Как работает микроволновка — бытовой электроприбор для быстрого подогрева и разморозки продуктов, знают далеко не все ее владельцы. Это часто становится причиной поломок и даже несчастных случаев. Зная устройство микроволновой печи, пользователь будет предупрежден о возможных неполадках и об опасностях, подстерегающих его во время самостоятельного ремонта.
Принцип работы микроволновки кардинально отличается от обычных духовок. Продукты, пронизанные волнами сверхвысокочастотного диапазона, греются по всему объему, а не по поверхности, как при тепловом воздействии. Именно поэтому процесс разогрева/разморозки так краток.
Нагревание еды происходит благодаря физическому явлению — электромагнитные СВЧ-поля преобразуются в тепло. В СВЧ-печке греется только сам продукт, не тратится энергия на нагрев самой камеры, а значит, экономится энергия.
Микроволновое действие способно за минуты поднять температуру объекта до величины, необходимой пользователю. Это особенно удобно при разморозке: огромный кусок замороженного мяса можно разогреть за считаные минуты, не изменив его свойств.
Нагрев пищи спровоцирован действием высокочастотных волн, их частота — 2 450 МГц. Эти микроволны, проходя внутрь объекта, поляризуют молекулы воды. Под действием излучения молекулы строятся вдоль силовых линий электромагнитного поля.
Направленное перемещение молекул вызывает повышение температуры продукта по всему объему. Микроволны, проникая в глубину объекта на 2,5–3 см, разогревают молекулы воды, а разогретые участки объекта передают тепло далее — таким путем прогревается весь объем.
Как устроена микроволновка
Составные части СВЧ-печки:
- Камера. Сделана из металла. Оборудована металлизированной дверцей. Здесь сконцентрировано СВЧ-излучение. Сюда помещают еду для разогрева. Требует ухода.
- Магнетрон . Излучатель высокочастотных микроволн.
- Трансформатор. Источник питания магнетрона.
- Коммуникации и управляющая система.
- Волновод. Передает микроволны от излучателя в камеру.
- Поддон. Вращаясь, он способствует равномерному прогреванию объектов готовки.
- Вентилятор. Для проветривания камеры и охлаждения магнетрона.
Работа микроволновой печи сводится к выделению магнетроном энергии, преобразуемой в тепло. Устройство подключено к трансформатору-стабилизатору. Когда-то этот прибор был самым дорогим в СВЧ-печке, сегодня его стоимость снизилась и микроволновки стали гораздо доступнее.
Принципиальная электрическая схема у всех СВЧ-печек практически одинакова, разные у них только характеристики, возможности и дизайн.
Устройство и принцип работы микроволновой печи
Что такое магнетрон
Его назначение — генерация излучения заданной частоты. По сути, это — электровакуумный диод. Его строение:
- Он имеет анод в форме цилиндра. У него круглое сечение и десять секторов с медными стенками.
- По центру диода — катод. Внутри него — накаливающаяся нить. Функция катода — испускание электронов.
- По краям магнетрона — магнитные элементы кольцевидной формы. Их задача — создание магнитного поля в излучателе. Это поле является генератором высокочастотных волн.
- Напряжение, прикладываемое к аноду, составляет 4 000 В, а к катодной нити — 3 В.
Благодаря разнице напряжений катод испускает электроны, которые ловит электрическое поле с высокой напряженностью. Частота генерации зависит от конфигурации резонаторных камер и от напряжения анода.
Энергия снимается посредством петли из проволоки, которая соединяется с катодом и выводится в излучающую антенну. Излучение от антенны направляется к волноводу, по которому и проходит внутрь СВЧ-печки.
В обычных микроволновках применяют магнетроны мощностью 0,8 кВт. Бывает, чтобы приготовить блюдо, нужна мощность, меньше 0,8 кВт, тогда устройство включается на короткие промежутки времени, перемежаемые паузами.
