Veikimo principas ir mikrobangų krosnelės magnetrono įtraukimas

Mikrobangų krosnelė įsitvirtino ir tapo vienu iš būtinų bet kurio buto atributų. Šis buitinis prietaisas leidžia per kelias minutes sušilti ar pasigaminti maisto, naudojant nematomą spinduliuotę.

Bet norint išsiaiškinti, iš kur ši radiacija sklinda ir kaip ji saugi žmonėms, būtina suprasti prietaisą ir mikrobangų magnetrono, kuris yra aukšto dažnio bangų generatorius, veikimo principą.

Magnetronas

Kas yra mikrobangos ir kaip jos šildo maistą

Mikrobangų spinduliuote vadinama elektromagnetinė spinduliuotė, kurios bangos ilgis yra nuo 1 mm iki 1 m. Ši radiacijos rūšis naudojama ne tik buitiniams tikslams, bet ir navigacijos bei radaro sistemose, be to, teikia korinio ryšio ir palydovinės televizijos ryšius.

Mikrobangos gali būti generuojamos tiek dirbtinai, tiek natūraliai (pavyzdžiui, saulėje). Kitas mikrobangų pavadinimas yra mikrobangų spinduliuotė arba mikrobangų krosnelė.

Visų tipų buitinių mikrobangų krosnelių vieno spinduliavimo dažnis yra 2450 MHz. Ši vertė yra tarptautinis standartas, kurio namų apyvokos prietaisų gamintojai privalo griežtai laikytis, kad jų gaminiai netrukdytų veikti kitiems mikrobangų įrenginiams.

Mikrobangų spinduliuotė

Šiluminį mikrobangų spinduliuotės poveikį atrado amerikiečių fizikas Percy Spenceris 1942 m. Būtent jis užpatentavo prietaiso, sukuriančio mikrobangas, gaminimą maisto ruošimui, taip klojant pagrindą naudoti mikrobangų krosneles kasdieniame gyvenime.

Per ateinančius kelis dešimtmečius ši technologija buvo patobulinta, tai leido greitai sukurti masinę paprastų ir nebrangių prietaisų gamybą. maisto pašildymas.

Norint įkaitinti bet kokią medžiagą mikrobangų krosnelėje, būtina turėti dipolio molekules, tai yra molekules, turinčias priešingus elektros krūvius abiejuose galuose.

Maistuose jų pagrindinis šaltinis yra vanduo. Mikrobangų spinduliuotės įtakoje šios molekulės pradeda linijas išilgai elektromagnetinio lauko jėgos linijų, keisdamos savo kryptį maždaug 5 milijardus kartų per sekundę. Trintis tarp jų yra išskiriama šiluma, kuri šildo maistą.

Tačiau mikrobangos nesugeba prasiskverbti giliau nei 2–3 cm nuo gaminio paviršiaus, todėl viskas, kas yra po šiuo sluoksniu, sušyla dėl šilumos laidumo iš šildomų vietų.

Šildymas mikrobangų krosnelėje

Magnetron prietaisas ir jo taikymas

Daugelio tipų mikrobangų įrenginiuose magnetronas yra mikrobangų dažnių generatorius. Prietaisai, kurių veikimo principas yra panašus - klystronai ir platinotronai, nėra taip plačiai naudojami. Pirmą kartą mikrobangų krosnelėse magnetronas buvo panaudotas 1960 m. Dažniausiai naudojamas metodas yra kelių ertmių magnetronas, susidedantis iš kelių komponentų:

1. Anodas Tai varinis cilindras, suskirstytas į sektorius su storomis metalinėmis sienelėmis. Šios tūrinės ertmės yra rezonatoriai, sukuriantys žiedo virpesių sistemą. Anodui įvedama apie 4000 voltų įtampa.
2. Katodas.Jis yra centrinėje magnetrono dalyje ir yra cilindras, kurio viduje yra kaitinamasis siūlas. Šioje prietaiso dalyje atsiranda elektronų emisija. Šildytuvui (kaitinamajam siūlui) taikoma 3 voltų įtampa.
3. Žiediniai magnetai. Norint sukurti magnetinį lauką, nukreiptą lygiagrečiai magnetrono ašiai, yra būtini didelės galios elektromagnetai arba nuolatiniai magnetai, esantys įrenginio galinėse dalyse. Elektronų judėjimas taip pat atliekamas šia kryptimi.
4. Vielos kilpa Jis yra prijungtas prie katodo, pritvirtintas rezonatoriuje ir išvestas į antenos emiterį. Kilpa naudojama mikrobangų spinduliuotei išvesti į bangolaidį, po kurio jis patenka tiesiai į mikrobangų kamerą.

