Prinsip operasi dan kemasukan magnetron ketuhar gelombang mikro

Ketuhar gelombang mikro telah menjadi mantap dan telah menjadi salah satu atribut yang sangat diperlukan bagi mana-mana apartmen. Perkakas rumah ini membolehkan anda memanaskan atau memasak makanan dalam masa beberapa minit menggunakan radiasi yang tidak kelihatan pada mata.

Tetapi untuk mengetahui di mana sinaran ini berasal dan betapa selamatnya manusia, adalah perlu untuk memahami peranti dan prinsip operasi magnetron gelombang mikro, yang merupakan penjana gelombang frekuensi tinggi.

Magnetron

Apakah gelombang mikro dan bagaimana mereka memakan makanan

Radiasi gelombang mikro dipanggil radiasi elektromagnet dengan panjang gelombang 1 mm hingga 1 m. Radiasi jenis ini digunakan bukan sahaja untuk tujuan domestik, tetapi juga dalam sistem navigasi dan radar, dan juga menyediakan komunikasi selular dan televisyen satelit.

Microwave boleh dihasilkan secara buatan dan semulajadi (contohnya, pada Matahari). Nama lain untuk gelombang mikro ialah radiasi gelombang mikro, atau gelombang mikro.

Semua jenis ketuhar gelombang mikro isi rumah mempunyai kekerapan radiasi tunggal 2450 MHz. Nilai ini adalah piawaian antarabangsa yang pengeluar perkakas rumah harus tegas mematuhi supaya produk mereka tidak mengganggu operasi peranti gelombang mikro yang lain.

Radiasi ketuhar gelombang mikro

Kesan haba radiasi gelombang mikro telah ditemui oleh ahli fizik Amerika Percy Spencer pada tahun 1942. Ia adalah orang yang mengguna pakai alat yang menghasilkan gelombang mikro untuk memasak, dengan itu meletakkan asas untuk penggunaan ketuhar gelombang mikro dalam kehidupan seharian.

Sepanjang beberapa dekad akan datang, teknologi ini disempurnakan, yang membolehkan untuk menubuhkan pengeluaran besar-besaran peranti mudah dan murah untuk cepat pemanasan makanan.

Untuk memanaskan sebarang bahan dalam ketuhar gelombang mikro, kehadiran molekul dipol, iaitu, molekul yang mempunyai caj elektrik bertentangan pada kedua-dua hujung, adalah perlu.

Dalam makanan, sumber utamanya adalah air. Di bawah pengaruh radiasi gelombang mikro, molekul-molekul ini mula bersatu di sepanjang garis kuasa medan elektromagnetik, mengubah arah mereka kira-kira 5 bilion kali sesaat. Gesekan di antara mereka disertai dengan pelepasan haba, yang memanaskan makanan.

Walau bagaimanapun, ketuhar gelombang mikro tidak dapat menembusi lebih dari 2-3 cm dari permukaan produk, jadi segala-galanya yang berada di bawah lapisan ini hangat kerana kekonduksian terma dari kawasan yang dipanaskan.

Pemanasan gelombang mikro

Peranti Magnetron dan aplikasinya

Dalam kebanyakan jenis peralatan gelombang mikro, magnetron adalah penjana frekuensi gelombang mikro. Peranti yang serupa dengan prinsip tindakannya - klystrons dan platinotrons, tidak banyak digunakan. Magnetron mula-mula digunakan dalam ketuhar gelombang mikro pada tahun 1960. Teknik yang paling biasa digunakan ialah magnetron berbilang rongga, yang terdiri daripada beberapa komponen:

1. Anod Ia adalah silinder tembaga, dibahagikan kepada sektor dengan dinding logam tebal. Rongga volumetrik ini adalah resonator yang mencipta sistem ayunan cincin. Voltan kira-kira 4000 volt digunakan pada anod.
2. Cathode.Ia terletak di bahagian tengah magnetron dan adalah silinder, di dalamnya terdapat filamen pijar. Pelepasan elektron berlaku di bahagian peranti ini. Voltan 3 volt digunakan untuk pemanas (filamen).
3. Magnet cincin. Elektromagnet atau magnet kekal kuasa tinggi, yang terletak di bahagian akhir peranti, adalah perlu untuk mewujudkan medan magnet yang diarahkan selari dengan paksi magnetron. Pergerakan elektron juga dijalankan ke arah ini.
4. Gelang dawai Ia disambungkan ke katod, dipasang pada resonator dan output ke pemancar antena. Gelung ini digunakan untuk mengeluarkan radiasi gelombang mikro ke dalam pandu gelombang, dan selepas itu ia masuk terus ke dalam ruang gelombang mikro.