Такой принцип действия известен как широтно-импульсная модуляция. Так как магнетрон, работая, нагревается, он помещается в радиатор пластинчатого типа, который постоянно обдувает вентилятор. Перегрев может стать причиной поломки. Чтобы этого не случилось, устанавливают специальный термопредохранитель.
Из чего состоит термопредохранитель
Эти устройства известны также как термореле. Их выпускают для разных номиналов температур.
Термореле состоит из алюминиевого корпуса, который крепится к месту контроля температуры фланцевым соединением, и биметаллической пластины, настроенной на определенное значение температуры. Когда нагрев превышает допустимый порог, пластина, изгибаясь, запускает элемент, размыкающий контакты — питание печки прекращается.
Когда магнетрон остынет, биметаллическая пластина примет исходную форму и контакты замкнутся — печь включится.
Описание работы вентилятора
Без вентилятора работа невозможна. Его функции:
- Обдувание источника излучения и других компонентов электронной схемы, выделяющих тепло.
- Если есть гриль, то вентилятор обдувает и его.
- В камере, во время приготовления продуктов, образуется много тепла и пара. Благодаря вентилятору, создается повышенное давление, выдавливающее теплый воздух и пар сквозь отверстия для вентиляции.
Вентилятор располагают возле задней стенки прибора. Засасывая воздух из помещения, он направляет воздушный поток по воздуховодам к пластинам магнетрона, а далее в камеру. В движение лопасти вентилятора приводятся асинхронным двигателем переменного тока.
Как работает дверца
Благодаря блокировке, срабатывающей при открывании дверцы, пользователи защищены от облучения. Устройство дверцы достаточно сложное — от исправности ее работы зависит безопасность владельца. Конструкция дверцы предусматривает меры защиты:
- Плотное прилегание к корпусу. Печку с большими зазорами использовать нельзя. Излучение способно выйти за пределы камеры через щели. Металлический корпус аппарата и специальный паз дверцы должны быть разделены зазором, ширина которого равна ¼ длины микроволны. В таком зазоре формируется электромагнитная волна стоячего типа, которая имеет нулевую амплитуду в месте прилегания двери к корпусу, именно поэтому она не выходит за пределы камеры. Такой способ защиты — от волн с помощью самих волн — называют СВЧ-дросселем.
- По периметру дверцы имеется дроссельный высокочастотный заслон, понижающий излучение до безопасного уровня.
- При отливке корпуса дверцы используют разные присадки, благодаря которым металл лучше поглощает излучение. Они не обеспечивают 100%-е поглощение, но ослабленные волны однозначно не несут опасности человеку.
- Чтобы предотвратить включение печки в момент, когда дверка открыта, в аппарате имеется система переключателей, которые контролируют ее положение. Как правило, имеется три переключателя — для выключения магнетрона, для включения подсвечивающей лампочки и для передачи сигнала на блок управления. Настройка и расположение микропереключателей не позволяет им срабатывать при открытой дверце.
Система защиты
Всякая микроволновка — источник мощного излучения, способного нанести большой ущерб организму человека и всего живого. Чтобы оградить окружающих от воздействия, аппарат экранирован металлическим корпусом, сквозь который высокочастотное излучение пройти не может.
Дверца оснащена прозрачным стеклом, чтобы пользователь мог наблюдать за процессами разогрева, приготовления, разморозки. Стекло также экранировано — на нем металлическая мелкоячеистая сетка, препятствующая проникновению микроволн.
Конструкция блока управления
Задачи блока управления — «мозга» СВЧ-печи:
- Поддерживать заданную мощность.
- Отключать печь по окончании процесса.
В ранних версиях управление осуществлялось двумя механическими переключателями: одним задавали мощность, другим — время. Сегодня аппараты оснащают электронными и микропроцессорными блоками управления, которые управляют, помимо двух названных, множеством функций — важных и неважных. Например:
- встроенные часы;
- звуковой сигнал об окончании процесса;
- отображение мощности;
- готовка блюд по специальным программам, «вшитым» в памяти блока.
