Магнетрон: принцип дії и пристрій

Щоб отріматі ПРИВАТНІ и Високі коливання, Використовують магнетрон. Електричні и магнітні поля діють з скроню силою. В результате відбуваються коливання вісокої частоти. Часто застосовується різновідом пристрою є багаторезонаторніх. У такому магнетроні на Електрон діють відразу три поля:

Магнетрон: що це и як з`явилося

Вперше цею срок БУВ використаних в 1921 году американский вчений-фізіком А. Халлом. Его дослідження и експеримент були продовжені далі, что прізвело до з`явиться багатьох різновідів магнетронів, Які стали використовуват в радіоелектроніці. Патент на цею Винахід получил А. Жаке в 1924 году. Саме ВІН винайшов сучасний магнетрон, принцип Дії которого грунтується на взаємодії двох полів.

У Наступний десятиліття веліся розробки магнетронів для генерації хвиля НВЧ. Головне завдання пролягав в збільшенні частоти коливання, что удалось сделать только Радянська вчений. Смороду збільшілі Вихідне значення в два рази, застосувались в якості матеріалу анода мідь.

Пристрій

Серцем магнетрона є блок анода, что складається з мідного циліндра, з порожнеча Всередині. У центрі его є порожніні, смороду є кільцевої системою об`ємніх резонаторів. У середіні анода є отвір, самє через него уходит Підключення до харчування. Такоже від него анод підключається до катода. Їм є нитка розжарення, вона підігрівається и проходити через всю середину анода. Щоб Забезпечити вихід вісокочастотніх коливання, такий вихід встановлюють в одному з резонаторів. Усередіні анодного блоку вакуум. Для его охолодження на поверхні встановлюють ребристі радіатори.

Поміщають цею блок так, что б ВІН опинивсь между магнітамі, что створюють магнітне поле достатньої сили. Встановлюють напряжение между анодом и катодом, Причому так, что позитивно зарядженості полюс знаходиться у анода. Електрон від катода почінають рухатіся через Дії поля електрики. Рухатіся смороду повінні до анода, а магнетрон, принцип Дії которого Полягає в магнітному полі, Повертає его образно до катода.

Добиться ЕФЕКТ, коли Електрон рухаються по опісуваної окружності и при цьом перебувають поруч з анодом, но повертаються назад, можна, если Дотримуватись питань комерційної торгівлі умови в двох пов`язаних полях. При такому стані на аноді залішається лишь мала частина всех електронів, что вілетілі з катода.

Повернувшись на катод, частина електронів замінюється. Цей процес триває, утворюючі біля анода заряд в форме кільця. Такий заряд начинает утворюватіся біля шкірного резонатора, з`являються незгасаючі вісокочастотні коливання. Вівесті Такі коливання можна витками проводів, розташувавші їх в будь-якому з резонаторів. Слідом ЦІ коливання передаються на хвілевід (або коаксіальну лінію).

Магнетроном можна назваті прилад СВЧ, ВІН генераторний, вакуумний, рух електронів в ньом відбувається в двох полях: Електрон та магнітному. Створює магнетрон принцип Дії двох ціх полів, Які утворюють Третє – СВЧ.

Відео: Пристрій и принцип роботи мікрохвільової печі

! застосування

Використовуват могут смороду в радіотехніці. Например, при складанні радарних карт. Для цього магнетрон винен складатіся НЕ только з рупорного опромінювача, а й з параболічного відбівача. С помощью управління імпульсамі вісокої інтенсівності створюється короткий імпульс випромінювання мікрохвіль. Частина ЕНЕРГІЇ, відбіваючісь, возвращается назад до волноводу и антени, что направляються ее до приймач. После ОБРОБКИ дані з`являються на радарної карті.

! Застосування в побуті

У печах, робота якіх засновано на мікрохвілях, принцип Дії немного Інший. Магнетрон для мікрохвільовкі має на кінці хвілеводу прозорий отвір для радіочастот, Які утворюються в відсіку для Приготування їжі. Тому важліво включать таку піч только з наявністю в ній їжі. Без цієї умови стоячі Хвилі віклічуть іскріння, так як магнітні Хвилі НЕ поглінуліся, а були Поверненні назад. Если це тріватіме довгий час, магнетрон просто зламається. ШВИДКІСТЬ, при Якій їжа в мікрохвільовці готовится, перелогів безпосередно від потужності магнетрона.