Peranti Magnetron

Disebabkan kesederhanaan reka bentuk dan kos rendah, magnetrons telah menemui permohonan dalam banyak bidang, tetapi ia adalah yang paling biasa:

• Dalam ketuhar gelombang mikro. Sebagai tambahan kepada makanan masak dan pencairan yang cepat di dalam oven domestik, magnetrons juga membolehkan anda melakukan tugas pengeluaran. Microwave industri boleh memanaskan, kering, mencair, panggang dan banyak lagi. Penting untuk diingat bahawa gelombang mikro tidak dapat dihidupkan kosong, kerana dalam hal ini radiasi tidak akan diserap oleh apa-apa dan akan kembali kepada pandu gelombang, yang dapat menyebabkan pecahannya.
• Dalam radar. Antena radar yang disambungkan kepada pandu gelombang sebenarnya adalah suapan hidung dan digunakan bersama dengan reflektor parabola (plat). Magnetron menjana denyutan tenaga pendek yang kuat dengan panjang gelombang kecil, sebahagian daripadanya, tercermin, sekali lagi pergi ke antena dan kemudian ke penerima sensitif, yang memproses isyarat dan memaparkannya pada skrin.

Magnetron dalam radar

Prinsip operasi magnetron

Operasi ketuhar gelombang mikro adalah berdasarkan penukaran tenaga elektrik ke dalam radiasi elektromagnetik frekuensi ultra tinggi, yang mendorong molekul air dalam makanan. Molekul dipole, sentiasa berubah arah, menghasilkan haba, yang membolehkan anda untuk memanaskan produk dengan cepat, sambil mengekalkan sifat-sifat bermanfaat mereka. Peranti yang menjana gelombang mikro adalah magnetron.

Magnetron, sebenarnya, adalah dioda elektro-vakum, dalam operasi yang mana fenomena pelepasan termionik digunakan. Fenomena ini berlaku semasa pemanasan permukaan pemancar atau katod. Di bawah pengaruh suhu tinggi, elektron paling aktif cenderung meninggalkan permukaannya, tetapi ini hanya akan berlaku apabila voltan dikenakan pada anod. Dalam kes ini, medan elektrik timbul, dan elektron mula bergerak ke arah anod, menuju ke garisannya. Jika elektron berada di medan magnet, maka trajektori mereka menyimpang ke arah garis-garis kekerasan.

Diod vakum

Anod magnetron mempunyai bentuk silinder dengan sistem rongga, atau resonator, di dalamnya terdapat katod dengan filamen. Dua magnet cincin yang terletak di sepanjang tepi anod mencipta medan magnet di dalam anod, yang mana elektron tidak bergerak langsung dari katod ke anod, tetapi menukar laluannya, berputar di sekitar katod. Berhampiran resonators, elektron memberi mereka sebahagian daripada tenaga mereka, yang membawa kepada pembentukan medan gelombang mikro yang kuat di rongga mereka, yang dikeluarkan menggunakan gelung wayar yang dihubungkan dengan antena pemancar.

Untuk melancarkan magnetron, perlu menggunakan voltan tinggi bagi pesanan 3-4000 volt ke anod. Oleh itu, magnetron disambungkan ke bekalan kuasa isi rumah melalui pengubah voltan tinggi. Di samping itu, litar suis ketuhar gelombang mikro merangkumi pandu gelombang yang menghantar radiasi ke dalam ruang, litar beralih, unit kawalan, serta unsur perlindungan dan penyejukan.Selain itu, dinding dalaman ruang dan mesh logam nipis di pintu peranti menghalang keluar radiasi di luarnya.

Litar suis Magnetron

Bagaimana magnetron menjejaskan kuasa gelombang mikro

Kebanyakan pembuat moden ketuhar gelombang mikro menawarkan pilihan untuk memilih kuasa peranti. Sebaliknya, mod operasi (pembelahan atau pemanasan) dan kadar pemanasan makanan bergantung pada parameter ini. Walau bagaimanapun, ciri reka bentuk magnetron tidak membenarkan mengurangkan kuasa, oleh itu, untuk mengurangkan keamatan pemanasan, kuasa dibekalkan kepadanya pada jarak tertentu. Jeda ini dalam operasi magnetron dapat dilihat jika anda menghidupkan gelombang mikro pada kuasa sederhana dan mendengar bunyi kerja.