Конструкция микроволновки.
Конструктивно микроволновая печь состоит из металлической камеры, в которой приготавливается пища. Камера снабжена дверцей, которая не позволяет излучению выйти наружу. Для равномерного разогрева пищи внутри камеры установлен вращающийся столик, который приводится в движение мото-редуктором (мотором), который сокращённо называется T.T.Motor (Turntable motor).
СВЧ-излучение генерируется магнетроном и через прямоугольный волновод подаётся в камеру. Для охлаждения магнетрона во время работы служит вентилятор F.M (Fan motor), который прогоняет холодный воздух через магнетрон. Далее нагретый воздух от магнетрона через воздуховод направляется в камеру и также используется для нагрева пищи. Через специальные неизлучающие отверстия часть нагретого воздуха и водяной пар выводится наружу.
В некоторых моделях СВЧ-печей для формирования равномерного нагрева пищи используется диссектор, который устанавливается в верхней части камеры микроволновки. Внешне диссектор напоминает вентилятор, но он предназначен для создания определённого типа СВЧ-волны в камере так, чтобы осуществлялся равномерный прогрев пищи.
Электрическая схема микроволновки.
Давайте взглянем на упрощённую электрическую схему рядовой микроволновки (кликните для увеличения).
Как видим, схема состоит из управляющей части и исполнительной. Управляющая часть, как правило, состоит из микроконтроллера, дисплея, кнопочной или сенсорной панели, электромагнитных реле, зуммера. Это «мозги» микроволновки. На схеме всё это изображено отдельной платой с надписью Power and Control Curcuit Board. Для питания управляющей части микроволновки используется небольшой понижающий трансформатор. На схеме он отмечен как L.V.Transformer (показана только первичная обмотка).
Микроконтроллер через буферные элементы (транзисторы) управляет электромагнитными реле: RELAY1, RELAY2, RELAY3. Они включают/выключают исполнительные элементы СВЧ-печи в соответствии с заданным алгоритмом работы.
Исполнительные элементы и цепи — это магнетрон (Magnetron), мото-редуктор столика T.T.Motor (Turntable motor), охлаждающий вентилятор F.M (Fan Motor), ТЭН гриля (Grill Heater), лампа подсветки O.L (Oven Lamp).
Особо отметим исполнительную цепь, которая является генератором СВЧ-излучения.
Начинается эта цепь с высоковольтного трансформатора (H.V.Transformer). Он самый здоровый в микроволновке. Собственно, это и не удивительно, ведь через него нужно прокачать мощность в 1500 — 2000 Вт (1,5 — 2 kW), необходимых для магнетрона. Выходная же (полезная) мощность магнетрона 500 — 850 Вт.
К первичной обмотке трансформатора подводится переменное напряжение сети 220V. С одной из вторичных обмоток снимается переменное напряжение накала 3,15V. Оно подводится к накальной обмотке магнетрона. Накальная обмотка необходима для генерации (эмиссии) электронов. Стоит отметить, что ток, потребляемый этой обмоткой, может достигать 10A.
Другая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а также схема удвоения напряжения на высоковольтном конденсаторе (H.V.Capacitor) и диоде (H.V. Diode) создаёт постоянное напряжение в 4kV для питания анода магнетрона. Ток анода небольшой и составляет где-то 300 мА (0,3A).
В результате электроны, эмитированные накальной обмоткой, начинают своё движение в вакууме.
Особая траектория движения электронов внутри магнетрона создаёт СВЧ-излучение, которое и нужно нам для нагрева пищи. СВЧ-излучение отводится из магнетрона с помощью антенны и поступает в камеру через отрезок прямоугольного волновода.
