Устройство микроволновой печи

Микроволновая печь работает за счет того простого факта, что излучение 2,4 ГГц отлично поглощается водой. Каждый продукт (даже печенье) содержит влагу. А мясо, овощи фрукты процентов на 60 и более состоят из живительной влаги. Понятно, что пропуская излучение частотой 2,4 ГГц через пищу, можно подогреть ее до приличного уровня. Устройство микроволновой печи именно это и позволяет сделать. Кстати, на этой же частоте работает и WiFi, а пользователи персональных компьютеров не поджариваются только потому, что излучение строго дозировано. В частности, на некоторые передатчики следует даже получить разрешение прежде, чем их использовать. В противном случае начинаются последствия, самым безобидным из которых является повышение температуры тела. Страдает также и репродуктивная функция.

Что находится внутри микроволновой печи

Сердцем микроволновой печи является магнетрон. Он испускает волны, который нагревают продукт. С какой мощность работает прибор? Как и большинство электрических экземпляров бытовой техники потребление мало зависит от того, что происходит с объектом труда. В частности, какова бы ни была температура магнетрону на это глубоко все равно. Это не так очевидно, как кажется на первый взгляд. Например, мощность газовой горелки падает по двум причинам:

  1. Потери из кастрюли растут вместе с ее температурой.
  2. Эффективность нагрева также падает с повышением жара.

Устройство СВЧ печи

В случае с электричеством мощность отбирается от источника после чего так или иначе вручается по месту назначения. Какой бы горячести ни было блюдо, оно получает одно и то же количество ватт в каждый промежуток времени. Это что микроволновой печи, работающий от механического программатора. Новое же поколение приборов имеет датчик, измеряющий температуру пищи и в зависимости от этого гибко регулирующий скважность питающих магнетрон импульсов. В результате условия готовки выдерживаются достаточно точно и стабильно, а мощность микроволновой печи все время меняется в зависимости от потребностей рецепта. Разумеется, потребление из розетки также не остается прежним.

Как устроен магнетрон? Это вакуумная камера особой формы, стенки которой образуют резонаторы для данной длины волны (2,4 ГГц). Начальные колебания возникают буквально из ничего. Мир неидеален, поэтому всегда имеются какие-то флуктуации, которые порождают процессы самой разной частоты. Но благодаря резонаторам в рост идут только те колебания, которые укладываются в нужную длину волны. Все прочие затухают. Чтобы электроны легче покидали катод, он накаливается переменным напряжением 6,3 В (примерное значение), а кроме того сюда подается потенциал порядка единиц киловольт. За счет этого получается громадная мощность.

К слову, не раз и не два приходилось слышать доводы о том, что существует некое напряжение, при котором колебания образуются, но попадают на анод. Получается якобы вечный двигатель, который может греть что-то там. Таким господам теоретикам уместно напомнить, что если петлей не будет забираться энергия, то и ток станет нулевым. А если на анод не упадет ни один электрон, то и нагрева не будет. Следовательно, все эти домыслы хороши только для того случая, когда требуется найти идеальный режим для прибора, экономя этим энергию. Вот в этом смысл, безусловно имеется, и идея витающих по спирали электронов, которые не попадают на анод смотрится достаточно любопытно.

Ну, а принцип работы микроволновой печи целиком и полностью основан на том, что ток из розетки уходит на то, чтобы питать магнетрон, который в свою очередь греет пищу. Волны снимаются петлей, находящейся в одном из резонаторов. Затем передаются в волновод, где созданы все условия для распространения волны 2,4 ГГц с минимальными потерями. Один открытый торец волновода выходит прямо в рабочую камеру и прикрыт слюдяной пластиной, а второй закупорен. Штырь петли связи торчит ровно посередине, на таком расстоянии от ограничительной стенки, чтобы это не мешало волнам отражаться в сторону рабочей камеры. Это важный аспект, в частности, можно найти положение штырька, когда суммарное излученное поле равно нулю. Энергия сложится в канале в противофазе в результате чего никакого нагрева пищи наблюдаться не будет.

Читайте также:  Принцип работы микроволновой печи

Устройство микроволновки

Это сложно для понимания, но высокочастотные колебания при образовании интерференционной картины складываются с учетом разницы фаз, и если она равна 180 градусов (противофаза), то получается полный нуль. Визуально это можно наблюдать если правильно сложить излучение двух лазеров (необходимо именно когерентное излучение). В частности, на уроках физики в школах или ВУЗах часто демонстрируется нечто подобное. В точности то же самое происходит и в случае с микроволновой печью. Картина поля изменчива. Если внутри волновода излучение боле менее постоянно выходит в рабочую камеру, то там, где находится тарелка все совсем по-другому. Интерференционная картина меняется не только он размеров посуды, но даже и от типа пищи. В результате та мощность, которую нам преподносят технические характеристики микроволновых печей, далеко не вся идет в пищу.