Більшість мікрохвільовіх печей має Потужність від 700 до Потужність потужність 850 Вт. Цього Цілком вистача, щоб закіп`ятіті стакан води Всього за 2-3 хвилини. Магнетрон для СВЧ “Сатурн”, В залежності від моделі, может мати різну Потужність. Вибір СВЧ цієї фірми можна почату сортаменту з порівняння магнетронів, а потім и Додатковий функцій.

Купівля СВЧ

при ПОКУПЦІ мікрохвільової печі слід знати принцип ее Дії. Много насторожено ставлять до цієї техніки, помилковості вважаючі, что це джерело радіації. Насправді, в ній Діє принцип СВЧ, что віпліває з самой назви. СВЧ – НЕ что інше, як «надвісокі частоти». Радіацію вона, звичайна, чи не віпромінює, но поводітіся з такою технікою нужно Обережно.

Сама мікрохвільовка Вже спочатку має захист оточуючіх від СВЧ-випромінювання. Така піч обладнан спеціальнім датчиком, Який відключіть магнетрон, если Відкрито кришку. Завершити роботу магнетрон, принцип Дії которого Полягає у віробленні СВЧ-хвиля, що не зможу, если порушені правила ЕКСПЛУАТАЦІЇ. Если помістіті в піч, например, металеву миску, вона просто віведе з ладу весь прилад.

Хвилі від СВЧ-печі могут віходити назовні НЕ далі чем на п`ять метрів. Тому в тій годину, коли вона працює, краще перебуваті подалі. Однако планування кухонь більшості квартир делать цього НЕ дозволяє, бо придется віходити в іншу кімнату.

Електромагнітне поле безконтактна розігріває їжу, вміщену в мікрохвільову піч. Більш того, процес нагрівання відбувається безпосередно в межах продукту, что скорочує час Приготування до декількох хвилин. Чи не треба Попередньо нагріваті посуд, в Якій находится їжа.

Для Краще результату готування треба знати кулінарні хитрощі Приготування тих чи других продуктов. З урахуванням того, что годину йде, а Пристрій НВЧ-печей НЕ змінюється, можна пріпустіті їх подалі и постійне закріплення за кухнями багатьох спожівачів.

Купівля магнетрона до СВЧ

Купуючі самостійно магнетрон, нужно обов`язково знати маркування. Щоб не сделать помилки, купуючі магнетрон на мікрохвільовку LG, нужно ознайомітіся з тім, Які ж смороду бувають. Найслабша Потужність у магнетрона 2M213. У него віхідна Потужність при навантаженні и типова Рівні 700 и 600 W відповідно, анодное значення – 3,95 kVp, а частота – 2460 MHz.

Відео: 5. Як працює магнетрон и народження панасунга

Магнетронів Із середнімі значень величин кілька. Основний з них: 2M214. У Цій моделі частота така ж, анодное значення немного вищє – 4.20 kVp. Віхідна Потужність при навантаженні и типова – 1000 и 850 W відповідно.

Максімальні значення показніків у магнетрона маркі2M246. При тій же частоті анодное значення более – 4.40 kVp, Середні потужності на віході при навантаженні – 1150 W, типова – 1000 W.

Чи можлива заміна своїми руками

Будь-який з відів магнетрона для мікрохвільовок LG можна замініті аналогічнім для Іншої фірми, например, “Самсунг”. Аналогічно можна замініті магнетрон для мікрохвільовкі “Самсунг” відповіднім за потужністю елементом від Іншої фірми. Если модель побутової надвісокочастотної печі віпущена очень давно, то найти деталь відповідної марки очень Важко. Можливо, виробник Вже зняв з виробництва Сейчас вид.

Альо даже если ви добре там, де принцип роботи магнетрона, що не слід займатіся лагодженням такой техніки вдома самостійно.

Придбати магнетрон для мікрохвільової печі 2M218 JF Daewoo можна самостійно, заступників в спеціалізованіх магазинах або безпосередно у виробника. Стоит ВІН около 2 тисяч рублей.

Відео: СВЧ магнетрон.что Всередині?

Основа роботи мікрохвільовкі

Розігрів продуктов в мікрохвільовій печі відбувається так: будь-яка їжа містіть в Собі молекули води, вона, в свою черга, складається з зарядженості позитивно и негативно частінок. Такі молекули віступають диполем, тому что добро проводять Хвилі електрики.

Висновок

Часта поломка СВЧ-печей – вихід з ладу магнетрона. Купити магнетрон на мікрохвільовку LG (як, втім, и других віробніків Даних побутових приладів) и замініті его самостійно буде й достатньо проблематично. Даже если знайдеться відповідній елемент, Встановити его зможу только майстер.