Вот такая несложная, но весьма изощрённая схема является неким СВЧ-нагревателем. Не стоит забывать, что сама камера СВЧ-печи является элементом данного СВЧ-нагревателя, так как представляет, по сути, резонатор, в котором возникает электромагнитное излучение.
Кроме этих элементов в схеме микроволновой печи есть множество защитных элементов (см. термовыключатели KSD и аналоги.). Так, например, термовыключатель контролирует температуру магнетрона. Его штатная температура при работе где-то 80° – 100°C. Этот термовыключатель крепится на магнетроне. По умолчанию он не показан на упрощённой схеме.
Другие защитные термовыключатели подписаны на схеме, как OVEN THERMAL CUT-OUT (устанавливается на воздуховоде), GRILL THERMAL CUT-OUT (контролирует температуру гриля).
При наличии нештатной ситуации и перегреве магнетрона термовыключатель размыкает цепь, и магнетрон перестаёт работать. При этом термовыключатель выбирается с небольшим запасом — на температуру отключения 120 – 145°C.
Весьма важными элементами микроволновой печи являются три переключателя, которые встроены в правый торец камеры СВЧ-печи.
При закрытии передней дверцы два переключателя замыкают свои контакты (PRIMARY SWITCH – главный выключатель, SECONDARY SWITCH– вторичный выключатель). Третий – MONITOR SWITCH (контрольный выключатель) – размыкает свои контакты при закрытии дверцы.
Неисправность хотя бы одного из этих выключателей приводит к неработоспособности микроволновки и срабатыванию плавкого предохранителя (Fuse).
Чтобы снизить помехи, которые поступают в электросеть при работающей СВЧ-печи, имеется сетевой фильтр – NOISE FILTER.
Аппаратная часть микроволновой печи
Магнетрон — главный узел СВЧ-печи, генерирующий волны высокой частоты. Он представляет собой вакуумную электролампу, состоящую из медного анода и катода из сплава вольфрама и тория. Волны сверхвысокой частоты возникают из-за взаимодействия магнитных полей и высокого напряжения. Для работы магнетрона необходимо очень высокое напряжение около 4 кВ. А, как известно, у нас в сети поддерживается напряжение в 220-230В. Для того, чтобы повысить показатели до необходимых в микроволновой печи установлен специальный трансформатор (повышает до 2кВ), и конденсатор ( преобразует напряжение в пульсирующую форму величиной 4кВ). Из-за таких высоких напряжений магнетрон при работе довольно сильно греется, и для его охлаждения используется вентилятор. Все эти компоненты расположены, как правило, за панелью управления, то есть за боковой стенкой рабочей камеры.
Многие замечали на боковой стенке внутри камеры окошко закрытое чем-то похожим на плотный лист картона. Это и есть отверстие через которое волны поступают внутрь отдела с продуктами. А материал которым оно закрыто называется слюда. Это диэлектрический минерал, который распределяет разночастотные радиоволны любой мощности. Данная деталь очень важна в конструкции печи, так как она защищает магнетрон от попадания грязи и жира, а также равномерно рассеивает волны.
Блок управления
Управляет работой всех деталей микроволновой печи электронный блок управления. С развитием технологий управляющие модули из аналоговых устройств с электромеханическим таймером превратились в сложные электронные устройства. Теперь в памяти процессора храниться множество различных программ, настройки для режимов автоприготовления. В современной микроволновой печи можно выбирать конкретную надстройку для каждой задачи, что позволяет приготовить или разморозить блюдо согласно требованиям конкретного продукта.
Что же касается визуального оформления блока управления, то существуют модели, где выбор программы происходит при помощи механических клавиш или поворотного колеса, а также есть микроволновые печи с сенсорным управлением. Способ индикации на большинстве микроволновок представлен в виде небольшого информативного дисплея, на котором показываются все необходимые данные при пользовании устройством. Во время простоя устройства на дисплее могут отображаться цифровые часы.