„Magnetron“ prietaisas

Dėl dizaino paprastumo ir mažų išlaidų magnetronai buvo pritaikyti daugelyje sričių, tačiau jie yra labiausiai paplitę:

• Mikrobangų krosnelėse. Be greito maisto gaminimo ir atšildymo buitinėse krosnyse, magnetronai leidžia atlikti ir gamybos užduotis. Pramoninė mikrobangų krosnelė gali kaitinti, džiovinti, lydyti, kepti ir dar daugiau. Svarbu atsiminti, kad mikrobangų krosnelė negali būti įjungta tuščia, nes tokiu atveju radiacija nieko neįsisavins ir grįš atgal į bangolaidį, o tai gali sukelti jo sugedimą.
• Radare. Radaro antena, sujungta su bangolaidžiu, iš tikrųjų yra kūginis tiekimas ir naudojama kartu su paraboliniu atšvaitu (plokštele). Magnetronas generuoja galingus trumpus mažos bangos ilgio energijos impulsus, kurių dalis atsispindėjus vėl eina į anteną, o po to į jautrų imtuvą, kuris apdoroja signalą ir rodo jį ekrane.

Magnetronai radare

Magnetrono veikimo principas

Mikrobangų krosnelės veikimas pagrįstas elektros energijos pavertimu ypač aukšto dažnio elektromagnetine spinduliuote, kuri varo vandens molekules į maistą. Dipolio molekulės, nuolat keisdamos kryptį, gamina šilumą, kuri leidžia greitai sušildyti produktus, išlaikant jų naudingąsias savybes. Prietaisas, generuojantis mikrobangas, yra magnetronas.

Magnetronas, tiesą sakant, yra elektrovakuuminis diodas, kurio veikimas yra susijęs su termioninės emisijos reiškiniu. Šis reiškinys atsiranda kaitinant emiterio ar katodo paviršių. Veikiant aukštai temperatūrai, aktyviausi elektronai linkę palikti jo paviršių, tačiau tai įvyks tik tada, kai į anodą bus įtampa. Tokiu atveju atsiranda elektrinis laukas ir elektronai pradeda judėti link anodo, eidami išilgai jo jėgos linijų. Jei elektronai yra magnetiniame lauke, tada jų trajektorija nukrypsta jėgos linijų kryptimi.

Vakuumo diodas

Magnetrono anodas yra cilindro, turinčio ertmių sistemą, arba rezonatorių, kurių viduje yra katodas su gija, pavidalu. Du žiediniai magnetai, esantys palei anodo kraštus, sukuria anodo viduje magnetinį lauką, dėl kurio elektronai nejuda tiesiai iš katodo į anodą, bet keičia savo kelią, besisukdami aplink katodą. Netoli rezonatorių elektronai atiduoda jiems dalį savo energijos, todėl jų ertmėse susidaro galingas mikrobangų laukas, kuris išvedamas naudojant vielos kilpą, sujungtą su emiterio antena.

Norėdami suaktyvinti magnetroną, būtina į anodą įvesti 3–4 tūkstančių voltų aukštą įtampą. Todėl magnetronas yra prijungtas prie buitinio maitinimo šaltinio per aukštos įtampos transformatorių. Be to, į mikrobangų krosnelės perjungimo grandinę įeina bangolaidis, perduodantis radiaciją į kamerą, perjungimo grandinė, valdymo blokas, taip pat apsaugos ir aušinimo elementai.Be to, vidinės kameros sienos ir plonas metalinis tinklelis ant prietaiso durų apsunkina radiacijos išėjimą iš jo.

Magnetrono perjungimo grandinė

Kaip magnetronas veikia mikrobangų galią

Dauguma šiuolaikinių mikrobangų krosnelių gamintojų siūlo galimybę pasirinkti prietaiso galią. Savo ruožtu, darbo režimas (atitirpinimas ar šildymas) ir maisto kaitinimo greitis priklauso nuo šio parametro. Tačiau magnetrono projektinės savybės neleidžia sumažinti jo galios, todėl norint sumažinti šildymo intensyvumą, tam tikrais intervalais jam tiekiama energija. Šios magnetrono veikimo pauzės gali būti matomos, jei įjungiate mikrobangų krosnelę vidutine galia ir klausote jos darbo garso.