Перед покупкою пристрою Варто порівняті его Ціну з вартістю самой мікрохвільовкі. Часто буває, что ремонт обійдеться дорожча покупки. Завжди враховуйте цею фактор.

Отже, ми з`ясували, для чого потрібен такий елемент, як магнетрон, и в якіх сферах ВІН застосовується.

Конструкція та принцип роботи мікрохвильовки

Життя сучасної людини настільки швидке, що у багатьох просто не вистачає часу на приготування їжі. У цій ситуації на допомогу приходить сучасна побутова техніка, наприклад, мікрохвильовки. У них можна не тільки швидко розігріти їжу, але й швидко приготувати напівфабрикати. Поговоримо про те, як влаштовані та працюють НВЧ печі й, побіжно деконструюємо міф про “шкідливе” випромінювання, яке лякає багатьох.

Зміст:

Історія винаходу НВЧ печей

Історія відкриття мікрохвиль вельми цікава хоча б тим, що ефект нагрівання їжі був побічним явищем в ході експериментів з магнетроном – приладом, що генерує надвисокочастотні хвилі. Вигадана маркетологами легенда свідчить, що інженер Персі Лебарон Спенсер випадково виявив в кишені брюк розплавлений батончик, під час роботи з магнетроном. Як було насправді не знає ніхто.

Цікаво, що містер Лебарон, хоч і зареєстрував патент на мікрохвильовку, отримав за це відкриття вельми скромну винагороду. Річ у тім, що Персі працював в Raytheon – компанії, що розробляла радарне обладнання, котра й отримала всі лаври. Самого Лебарона визнали винахідником мікрохвильовок тільки посмертно.

Перша “побутова” НВЧ піч, що працювала саме за вищезгаданим принципом, була створена в 1947 і мала чималі габарити – співмірні зі зростом дорослої людини. Розробники назвали її Radarange. Через розмір ці печі, на початку, використовували, тільки щоб гріти їжу в їдальнях для солдатів.

Серійне виробництво НВЧ печей

З моменту винаходу до появи пристроїв, що віддалено нагадують сучасні мікрохвильовки пройшло майже 20 років. На це були свої причини: дорожнеча комплектуючих, критика приладу вченими, що не до кінця розуміли природу мікрохвиль. Перші побутові мікрохвильовки з’явилися в 1962 році, а розробили їх і налагодили конвеєрне виробництво в компанії Sharp. Через постійну критики наукової спільноти й недовіру обивателів перші серійні СВЧ печі не стали популярними, тому освоєння ринку рухалось досить мляво. Значний поштовх популяризації цієї побутової техніки дав винахід в 1966 році поворотного механізму, завдяки якому їжа всередині розігрівалася рівномірно. У 1979 році була випущена перша мікрохвильова піч з мікропроцесором. Зараз з популярністю цих девайсів важко сперечатися, згідно зі статистикою у 2000 році тільки в США купили більш ніж 12,6 млн одиниць.

Принцип роботи мікрохвильової печі

Головним елементом будь-якої СВЧ печі є магнетрон. Цей пристрій генерує мікрохвилі, які й розігрівають їжу. Для того щоб мікрохвилі спричиняли шукомий ефект, необхідно щоб в продуктах були присутні дипольні молекули. Тобто молекули, що одночасно мають і позитивний, і негативний заряд. Їх багато в овочах, фруктах і м’ясі. Наприклад, в кілограмі риби таких частинок кілька мільйонів.

У звичайному середовищі, коли на них не впливає електромагнітне поле, дипольні молекули знаходяться в хаотичному стані. Але, щойно вмикається магнетрон в СВЧ печі, вони шикуються в певному порядку: позитивно заряджені направляються в один бік, а негативно – в інший. У момент зміни полярності (заряду з позитивного на негативний) молекула змінює напрямок руху на 180 градусів.

Тобто, фактично, магнетрон генерує електромагнітне поле, що змушує молекули в продуктах рухатися швидше, створюючи між ними додаткову силу тертя яка і змушує їх нагріватися.

В класичних НВЧ печах мікрохвилі генеруються з частотою 2450 МГц (один герц дорівнює одному коливанню на секунду) і зміна поля відбувається двічі на кожен період коливання. Мікрохвилі зачіпають поверхневий шар, проникаючи в їжу приблизно на 3 см. Ця особливість наштовхує на висновок: щоб нагріти великий об’єкт краще виставити середню потужність на тривалий час. На високій потужності поверхня продуктів нагріється набагато швидше, ніж внутрішня частина.

