Prinsip operasi dan rangkaian kemasukan magnetron ketuhar gelombang mikro

Ketuhar gelombang mikro telah dipasang dengan kuat dan telah menjadi salah satu sifat yang sangat diperlukan di mana-mana apartmen. Perkakas rumah ini membolehkan anda memanaskan atau memasak makanan dalam beberapa minit dengan bantuan sinaran yang tidak dapat dilihat oleh mata.

Tetapi untuk mengetahui dari mana datangnya sinaran ini dan seberapa selamatnya bagi manusia, perlu memahami alat dan prinsip operasi magnetron gelombang mikro, yang merupakan penjana gelombang frekuensi tinggi.

Magnetron

Apakah gelombang mikro dan bagaimana mereka memanaskan makanan

Radiasi gelombang mikro dipanggil radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang 1 mm hingga 1 m. Jenis sinaran ini digunakan tidak hanya untuk keperluan domestik, tetapi juga dalam sistem navigasi dan radar, dan di samping itu, ia menyediakan komunikasi selular dan televisyen satelit.

Gelombang mikro boleh dihasilkan secara buatan dan semula jadi (contohnya, di Matahari). Nama lain untuk gelombang mikro adalah radiasi gelombang mikro, atau gelombang mikro.

Semua jenis ketuhar gelombang mikro isi rumah mempunyai frekuensi radiasi tunggal 2450 MHz. Nilai ini adalah standard antarabangsa yang mesti dipatuhi oleh pengeluar perkakas rumah supaya produk mereka tidak mengganggu operasi peranti gelombang mikro lain.

Sinaran gelombang mikro

Kesan haba radiasi gelombang mikro ditemui oleh ahli fizik Amerika Percy Spencer pada tahun 1942. Dialah yang mempatenkan penggunaan alat yang menghasilkan gelombang mikro untuk memasak, sehingga meletakkan dasar untuk penggunaan ketuhar gelombang mikro dalam kehidupan sehari-hari.

Selama beberapa dekad akan datang, teknologi ini disempurnakan, yang memungkinkan untuk menghasilkan pengeluaran besar-besaran peranti mudah dan murah untuk cepat pemanasan makanan.

Untuk memanaskan sebarang bahan dalam ketuhar gelombang mikro, perlu adanya molekul dipol, iaitu molekul yang mempunyai muatan elektrik yang bertentangan di kedua hujungnya, diperlukan.

Dalam makanan, sumber utama mereka adalah air. Di bawah pengaruh radiasi gelombang mikro, molekul-molekul ini mulai berbaris di sepanjang garis kekuatan medan elektromagnetik, mengubah arahnya sekitar 5 bilion kali sesaat. Geseran di antara mereka disertai dengan pelepasan panas, yang memanaskan makanan.

Walau bagaimanapun, gelombang mikro tidak dapat menembusi lebih dalam daripada 2-3 cm dari permukaan produk, oleh itu semua yang berada di bawah lapisan ini menjadi panas kerana kekonduksian terma dari kawasan yang dipanaskan.

Pemanasan gelombang mikro

Peranti Magnetron dan aplikasinya

Dalam kebanyakan jenis teknologi gelombang mikro, magnetron adalah penjana frekuensi gelombang mikro. Peranti yang serupa dalam prinsip tindakannya - klystron dan platinumotrons, tidak digunakan secara meluas. Magnetron pertama kali digunakan dalam ketuhar gelombang mikro pada tahun 1960. Teknik yang paling biasa digunakan adalah magnetron multi-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 mewujudkan sistem ayunan cincin. Voltan sekitar 4000 volt dikenakan pada anod.
2. Katod. Ia terletak di bahagian tengah magnetron dan berbentuk silinder, di dalamnya terdapat filamen pijar.Pelepasan elektron berlaku di bahagian peranti ini. Voltan 3 volt dikenakan pada pemanas (filamen).
3. Magnet cincin. Elektromagnet atau magnet kekal berkekuatan tinggi yang terletak di bahagian hujung peranti diperlukan untuk membuat medan magnet yang diarahkan selari dengan paksi magnetron. Pergerakan elektron juga dilakukan ke arah ini.
4. Gelung wayar Ia disambungkan ke katod, dipasang di resonator dan dikeluarkan ke pemancar antena. Gelung digunakan untuk mengeluarkan radiasi gelombang mikro ke pandu gelombang, setelah itu masuk terus ke ruang gelombang mikro.