Основные узлы и детали СВЧ-печи
Микроволновая печь состоит из нескольких обязательных деталей:
- Металлический корпус с металлической дверцей и изолированной металлизированной камерой;
- Магнетрон в микроволновке — собственно, излучатель сверхвысоких частот;
- Волновод, за счет которого происходит передача излучения к изолированной камере.
- Высоковольный трансформатор для питания магнетрона.
- Вращающаяся тарелка для более равномерного разогревания пищи;
- Плата управления различными режимами, таймером и т.п.;
- Вентилятор.
Теперь немного подробнее разберём главные элементы микроволновой печи.
Магнетрон
1. Металлический колпачок насажен на керамический изолятор 2.
3. Внешний кожух магнетрона.
4. Фланец с отверстиями для крепления.
5 Кольцевые магниты служат для распределения магнитного поля.
6. Керамический цилиндр для изоляции антенны.
7. Радиатор служит для лучшего охлаждения.
8. Коробочка фильтра.
9. Узел соединения магнетрона с источником питания содержит переходные конденсаторы, которые вместе с дросселями образуют СВЧ фильтр для защиты от проникновения СВЧ излучения из магнетрона.
10. Выводы питания.
Радиоволны частотой 2450 МГц генерируются специальным прибором – это магнетроном, представляющим собой электровакуумный диод. Именно это устройство генерирует сверхвысокочастотные волны в камере, которые воздействуют на молекулы в пище, в следствие чего и происходит нагрев. Он имеющий массивный медный цилиндрический анод круглый в сечении и разделенный на 10 секторов, имеющих такие же стенки из меди.
В центре этой конструкции расположен стержневой катод, внутри которого есть нить накала. Катод служит для эмиссии электронов. По торцам магнетрона расположены мощные кольцевые магниты, создающее магнитное поле внутри магнетрона, необходимое для генерации СВЧ-излучения. К аноду прикладывается напряжение в 4000 Вольт, а к нити накала 3 Вольта. Происходит интенсивная эмиссия электронов, которые подхватываются электрическим полем высокой напряженности. Геометрия резонаторных камер и напряжение анода определяют генерируемую частоту магнетрона.
Волновод
Съем энергии происходит при помощи проволочной петли, соединенной с катодом и выведенной в излучатель-антенну. С антенны СВЧ-излучения попадает в волновод, а от него в камеру микроволновки.
Дверца микроволновки
Большое внимание при изготовлении печей уделяется дверце. В СВЧ-печах дверца является не только декоративным элементом, она должна хорошо защищать от выхода микроволн наружу, а также выполняет роль своего рода предохранителя. Принцип очень простой: если Вы откроете дверцу во время работы, срабатывает блокировка и процесс генерирования СВЧ останавливается. Несмотря на видимую простоту, устройство дверцы довольно непростое, ведь с ним связана безопасная эксплуатация всего аппарата.
Работа выключателей двери показана в таблице, ниже:
Дверца микроволновой печи должна:
- плотно прилегать к корпусу устройства. Большие зазоры не позволяют использовать устройство. Причина проста: дверь служит своего рода щитом от микроволнового излучения, и если зазор будет достаточно велик, излучение может проникнуть за пределы камеры для приготовления пищи. Это излучение опасно для здоровья.
- периметр дверцы оснащён дроссельным заслоном высокой частоты. Этот аппарат служит для понижения излучения до приемлемого уровня.
- в момент отливки корпуса двери содержать множество присадок, с помощью которых достигается высокий процент поглощения излучения. Разумеется, нельзя быть полностью уверенным в 100% поглощения излучения, но не стоит сомневаться, что остаточные волны не представляют опасности и значимого вреда для здоровья человека.
Вентилятор
Стандартная выходная мощность магнетронов, применяемых в бытовых микроволновках, составляет 800 Вт.
Магнетрон в процессе работы выделяет большое количество тепла, поэтому его корпус помещен в пластинчатый радиатор, который при работе всегда должен обдуваться воздушным потоком из встроенного в микроволновку вентилятора. При перегреве магнетрон очень часто выходит из строя, поэтому его оснащают защитой – термопредохранителем.