Зміна потужності випромінювання печі

Більшість сучасних НВЧ печей дозволяють задавати потужність впливу мікрохвиль в будь-якому з режимів: від малої потужності для підігріву і підтримки тепла, до повної, на якій продукти готуються.

Магнетрони, в переважній більшості сучасних мікрохвильових печей, не дозволяють змінювати потужність плавно. Це досягається їх періодичним вмиканням/вимиканням.

Наприклад, в режимі 90 Вт (підігрів) магнетрон вмикається на 4 секунди, а потім вимикається на 17 і ці цикли поперемінно чергуються. У режимі 360 Вт, це буде 6 секунд роботи, на 15 секунд паузи і так далі.

Інверторні мікрохвильовки. Тут магнетрон вже може змінювати “потужність” випромінювання не вимикаючись. Сам вузол елементів набагато компактніший за стандартні магнетрони і ефективніше перетворює електроенергію, що надходить у мікрохвилі. Інверторні СВЧ печі дорожчі за звичайні, але якихось істотних переваг, окрім зниженої витрати електроенергії, вони не дають.

ККД мікрохвильової печі

Продуктивність при приготування в камері мікрохвильовки набагато вища, ніж за будь-якого іншого способу приготування/нагрівання їжі: варіння в каструлі, смаження на пательні чи запікання в духовці.

Коефіцієнт корисної дії високий, оскільки практично вся електроенергія використовується для нагрівання безпосередньо продуктів, а не повітря, стінок посудини чи духовки. Природно мова про режими, де використовуються тільки мікрохвилі (без урахування конвекції і грилю).

Конструкція типової сучасної мікрохвильовки

На цьому схематичному зображенні ми бачимо будову типової, найпростішої мікрохвильовки. У просунутих моделях можна зустріти ряд доробок і доповнень, про які ми поговоримо далі, зараз же розберемо базис.

Головний елемент будь-якої НВЧ печі – магнетрон (3). Це вакуумна лампа, що створює, в процесі роботи НВЧ випромінювання. Саме магнетрон “розганяє” дипольні молекули і, таким чином, розігріває їжу.

Випромінювання від магнетрона потрапляє до камери печі через хвилевід (5). Щоб хвилевід не перегрівався в процесі роботи – його охолоджує спеціальна система вентиляції.

Деякі моделі обладнані, також, спеціальним модулем – диссектором, який відповідає за рівномірність розподілу тепла. Він розташовується у верхній частині камери.

Внутрішня камера, і дверцята НВЧ печі надійно екрановані, ще один екрануючий шар знаходиться під металом корпусу пристрою. Таким чином, мікрохвилі не можуть проникнути за межі камери. Навіть найпростіші моделі оснащені запобіжником, що не дозволяє вмикати магнетрон, поки дверцята не зачинені на клямку (12).

Зверху внутрішня камера освітлюється лампою (1), щоб можна було контролювати процес приготування. У нижній частині розташовується поворотний механізм або привід (9), що обертає піддон (10) на сепараторі з роликами (11). Це потрібно для рівномірного прогрівання їжі.

Відповідає за роботу всього механізму блок керунку (8), який регулює роботу всіх вузлів. У сучасних мікрохвильових печах за це відповідає мікропроцесор.

Додаткове оснащення і можливості СВЧ печей

Базові моделі мікрохвильовок, конструкцію яких ми розбирали, називаються соло-печами. Вони використовують для приготування і розігрівання їжі тільки мікрохвилі. Але є ряд пристроїв підтримують функції гриля і конвекції.

Якими бувають грилі в мікрохвильових печах?

Гриль – це нагрівальний елемент розташований, як правило, у верхній частині внутрішньої камери девайса. Він потрібен для надання продуктам хрусткої скоринки, тому що мікрохвилі прогрівають шар приблизно 2,5-3 см углиб і з подібним завданням не справляються. Є три типи грилів:

• ТЕН. Керамічна трубка з герметизованою всередині металевої спіраллю розжарювання. ТЕН-и досить довго розігріваються і займають багато місця у внутрішній камері НВЧ печі. При цьому, печі з таким нагрівальним елементом, найдешевші;
• кварцовий гриль. Трубка, або опукла пластина з кварцового скла, в якій знаходиться “сіточка” зі сплаву нікелю та хрому. Такий нагрівальний елемент займає досить мало місця, і швидко розігрівається до потрібної температури;
• вугільний гриль. У ньому використовується галогенний нагрів і цей тип гриля найбільш “потужний”. Сам нагрівальний елемент укладений в тонку трубку з серцевиною з вугільного волокна, оточеного інертним газом. Випромінювання від вугільного нагрівача порівняне з жаром від вугілля на мангалі, і дозволяє домогтися ефекту “димності” при приготуванні.