Peranti Magnetron

Oleh kerana kesederhanaan reka bentuk dan kos rendah, magnetron telah dapat digunakan di banyak kawasan, tetapi yang paling biasa:

• Dalam ketuhar gelombang mikro. Selain memasak dengan cepat dan mencairkan makanan di dalam ketuhar domestik, magnetron juga membolehkan anda melakukan tugas pengeluaran. Ketuhar gelombang mikro industri boleh melakukan pemanasan, pengeringan, pencairan, pemanggangan dan banyak lagi. Penting untuk diingat bahawa gelombang mikro tidak dapat dihidupkan kosong, kerana dalam hal ini radiasi tidak akan diserap oleh apa pun dan akan kembali ke pandu gelombang, yang boleh menyebabkan kerosakannya.
• Dalam radar. Antena radar yang disambungkan ke pandu gelombang sebenarnya merupakan umpan berbentuk kerucut dan digunakan bersama dengan reflektor parabola (plat). Magnetron menghasilkan denyut tenaga pendek yang kuat dengan panjang gelombang kecil, sebahagiannya, dipantulkan, sekali lagi menuju ke antena dan kemudian ke penerima sensitif, yang memproses isyarat dan memaparkannya di skrin.

Magnetron dalam radar

Prinsip operasi magnetron

Pengoperasian ketuhar gelombang mikro didasarkan pada penukaran tenaga elektrik menjadi sinaran elektromagnetik frekuensi ultra tinggi, yang mendorong molekul air dalam makanan. Molekul Dipole, yang sentiasa berubah arah, menghasilkan haba, yang membolehkan anda memanaskan produk dengan cepat, sambil mengekalkan sifat bermanfaatnya. Peranti yang menghasilkan gelombang mikro adalah magnetron.

Magnetron, sebenarnya, adalah dioda elektro-vakum, dalam operasi yang mana fenomena pelepasan termionik berlaku. Fenomena ini berlaku semasa pemanasan permukaan pemancar atau katod. Di bawah tindakan suhu tinggi, elektron yang paling aktif cenderung meninggalkan permukaannya, tetapi ini hanya akan berlaku apabila voltan dikenakan pada anod. Dalam kes ini, medan elektrik muncul, dan elektron mula bergerak ke arah anoda, bergerak di sepanjang garis kekuatannya. Sekiranya elektron berada di medan magnet, lintasannya menyimpang ke arah garis daya.

Diod vakum

Anoda magnetron mempunyai bentuk silinder dengan sistem rongga, atau resonator, di dalamnya terdapat katod dengan filamen. Dua magnet cincin yang terletak di sepanjang tepi anod membuat medan magnet di dalam anod, kerana elektron tidak bergerak langsung dari katod ke anod, tetapi mengubah jalannya, berputar di sekitar katod. Berhampiran resonator, elektron memberikan sebahagian tenaga mereka, yang membawa kepada pembentukan medan gelombang mikro yang kuat di rongga mereka, yang dibawa melalui gelung wayar yang disambungkan ke antena pemancar.

Untuk menggerakkan magnetron, perlu menerapkan voltan tinggi dari urutan 3-4 ribu volt ke anod. Oleh itu, magnetron disambungkan ke rangkaian elektrik isi rumah melalui pengubah voltan tinggi. Selain itu, litar pensuisan ketuhar gelombang mikro termasuk pandu gelombang yang memancarkan sinaran ke dalam ruang, litar pensuisan, unit kawalan, serta elemen perlindungan dan penyejukan. Di samping itu, dinding dalaman ruang dan jaring logam nipis di pintu peranti menghalang keluarnya radiasi di luarnya.

Litar pensuisan Magnetron

Bagaimana magnetron mempengaruhi kuasa gelombang mikro

Sebilangan besar pengeluar ketuhar gelombang mikro moden menawarkan pilihan untuk memilih kekuatan perkakas. Sebaliknya, mod operasi (pencairan atau pemanasan) dan kadar pemanasan makanan bergantung pada parameter ini. Walau bagaimanapun, ciri reka bentuk magnetron tidak membenarkan mengurangkan kuasanya, oleh itu, untuk mengurangkan intensiti pemanasan, kuasa dibekalkan kepadanya pada selang waktu tertentu. Jeda ini dalam operasi magnetron dapat dilihat jika anda menghidupkan gelombang mikro dengan kuasa sederhana dan mendengar bunyi kerjanya.