Высоковольтный трансформатор
Магнетрон становится активным, как только получает достаточное напряжение. К его аноду прикладывается напряжение около 4000 Вольт, а к нити накала 3 Вольта. Такие показатели достигаются наличием высоковольтного трансформатора достаточной мощности, потому что стандартная выходная мощность магнетронов, применяемых в бытовых микроволновках, составляет 800 Вт.
Плата управления
Магнетрон генерирует на максимальной мощности. Если для приготовления блюд требуется меньшая мощность, то это достигается тем, что магнетрон включают на определенные промежутки времени, за которыми следует пауза.
Плата управленя делает промежутки включения и паузы длине или короче, в зависимости от выбранного режима мощности.
Самая простая плата управления с двумя переключателями: режим работы и мощность. Есть платы управления с обычными кнопками и сенсорными. Дополнительно на плате управления может быть наличие дисплея с часами, таймером, а таже дополнительных режимов микроволновки. Некоторые модели имеют диалоговый режим, рецепты, выход в Интернет и т.п.
Для питания платы управления используется дополнительный блок питания (трансформатор, выпрямитель, конденсаторы…).
Электрическая схема
Все бытовые модели СВЧ-печей выполнены по одной и той же схеме, а основные блоки располагаются в штатных местах. Техника прошлых поколений отличается только исполнением интерфейса управления.
Рассмотрим схему основных агрегатов СВЧ-печи
Напряжение ~220 вольт через специальную схему управления подается на первичную обмотку силового трансформатора. Далее с помощью силового трансформатора высокое напряжение подается на схему удвоения напряжения собранную на высоковольных элементах VD1, C1.
Сопротивление R1 имеет номинал от 1 до 10 Мом и нужно для того, чтобы обеспечивать разряд конденсатора С1 при выключенной печи. В импортных конденсаторах резистор монтируется внутри.
Предохранительный диод VD2 служит для защиты трансформатора от перегрева в случае замыкания в магнетроне или чрезмерном повышении напряжения на конденсаторе С1.
При замыкании резко повышается ток во вторичных обмотках, что ведёт к увеличению тока в первичных обмотках и перегорает предохранитель. В микроволновках установлены сетевой (по входу 220В) и высоковольный (во вторичной цепи силового трансформатора) предохранители.
Если замерить напряжение на катоде магнетрона оно будет равно -4000 вольт (отрицательное), значит, на аноде относительно катода напряжение будет равно +4000 вольт.
Блок питания магнетрона обеспечивает выработку питающих напряжений:
Анодное напряжение Uа = 4000 вольт A = 300 мА.
Напряжение накала U = 3,15 вольт А = 10 Ампер.
Простая схема СВЧ печи
Схема микроволновки с механическим переключателем работы
В продаже можно встретить технику трёх видов: классическую, с грилем, с конвекцией и грилем. В обычной печке можно разогреть продукты, разморозить их, и только. Тогда как наличие гриля и конвекции расширяет возможности оборудования. Естественно, что дополнительные элементы заметно прибавляют стоимости печи и увеличивают расход электроэнергии.
Схема микроволновки с грилем и конвекционным вентилятором
Грили на ТЭНе универсальны. Их сравнительно легко обслуживать – чистить и менять. Трубки могут располагаться либо сверху, либо снизу. Но есть модели с двумя нагревательными элементами и даже с подвижным грилем, где ТЭН опускается при готовке и встаёт на место, когда технику отключают.
Модели с конвекцией оснащаются вентилятором, позволяя качественно поджарить продукты. Пища равномерно запекается и в результате покрывается хрустящей корочкой. В печах с грилем можно поджарить курицу, пирожки и другие блюда. Все это вместе заменяет обычную духовку. Вентилятор равномерно распределяет тепло по камере.