Що таке конвекція і навіщо вона потрібна?

Режим конвекції, в більшості СВЧ печей, реалізований у вигляді системи вентиляторів, що забезпечують рівномірний обдув гарячим повітрям продуктів з усіх боків. Конвекція найкраще поєднується з грилем, оскільки для забезпечення рівномірності прогріву мікрохвилями достатньо поворотного механізму або диссектора.

SMART опції в сучасних мікрохвильовках

Деякі моделі СВЧ печей оснащені власним мережевим модулем і набором програм, які дозволять вам підключити пристрій до домашньої мережі Wi Fi й керувати їм через фірмовий додаток на вашому мобільному телефоні. Це надає ряд зручностей. Наприклад, ви можете завантажити напівфабрикат в камеру мікрохвильовки і запустити його приготування за наперед заданим рецептом до свого повернення з роботи.

Чи небезпечні мікрохвилі?

Дехто побоюється стояти поруч з працюючою мікрохвильовкою, деякі вважають що вона випромінює радіацію, інші кажуть, що їжа приготована або розігріта в СВЧ печі втрачає свої властивості.

Давайте розберемо, з точки зору фізики, найпопулярніші помилки:

• біля працюючої мікрохвильовки не можна стояти поруч. Це не так. Пристрій повністю безпечний для людини. Хвилі, які випромінює магнетрон, не мають нічого спільного з радіацією. До того ж, ви повністю ізольовані від процесів, що відбуваються всередині камери. Як ми згадували раніше в розділі “конструкція типової сучасної мікрохвильовки”, камера екранована, а запустити магнетрон не зачинивши дверцята не вийде. Звісно, на будь-які живі організми мікрохвилі впливають згубно, тому що нагрівають воду в тканинах. Один з найкурйозніших і сумних досвідів некоректного використання СВЧ печі дійшов до судового розгляду з позовом на 2 млн доларів. Літня американка спробувала висушити кішку в мікрохвильовці, тварина, природно, цього експерименту не пережила. Судовий позов до компанії-виробника був складений на тій підставі, що в інструкції до мікрохвильовки не згадувалася про заборону вміщення до неї тварин. Суд задовольнив позов у ​​повному розмірі;
• їжа втрачає свої властивості. Це так, якщо ви грієте продукти до температур, які їм протипоказані, в такому випадку вони просто “пригорять” як і в будь-який духовці. Але ніяких змін в складі продуктів мікрохвилі не викликають, вони лише розігрівають продукт зсередини. Проте, при нагріванні відбувається та ж денатурація білків, що і при варінні, смаженні або запіканні – тобто білки згортаються.

Заходи безпеки під час експлуатації НВЧ печей

• Не варто вмикати порожню мікрохвильовку. Коли всередині немає продуктів що містять воду, камера накопичує енергію, яка нікуди не виходить, в результаті чого пригорає пластинка, що захищає генератор хвиль;
• Не грійте продуктів де обмаль води. Краще не нагрівати насіння, горіхи, сухофрукти, сухарики. Окремий випадок – попкорн, в нього виробник додає масло і воду – отже це безпечно. З цієї ж причини не можна стерилізувати в НВЧ печі порожні банки;
• Використовувати тільки спеціальний посуд без металевих частин (небезпечні навіть “облямівки” з фарби, що містить метал, або фольга). Метал є провідником і може стати причиною короткого замикання;
• не варіть яєць в мікрохвильовці, вони, швидше за все, вибухнуть, оскільки будуть занадто сильно прогріватися за короткий проміжок часу;
• розігріваючи рідкі продукти і супи накривайте ємність пластиковою кришкою. Це і практична порада, і захід безпеки. Потрібно буде менше мити камеру, а жир і бруд не потраплятимуть на захисну пластину випромінювача. Якщо на цій пластині збереться занадто багато жиру і бруду, може статися пробій;
• не варто мити сенсорні панелі і внутрішню камеру печі агресивними жиророзчинними засобами, бо вони можуть пошкодити ту саму захисну пластину, або потрапити до швів між кнопками і стати причиною короткого замикання.

Підсумки

Мікрохвильова піч, чудовий інструмент для “побутової економії часу”. Якщо користуватися нею з огляду на описані вище заходи безпеки, можна отримати чимало вигод. Більшість побоювань з приводу шкоди мікрохвиль є лише банальним незнанням фізики. Сучасна модель з грилем здатна повноцінно замінити духовку, а витрата електроенергії у НВЧ печі набагато нижча.