Tidak lama dahulu, beberapa pengeluar peralatan rumah tangga mengumumkan kemunculan sejumlah model ketuhar gelombang mikro dengan litar bekalan kuasa penyongsang. Penerapan skema ini memungkinkan bukan sahaja meningkatkan jumlah ruang yang dapat digunakan di ruang dengan mengurangkan dimensi pemancar, tetapi juga untuk mengurangkan penggunaan daya peranti. Tidak seperti model konvensional, suhu pemanasan di relau jenis penyongsang berubah dengan lancar, tetapi kosnya adalah susunan magnitud lebih tinggi.

Penyejukan dan perlindungan Magnetron

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

1. Relay termal. Peranti ini digunakan untuk melindungi magnetron, dan juga panggangan, jika tersedia dalam model. Sekering termal dilengkapi dengan plat bimetallic, yang dapat disesuaikan dengan suhu tertentu. Sekiranya nilai ini dilebihi, ia membongkok dan membuka litar kuasa.
2. Kipas. Ia tidak hanya meniup radiator magnetron dengan udara sejuk, tetapi juga melakukan sejumlah fungsi berguna lainnya, seperti menyejukkan komponen elektronik perangkat, mengedarkan udara di dalam ruang ketika panggangan berfungsi, dan juga mengeluarkan wap panas melalui bukaan khas.
3. Sistem kunci. Beberapa penyekat mikro mengawal kedudukan pintu gelombang mikro, menghalang magnetron daripada menyala ketika terbuka.

Relay termal

Adakah mungkin untuk menggantikan magnetron

Kelebihan utama magnetron moden untuk ketuhar gelombang mikro isi rumah adalah pertukarannya. Magnetron yang dihasilkan oleh syarikat lain akan sesuai untuk pelbagai model ketuhar gelombang mikro, jadi ia boleh diganti jika perlu. Dalam kes ini, satu-satunya syarat yang diperlukan adalah pematuhan kuasa. Anda boleh membeli magnetron di banyak kedai elektronik, namun, untuk membuat pilihan yang tepat, anda perlu memahami parameter dan pelabelannya. Selalunya, model magnetron berikut dipasang 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 dari peranti ini, tidak diganti untuk mengganti magnetron di rumah. Pertama, sukar untuk membuangnya sendiri, dan kedua, hanya pakar yang berkelayakan yang dapat memastikan operasi yang selamat setelah pemasangan.

Konfigurasi magnetron standard

Diagnostik kerosakan dan sebab kejadiannya

Mengganti magnetron memerlukan kos kewangan yang cukup besar, jadi sebelum membeli peranti baru, anda mesti mendiagnosis yang lama untuk memastikan bahawa ia benar-benar tidak berfungsi. Pengesahan boleh dilakukan di rumah menggunakan penguji konvensional. Ini memerlukan:

1. Cabut ketuhar gelombang mikro.
2. Tanggalkan penutup pelindung dan periksa bahagiannya secara visual.
3. "Ring" elemen utama papan litar bercetak menggunakan penguji atau "multimeter".
4. Periksa geganti terma.

Diagnostik

Pada akhir diagnosis, anda dapat membuat kesimpulan mengenai kerosakan bahagian tertentu. Sebab utama kegagalan magnetron merangkumi perkara berikut:

• Cap vakum yang rosak.Anda boleh menggantinya sendiri dengan hanya mengambil penutup yang serupa dari magnetron lain. Tempat duduk topi ini mempunyai konfigurasi standard.
• Kerosakan pemanas. Pada menghidupkan gelombang mikro kosong atau pemuatan magnetron yang tidak betul akan terlalu panas, yang boleh menyebabkan filamen dan pecah berlebihan. Untuk diagnosisnya, perlu mengukur rintangan antara kaki kapasitor. Sekiranya nilainya berada dalam julat 5-7 Ohm, maka pemanas berfungsi.
• Pecahan kapasitor laluan. Sekiranya penguji tidak menunjukkan nilai rintangan "tak terhingga" di antara kenalannya, maka kapasitor mesti diganti.