Современные устройства оснащаются электронным блоком, а силовой трансформатор заменён на более эффективный инвертор.
Некоторые модели СВЧ печей имеют диалоговый режим, когда на дисплее высвечиваются рекомендации во время приготовления блюда.
Также может быть микроволновая печь со встроенными рецептами приготовления блюд. Чтобы запустить процесс приготовления, нужно указать вид продукта, количество, рецепт. Готовые программы дают возможность выбрать оптимальный режим, точное время приготовления.
Некоторые модели оснащаются портом связи для доступа в интернет. Это дает возможность загружать новые рецепты блюд и получать информацию о его калорийности.
Электрическая схема СВЧ
На основании изложенного выше нетрудно понять, как микроволновая печь устроена, просто рассматривая ее снаружи, заглядывая в камеру и в тыл. Но если захочется что-то починить, полезно в общих чертах понимать, как узлы взаимодействуют между собой. В этом поможет принципиальная схема микроволновой печи. Ее строение только на первый взгляд кажется сложным. Однако любая схема состоит из базовых блоков. В качестве примера стоит посмотреть на устройство модели с механическим аналоговым управлением.
Из схемы ясно видно, как преобразуется энергия и работают системы безопасности. Одним из самых первых контуров всегда выступает шумоподавитель (NOISE FILTER). Именно он гасит колебания, которые формирует разрядник энергии в дверке, защита человека от высокочастотного излучения.
Затем идет система основной безопасности. Это блок контактов в дверке, один отслеживает прилегание к корпусу, второй положение защелки, третий позицию ручки. При незамкнутом состоянии любого из них печь не будет работать.
Третий функциональный блок — приводы и подсветка. Здесь все просто. На двигатель, который крутит тарелку, на вентилятор и лампу, подается постоянное напряжение. Таймер размыкает цепь при окончании установленного временного интервала.
Последний рабочий контур — повышающий трансформатор, датчик контроля температуры магнетрона, его система защиты от пробоя и плавкий предохранитель. И заканчивается схема всегда одинаково. Главным рабочим органом печи, магнетроном.
В качестве заключения
Несмотря на то, что микроволновка может показаться крайне сложным и даже опасным устройством, ее рекомендуется регулярно обслуживать. Это безопасно и просто. Вскрывать корпус, чтобы удалить пыль с аппаратной части, не стоит. Достаточно держать в чистоте поверхность стенок отсека для продуктов, стекло дверки. Периодически аккуратно снимать и протирать слюдяную пластину, закрывающую волновод. И тогда микроволновка будет сохранять стабильные параметры весь срок, заявленный производителем.
Главная деталь СВЧ
Основным элементом в любой СВЧ является магнетрон. Он представляет собой необычную лампочку. В ней содержится вакуумная камера. Зоной ответственности детали является СВЧ-излучение. Магнетрон занимается тем, что преобразует поступающее напряжение в микроволны. Кроме того, он выводит их в камеру печи. Благодаря им, и происходит подогрев пищи.
Главными компонентами, обеспечивающими работу устройства, являются предохранитель, выпрямитель и трансформатор.
Предохранители
Предохранитель — маленькая, но очень важная деталь. Он выглядит как небольшая металлическая нить в стеклянной колбе. Закрывается с обеих сторон специальными колпачками.
Микроволновка оборудована тремя предохранителями.
- Сетевой бережет электрическую цепь от неожиданных скачков напряжения.
- Высоковольтный предохраняет трансформатор от возможных перегрузок. Относится к элементам защиты магнетрона.
- Третий вид устанавливают в печах, оборудованных панелью электронного управления. Он занимается преобразованием поступающего тока в напряжение. В случае поломки заменить его довольно трудно.
Вид предохранителя, используемого в определённой модели, можно узнать в руководстве по эксплуатации.