Ne taip seniai kai kurie buitinių prietaisų gamintojai paskelbė pasirodę daugybę modelių mikrobangų krosnelių su inverterio maitinimo grandine. Taikant šią schemą buvo galima ne tik padidinti kameroje naudojamo ploto kiekį sumažinant emiterio matmenis, bet ir sumažinti prietaiso energijos sąnaudas. Skirtingai nuo įprastų modelių, šildymo temperatūra keitiklio tipo krosnyse keičiasi sklandžiai, tačiau jų kaina yra daug didesnė.

Magnetron aušinimas ir apsauga

Veikimo metu magnetronas išskiria daug šilumos, todėl ant jo kūno yra sumontuotas radiatorius. Kadangi perkaitimas yra pagrindinė magnetrono gedimo priežastis, jį apsaugoti taip pat naudojami kiti būdai:

1. Šiluminė relė. Šis prietaisas naudojamas magnetronui, taip pat grotelėms, jei yra modelyje, apsaugoti. Šiluminis saugiklis yra su bimetaline plokštele, kurią galima reguliuoti iki tam tikros temperatūros. Jei ši vertė viršijama, ji sulenkiama ir atidaroma maitinimo grandinė.
2. Ventiliatorius. Tai ne tik pučia magnetrono radiatorių vėsiu oru, bet ir atlieka daugybę kitų naudingų funkcijų, tokių kaip prietaiso elektroninių komponentų aušinimas, oro cirkuliacija kameros viduje, kol grotelės veikia, taip pat karštas garas pašalinamas per specialias angas.
3. Užrakto sistema. Keli mikrojungikliai kontroliuoja mikrobangų durų padėtį, neleidžiant magnetronui įsijungti, kai jis atidarytas.

Šiluminė relė

Ar įmanoma pakeisti magnetroną?

Pagrindinis šiuolaikinių buitinių mikrobangų krosnelių magnetronų pranašumas yra jų pakeičiamumas. Kitų kompanijų gaminami magnetronai bus tinkami įvairiems mikrobangų krosnelių modeliams, todėl prireikus juos bus galima pakeisti. Tokiu atveju vienintelis būtinas reikalavimas bus atitikimas energijai. Galite nusipirkti magnetroną daugelyje elektronikos parduotuvių, tačiau, norėdami teisingai pasirinkti, turite suprasti jo parametrus ir ženklinimą. Dažniausiai mikrobangų krosnelėse montuojami šie magnetrono modeliai:

• 2M 213 (600 vatų vardinės galios ir 700 vatų esant apkrovai);
• 2M 214 (1000 W);
• 2M 246 (1150 W - didžiausia galia).

Net neištyrus visų būtinų šio prietaiso parametrų, nerekomenduojama pakeisti magnetrono namuose. Pirma, tai bus gana sunku pašalinti patys, ir, antra, tik kvalifikuotas specialistas gali užtikrinti saugų jo veikimą įdiegus.

Standartinė magnetrono konfigūracija

Gedimų diagnostika ir jų atsiradimo priežastys

Magnetrono pakeitimas gali pareikalauti gana didelių finansinių išlaidų, todėl prieš pirkdami naują įrenginį turite diagnozuoti seną, kad įsitikintumėte, jog jis tikrai sugedo. Testuoti galima namuose naudojant įprastą testerį. Tam reikės:

1. Atjunkite mikrobangų krosnelę.
2. Nuimkite apsauginį dangtelį ir apžiūrėkite dalį.
3. Pagrindinius spausdintinės plokštės elementus „žieduokite“ naudodami testerį arba „multimetrą“.
4. Patikrinkite šiluminę relę.

Diagnostika

Pasibaigus diagnozei, galite padaryti išvadas apie tam tikrų dalių veikimo sutrikimus. Pagrindinės magnetrono gedimo priežastys yra šios:

• Sugedęs vakuuminis dangtelis. Jį galite pakeisti patys, tiesiog pasiėmę panašų dangtelį iš kito magnetrono. Šių dangtelių sėdynės yra standartinės konfigūracijos.
• Šildytuvo lūžis. prie įjungiant tuščią mikrobangų krosnelę arba netinkamas magnetrono pakrovimas perkais, o tai gali sukelti per didelę giją ir lūžti. Jo diagnozei nustatyti reikia išmatuoti varžą tarp kondensatoriaus kojų. Jei jo vertė svyruoja nuo 5–7 omų, tada šildytuvas veikia.
• Pravažiavimo kondensatoriaus gedimas. Jei testeris nerodo „begalinės“ varžos vertės tarp kontaktų, tada reikia pakeisti kondensatorių.