный фактор. Нужно постоянно следить, нормально ли работают все системы, особенно предохранители, не допускать перегрев прибора. Если обнаружены изменения в работе – грохот, чрезмерный шум или отсутствие признаков работы охлаждающего вентилятора, таким прибором пользоваться не стоит.

https://youtube.com/watch?v=5Z_EJSPeTio

Неисправность магнетрона

Если в печи подсветка работает, тарелка вращается, но пищу микроволновка не греет, то, скорее всего, причина неисправности — неисправность магнетрона. На вышеуказанной схеме магнетрон обозначен, как «magnetron». Магнетрон – прибор, генерирующий микроволновые излучения. Именно поэтому в случае выхода из строя этой детали печь не греет.

Магнетрон расположен в небольшом прямоугольном металлическом корпусе. Для начала его нужно очистить, а затем произвести визуальный осмотр. Далее осмотрите сам магнетронный блок. А именно целостность проводов, соединяющих клемм и корпус. Часто причиной не работы магнетрона является выход из строя проходного конденсатора. Ниже смотрите видео, как своими руками отремонтировать магнетрон микроволновой печи:

После этого обязательно проверьте блок управления микроволновки

Опять же, обращайте внимание на обгоревшие, закопченные и грязные места. Именно эти детали необходимо будет заменить для дальнейшей работы микроволновки

Похожие записи:

Как устроена светодиодная лампа Математическая логика, преобразования Важность гофры при укладке кабеля в доме и на улице Крепление люстры к гипсокартонному потолку своими руками Твердотельное реле Технические параметры и сферы применения термостойкого провода ркгм