Mikrovalna: princip rada i uređaj

6. 4. 2019.

Mikrovalna pećnica je jedan od neophodnih aparata u kuhinji, bez kojega se domaćice danas teško osjećaju. Svatko zna kako ga koristiti: stavite jelo, pritisnite 1-2 gumba i pričekajte 2-3 minute, nakon čega ostaje dobiti već zagrijanu hranu. Međutim, malo ljudi razumije princip rada mikrovalne pećnice, odnosno kako funkcioniraju glavni elementi. Pokušajmo razumjeti ovaj problem.

Princip mikrovalova

Sve mikrovalne pećnice rade na istom principu, a glavni element je magnetron - poseban uređaj koji može emitirati kratke valne duljine i frekvenciju od 2450 MHz. U modernim uređajima, njegova snaga je 700-1000 W. Imajte na umu da tijekom rada postaje jako vruće, tako da je blizu njega postavljen ventilator, koji obavlja nekoliko funkcija odjednom: prije svega, uklanja toplinu iz magnetrona, a drugo osigurava cirkulaciju zraka u komori mikrovalne pećnice. To osigurava ravnomjerno zagrijavanje proizvoda.

princip rada mikrovalova

Zapravo, to je temelj cijelog principa mikrovalne pećnice: magnetron daje kratke valove visoke frekvencije, koji utječu na hranu i zagrijavaju je. Naravno, takvo objašnjenje je primitivno, ali također pruža priliku za razumijevanje suštine procesa.

Detaljnije objašnjenje

Mikrovalovi koje emitira magnetron prolaze u komoru peći kroz poseban valovod, kanal s metalnim zidovima koji reflektiraju magnetsko zračenje. Nakon što ti valovi uđu u komoru, oni utječu na hranu, i točnije, molekule vode sadržane u bilo kojem prehrambenom proizvodu. Kao rezultat toga, dipoli (molekule) pod djelovanjem mikrovalova počinju se brzo pomicati, trljati jedan o drugoga, što pridonosi oslobađanju toplinske energije. Tako se grije hrana.

kako radi mikrovalna pećnica

Posebnost mikrovalova je u tome što mogu prodrijeti do 3 centimetra. Preostali volumen proizvoda zagrijava se od gornjeg sloja. Ovaj princip djelovanja magnetrona u mikrovalnoj pećnici objašnjava zašto, nakon zagrijavanja, hrana može biti vruća odozgo i istovremeno hladna iznutra. Toplina prodire duboko zbog prirodne toplinske vodljivosti.

Ako ste ranije koristili sličan uređaj, niste mogli primijetiti da se tijekom grijanja okreće. To je potrebno kako bi mikrovalovi došli do svih područja zagrijanih proizvoda.

Mikrovalna zaštita

S obzirom na princip mikrovalne pećnice, logično je razmišljati o opasnostima koje ono ima za ljudsko zdravlje. Naravno, mikrovalovi koje emitira magnetron štetni su za ljude. Međutim, nakon što se vrata otvore, magnetron zaustavlja svoj rad, tako da osoba ne može fizički osjetiti njihov utjecaj. I tako da ne prelaze komoru za grijanje, osigurava se posebna zaštita. Svi zidovi su izrađeni od metala, što odražava valove i ne mogu napustiti uređaj. Što se tiče stakla vrata (to jednostavno mora biti, tako da korisnik može vidjeti proces grijanja ili kuhanja), to je pokriveno s posebnim mesh, odražava mikrovalova. Ako se ova rešetka ukloni, valovi mogu napustiti prostor fotoaparata, a to zaista može naškoditi osobi. Neprihvatljivo je koristiti mikrovalnu pećnicu ako postoji oštećenje, npr. Brtva na vratima ili rešetka.

koliko je mikrovalna

Usput, s obzirom na činjenicu da metal odražava mikrovalove, metalni pribor ne bi trebao biti korišten.

Dizajn uređaja

Sve mikrovalne pećnice rade na isti način, stoga imaju isti sastav dijelova. Posebno se mogu razlikovati sljedeći strukturni elementi:

  1. Magnetron - glavna jedinica koja je izvor mikrovalova.
  2. Kamera s rotirajućim piste i metalnim zidovima koji reflektiraju radio valove.
  3. Transformator za povećanje napona.
  4. Vrata s sigurnosnom mrežom i prozirnim staklom.
  5. Shema komunikacije i kontrole.
  6. Valovod.
  7. Ventilator za hlađenje magnetrona.

Svi ti elementi sudjeluju u radu peći.