Много энергии гасится за счет неправильного сложения фаз, какое-то число улетучивается через дверцу. В конечном итоге КПД определяют на основании чаш с водой, которые греют от одной температуры до другой, пытаясь понять и оценить результат. Важно понимать, что на практике условия даже близко не стояли с опытом. Мы еще раз нацеливаем внимание читателей на то, что микроволновая печь не является устройством совершенным. Не только КПД ее далек от 100%, но и вред может выйти не малый, если экран не в порядке. А как его проверить, – вопрос отдельный.

СВЧ печь изнутри

Практика показывает, что металлическая сетка на дверце отлично пропускает микроволновое излучение сотового телефона. Частота там немного иная… Ну, тогда можно попробовать ноутбук и вайфай.

  1. Выключите прибор, но вилку из сети не вынимайте.
  2. Положите внутрь ноутбук в работающей сетью.
  3. Закройте дверцу.
  4. Наблюдайте уровень сигнала.

Ловит? В этом случае защита не работает достаточно четко. Держитесь от такой микроволновой печи на почтительном расстоянии, когда она работает. Мы полагаем, что дело было так:

  1. Параметры микроволновых печей оценивали в лаборатории.
  2. Поле измерялось при работающем, загруженном приборе.
  3. Уровень не должен был превышать некоторых норм.
Читайте также:  Слюда для микроволновой печи

Проблема только в том, что вопрос излучений и их дозировки плохо изучен, а таким измерениям доверять можно с натяжкой. В свою очередь люди, работающие на предприятиях с излучениями, получают надбавку за вредность. В общем вопрос щекотливый, а сам прибор вообще пришел из США. Купите лучше мультиварку…

Конструкция микроволновой печи

Микроволновая же печь хороша, когда нужно что-нибудь разогреть. Есть и еще одна практика. Детские бутылочки с молоком ставят в камеру для разогрева. Мы бы не стали использовать принцип действия микроволновой печи в этих целях. Вы же решайте сами, как именно поступить. Но некогда в Швейцарии были проведены опыты, которые говорят за нашу точку зрения. Противоположная поддерживается только рекламой, силой лобби промышленников и недостаточной изученностью вопроса.

Как работает микроволновая печь

После того, как мы так много хорошего узнали о микроволновых печах, нам интересно знать, как именно они работают. Внутри находится обычный сетевой фильтр, с которого в конечном итоге питается трансформатор. Выходных обмоток две. Одна из них достаточно символическая и представляет собой пару витков изолированного провода. Отсюда получается порядка 6 В для питания накала катода магнетрона микроволновой печи. Прочие обмотки намотаны проводом с лаковой изоляцией и выглядят более внушительно. Напряжение на вторичной части составляет порядка 1-2 кВ. Затем следует выпрямитель на высоковольтном диоде и впечатляющего размера конденсаторе. Пока диод заперт, идет процесс заряда, затем на другой полуволне катод оказывается под удвоенным напряжением. Что составляет уже порядка 2-4 кВ.

Эти импульсы и питают магнетрон, который выдает энергию в рабочую камеру. Вся работа контролируется механическим программатором. Аналогичный, только посложнее, часто стоит в стиральных машинах. Устройство микроволновой печи не требует сложных операций. Внутри просто идет набор кулачков, задающий режим работы гриля и факт включения магнетрона, а мощность микроволн регулируется периодами работы и бездействия. Внутри стоит таймер, который включает и выключает трансформатор. Это сопровождается обычным замыканием и размыканием цепи. Чтобы исключить искру цепь обычно дополняется реле, которое в начальный период времени не пускает ток на трансформатор, а ждет, пока поднимется напряжение на управляющем затворе. Таким образом именно этот элемент берет на себя весь удар, и от качественного исполнения зависит многое.

В результате трансформатор то включается в цепь, то выключается из нее. А вместе синхронно с ним функционирует и магнетрон. Вот как работает микроволновая печь. Более современные модели в режиме измерения температуры используют инверторную схему, по которой трансформатор питается формируемыми импульсами с нужными параметрами. Если датчик отключается, то прибор возвращается в исходное состояние.

В рассказе о том, как устроена микроволновая печь, нельзя умолчать об обилии внутренних микропереключателей, которые контролируют, закрыта ли дверца. А вот от пустого включения (без пищи) защиты обычно нет! Микроволновая печь требует контроля.