Tidak lama dahulu, sesetengah pengeluar peralatan rumah tangga mengumumkan kemunculan beberapa model ketuhar gelombang mikro dengan litar bekalan kuasa inverter. Penggunaan skim ini bukan sahaja dapat meningkatkan jumlah ruang yang boleh digunakan di dalam ruang dengan mengurangkan dimensi pemancar, tetapi juga untuk mengurangkan penggunaan kuasa peranti. Tidak seperti model konvensional, suhu pemanasan di relau jenis penyongsang berubah dengan lancar, tetapi kosnya jauh lebih tinggi.

Pendinginan dan perlindungan Magnetron

Semasa operasi, magnetron memancarkan sejumlah besar haba, jadi radiator dipasang pada tubuhnya. Oleh sebab terlalu panas adalah sebab utama kegagalan magnetron, kaedah lain juga digunakan untuk melindunginya:

1. Geganti haba. Peranti ini digunakan untuk melindungi magnetron, serta gril, jika terdapat dalam model. Sekering termos dilengkapi dengan plat bimetal, yang dapat disesuaikan dengan suhu tertentu. Sekiranya nilai ini melebihi, ia akan membongkok dan membuka litar kuasa.
2. Kipas angin. Ia bukan sahaja meniup radiator magnetron dengan udara sejuk, tetapi juga melakukan beberapa fungsi berguna lain, seperti penyejukan komponen elektronik peranti, mengedarkan udara di dalam ruang sementara gril bekerja, dan juga mengeluarkan stim panas melalui bukaan khas.
3. Sistem kunci. Beberapa mikroswitches mengawal kedudukan pintu gelombang mikro, menghalang magnetron daripada menghidupkan apabila ia dibuka.

Geganti haba

Adakah mungkin menggantikan magnetron

Kelebihan utama magnetron moden untuk ketuhar gelombang mikro isi rumah adalah kebolehan mereka. Magnetrons yang dihasilkan oleh syarikat lain akan sesuai untuk pelbagai model ketuhar gelombang mikro, supaya ia boleh diubah jika diperlukan. Dalam kes ini, satu-satunya keperluan yang diperlukan akan menjadi pematuhan kuasa. Anda boleh membeli magnetron di banyak kedai elektronik, bagaimanapun, untuk membuat pilihan yang tepat, anda perlu memahami parameter dan pelabelannya. Selalunya, model magnetron berikut dipasang di dalam gelombang mikro:

• 2M 213 (600 watt kuasa undian dan 700 watt di bawah beban);
• 2M 214 (1000 W);
• 2M 246 (1150 W - kuasa tertinggi).

Walaupun telah mempelajari semua parameter yang diperlukan dalam peranti ini, tidak digalakkan untuk menggantikan magnetron di rumah. Pertama, agak sukar untuk mengeluarkannya sendiri, dan kedua, hanya seorang pakar yang berkelayakan yang dapat memastikan operasi yang selamat selepas dipasang.

Konfigurasi magnetron standard

Diagnostik malapetaka dan sebab-sebab kejadian mereka

Menggantikan magnetron boleh memerlukan kos kewangan yang agak besar, jadi sebelum membeli peranti baru, anda mesti mendiagnosis yang lama untuk memastikan ia benar-benar tidak berfungsi. Ujian boleh dilakukan di rumah menggunakan tester konvensional. Ini memerlukan:

1. Cabut plag gelombang mikro.
2. Keluarkan penutup pelindung dan lihat secara visual bahagian itu.
3. "Cincin" elemen utama papan litar bercetak yang menggunakan tester atau "multimeter".
4. Periksa pemeriksaan terma.

Diagnostik

Pada akhir diagnosis, anda boleh membuat kesimpulan mengenai kerosakan bahagian tertentu. Sebab utama kegagalan magnetron adalah seperti berikut:

• Topi vakum yang rosak. Anda boleh menggantikannya dengan hanya mengambil topi yang serupa dari magnetron yang lain. Tempat duduk ini mempunyai konfigurasi standard.
• Kerosakan pemanas. Pada menghidupkan gelombang mikro yang kosong atau pemuatan yang tidak betul dari magnetron akan menjadi terlalu panas, yang boleh menyebabkan filamen dan pecahnya yang berlebihan. Untuk diagnosisnya, adalah perlu untuk mengukur rintangan antara kaki kapasitor. Jika nilainya berada dalam lingkungan 5-7 Ohms, maka pemanas itu berfungsi.
• Pecahan kapasitor laluan. Jika penguji tidak menunjukkan nilai rintangan "tak terhingga" di antara kenalannya, maka kapasitor mesti diganti.