Magnetron rad

Kao što je već spomenuto, magnetron je srce mikrovalne pećnice. To je elektrovakuumska dioda napravljena od velike cilindrične anode. Sama anoda je bakar, kombinira 10 sektora bakrenog zida.

algoritam rada mikrovalova

U središtu uređaja nalazi se katodni štap, unutar kojeg se nalazi navoj. Namijenjen je za emisiju elektrona. Da bi uređaj generirao mikrovalove, potrebno je stvoriti magnetsko polje u šupljini. U tu svrhu koriste se snažni prstenasti magneti - nalaze se na krajevima dijela. I za stvaranje emisije na anodu služi napon jednak četiri tisuće volti. Da bi se postigao ovaj napon, u igru ​​dolazi mikrovalni transformator. Princip rada svakog modela pretpostavlja njegovu prisutnost.

Također unutar uređaja nalaze se žičane petlje koje se spajaju na katodu, a one na zračnu antenu. Upravo iz tog elementa mikrovalovi idu izravno u sam valovod, odakle izlaze i ulaze u prostoriju s hranom.

Kontrola snage

Ako je za kuhanje potrebno manje energije, magnetron se može uključiti ili isključiti. U znanosti se ta tehnologija naziva modulacija širine impulsa.

uređaj i rad mikrovalne pećnice

Da bi uređaj snage 400 W dao pola za 20 sekundi, aktivirat će se 10 sekundi, nakon čega će se napajanje isključiti na istih 10 sekundi. Naravno, sve se to događa pri punoj automatizaciji.

Magnetronsko hlađenje

Imajte na umu da tijekom rada uređaj emitira veliku količina topline stoga se mora ohladiti. Za to je sam uređaj ugrađen u pločasti radijator, a hladnjak se nalazi u blizini. Puši radijator i uklanja toplinu iz magnetrona. Ako ventilator ne radi, uređaj se može jednostavno pregrijati tijekom rada i trivijalno se pokvariti. Ali kako bi se to spriječilo, dodatno je opremljen posebnim termičkim osiguračem - zaštitnim uređajem.

Raspored osigurača

Kako se grill i magnetron ne mogu pregrijati, u nekim modelima ugrađuju se specijalne toplinske osigurače (termalni prekidači). Mogu biti različiti. Osobito je glavna razlika u količini topline koju mogu izdržati.

kako radi mikrovalna

Ovaj uređaj je vrlo jednostavan s obzirom na svoj rad. Izrađena je od aluminijske legure, pričvršćena pomoću prirubničkog spoja, što osigurava pouzdan kontakt s područjem gdje se mjeri temperatura. Unutar kućišta nalazi se bimetalna ploča koja može odoljeti određenoj temperaturi. A ako vrijednost temperature prijeđe određenu granicu, ploča se komprimira i aktivira potiskivač i otvara krug kontaktne skupine. Dovod struje u jedinicu tada se zaustavlja, magnetron se isključuje i postupno se hladi, ploča se vraća u svoj početni položaj dok se magnetron hladi. Nakon određenog vremena kontakti se ponovno zatvaraju.

Ovdje je jednostavan princip mikrovalne pećnice, posebno osigurač od pregrijavanja. Imajte na umu da u jeftinim modelima ovaj element može biti odsutan, jer je potpuno nepotreban za normalno funkcioniranje uređaja. To je samo element zaštite koji povećava pouzdanost i životni vijek peći, ništa više.

Uloga hladnjaka

Govoreći o tome kako radi mikrovalna pećnica, princip rada se mora objasniti uzimajući u obzir sve strukturne elemente koji se u njemu mogu primijeniti. Hladnjak je jedan od njih. Naravno, ovo je važna komponenta sustava, bez koje uređaj i rad mikrovalne pećnice neće biti dovršeni.

Njegovi zadaci:

  1. Hlađenje magnetrona. To je najvažniji zadatak, bez kojeg bi magnetron gorio prvi dan upotrebe peći.
  2. Hlađenje ostalih komponenti koje tijekom rada stvaraju toplinu. Osobito govorimo o čipovima.
  3. U modelima gdje se nalazi roštilj, hladnjak proizvodi rashladni termostat.
  4. Stvaranje prekomjernog tlaka u komori u kojoj se nalazi hrana. Zbog toga se ispušni plinovi i zrak ispuštaju kroz ventilacijske putove.

princip rada transformatora u mikrovalnoj pećnici

Najčešće za obavljanje svih ovih funkcija dovoljan je samo jedan ventilator. Zbog otvora zračnih kanala u komori, zrak se ravnomjerno širi.

Kamera

U principu, fizika mikrovalova nije teška, jer je od škole poznato da je jaka elektromagnetska radijacija opasna za ljude. Dolazi iz magnetrona i ulazi u komoru s hranom, tako da je potreban snažan višestupanjski sustav zaštite u ovom uređaju.

Cijela radna komora je unutarnje obložena caklinom koja blokira elektromagnetsko zračenje. Iznad je metalno kućište koje sprječava prodor valova u prostoriju. A za zaštitu staklenih vrata osigurava čeličnu mrežu s malim ćelijama - blokira radijaciju frekvencijom do 2450 Hz i valnom duljinom do 12 cm.

Imajte na umu da su vrata najslabije mjesto kroz koje mogu propuštati mikrovalovi, tako da bi trebalo biti što je moguće bliže tijelu i da nemaju praznine. Ako postoji praznina, rad uređaja je zabranjen. U tom slučaju trebate pričvrstiti šarke vrata i vratiti ih u prvobitni položaj.

princip rada magnetrona u mikrovalnoj pećnici

Osim toga, algoritam rada mikrovalova omogućuje uporabu posebne zaštitne naprave protiv uključivanja s otvorenim vratima. Takav se sustav može implementirati na različite načine, najčešće korištene mikroprekidače koji kontroliraju položaj vrata. Ovi prekidači mogu isključiti magnetron, prenijeti informacije o položaju vrata upravljačkoj jedinici.

Upravljačka ploča

Nalazi se na bilo kojem modelu. Kod starijih uređaja upravljačka ploča je predstavljena kao samo dva (ili čak jedan) mehanički prekidač. Jedan put se postavlja način rada (zagrijavanje, odmrzavanje, itd.), Drugi put. Shema je primitivna, ali radna i jednostavna.

Međutim, moderni modeli opremljeni su velikim zaslonom osjetljivim na dodir. Takve upravljačke ploče pružaju korisniku veliku funkcionalnost, pa čak i mogućnost programiranja načina rada. Na primjer, možete postaviti određeno vrijeme za početak zagrijavanja hrane, trajanje procesa, čak možete odrediti hranu ili posuđe koje će se grijati. Iako se čini da su takvi uređaji sofisticiraniji, postoji nekoliko tehničkih razlika. Elektronska upravljačka ploča ne mijenja način rada mikrovalne pećnice.

Upravljačka jedinica

U svakom uređaju postoji naredbeni uređaj (ne samo u mikrovalnoj pećnici), gdje se u određenom trenutku mora provesti ta ili ona akcija. Zahvaljujući tome pružaju se različite funkcije. Posebno, uređaj uz njegovu pomoć može održavati postavljenu temperaturu, uključiti ili isključiti peć nakon postavljenog rada.

U starijim mikrovalnim pećnicama, ovaj uređaj je predstavljen kao dva elektromehanička prekidača - oni su odgovorni za gore opisane funkcije i igraju važnu ulogu u općem uređaju mikrovalne pećnice. Naravno, s vremenom se razvila elektronika, a kao rezultat toga pojavile su se potpuno elektroničke upravljačke jedinice. Sada se u mikrovalnoj pećnici (i ne samo u njima) koriste mikroprocesori i posebni programi, u skladu s kojima uređaj može izvoditi jednu ili drugu funkciju:

  1. Ugrađeni sat.
  2. Odmrzavanje hrane.
  3. Zvučni signal o završetku procesa odmrzavanja, kuhanja ili zagrijavanja hrane.

zaključak

Sada bolje razumijete kako radi mikrovalna pećnica. Princip rada ovog uređaja je relativno jednostavan. Temelji se na elementarnim zakonima fizike.

Popravljamo ono što smo naučili: magnetron (glavni element mikrovalne pećnice) emitira vrlo kratke radiovalove s visokom frekvencijom. Djeluju na molekule vode, zbog čega počinju aktivno djelovati. Ovaj proces je popraćen oslobađanjem topline. Uzimajući u obzir činjenicu da valovi plitko prodiru u hranu, zagrijava se samo površina proizvoda, a zatim, zbog prirodne toplinske vodljivosti, toplina prelazi u dubine.

To je osnovni princip mikrovalne pećnice. U ovom članku smo također raspravljali o uređaju i glavnim elementima. Svi su klasični i koriste se u apsolutno svim modelima bilo kojeg proizvođača. Trenutno je gore opisana shema rada jedina, iako različiti proizvođači mogu koristiti module koji se razlikuju po bilo kojim parametrima. Na primjer, u jednom se modelu može koristiti snažniji magnetron koji može brže zagrijavati hranu. U drugim kompaktnim modelima, ovaj element može imati malu snagu, što vam omogućuje stvaranje uređaja male veličine. Postoje stotine sličnih razlika, ali načelo djelovanja ne mijenja se u potpunosti od toga. Naravno, jači magnetron određuje koliko mikrovalna pećnica radi na vrijeme za zagrijavanje hrane istog volumena. Stoga, ako ne želite čekati, bolje je odabrati snažniji model.

To je sve. Uređaj smo potpuno rastavili kućanstvo tehnologije i odgovorili na većinu pitanja povezanih s njim.