Выпрямитель
Выпрямитель необходим для питания магнетрона. Он занимается преобразованием поступающего напряжения в постоянное. Состоит из выпрямительного диода и разделительного конденсатора.
Трансформатор
Трансформатор подпитывает магнетрон. Для запуска работы необходима подача высокого напряжения, потому что стандартного для магнетрона недостаточно. Высоковольтный трансформатор преобразовывает поступающий ток, доходя до требуемых значений. Благодаря этому, магнетрон включается в общий процесс.
Детали, управляющие функциями СВЧ
Микроволновая печь — довольно сложный механизм. Процедура работы основана на взаимосвязи между всеми деталями. Следовательно, выход одной составной части из строя приводит к неисправности техники. Поэтому большое значение имеют элементы, отвечающие за функции СВЧ.
Главной управляющей деталью в микроволновках является блок питания. Он отвечает за поддержание заданной мощности. Кроме того, он отключает печь по истечении установленного периода. С его помощью также регулируется уровень мощности во время приготовления пищи. Блок отличается от других частей печи. Он располагает собственным источником питания.
Устройство СВЧ печи
Теперь пришло время разобраться, как устроена микроволновка. Сердцем любой подобной печки является специальный генератор, создающий высокочастотное электромагнитное поле большой интенсивности. Называется он магнетроном. Далее, поле, им созданное, при помощи волноводов специальной конструкции направляется в камеру для продуктов. Делает он это таким образом, что весь внутренний объем камеры «заполняется» полем равномерно, обеспечивая качественный прогрев продуктов любого объема. Дополнительно этому способствует и вращающийся поддон, которым оснащают большинство микроволновок.
Магнетрон занимает самое почетное место под крышкой прибора.
Контролирует работу ВЧ генератора электронный блок, собранный на микропроцессоре. Встроенные в блок микропрограммы позволяют устанавливать желаемый режим приготовления продуктов, контролируют температуру в камере, влажность, время приготовления. Они же следят и за безопасностью использования печки — закрыта ли защитная дверца, нет ли пробоя изоляции, не поднялась ли температура внутри камеры выше критической и пр. Управление контроллером осуществляется с пультов того или иного типа — кнопочных, сенсорных и пр. Ну и, естественно, имеется в печи и блок питания, обеспечивающий энергией всю электронику и сам магнетрон.
Вот так выглядит микроволновая печь на схеме.
Опасность и вред микроволновки
А теперь самый главный вопрос, который беспокоит едва ли не каждого владельца микроволновки: представляет ли прибор какую-либо опасность для окружающих? Существует множество мифов об опасности использования СВЧ технологий в быту. Основные из них:
- Радиационная опасность.
- Опасность электромагнитного излучения.
- Плохое влияние СВЧ на качество приготовляемых продуктов.
- Возможность физического поражения полем СВЧ.
- Повышенная опасность поражения электрическим током высокого напряжения.
Радиационное поражение
Согласно этому мифу, все, кто находятся рядом с СВЧ печью, получают радиационное облучение. Более того, даже выключенная печка «лучит» не хуже чернобыльского трактора. Но если верить основам ядерной физики (все проходили ее в школе), радиацией, которую все так боятся и которая действительно представляет опасность, является ионизирующее излучение.
Взгляните на список, в котором перечислены виды электромагнитного излучения, расположенные в порядке убывания их длины волны:
- радиоволны — 10 км — 0.1 мм;
- инфракрасное излучение — 1 мм — 780 нм;
- видимое излучение (свет) — 780 — 380 нм;
- ультрафиолетовое излучение — 380 — 10 нм;
- рентгеновское излучение — 10 — 5 пм;
- жесткое (гамма) излучение — менее 5 пм.
Из всего списка только два последних пункта являются полноценным ионизирующим и частично ионизирующим — третий снизу (УФ свет). А оставлять после себя наведенную радиацию может только гамма-излучение. Длина волны электромагнитного поля микроволновой печи — 12 см. Гораздо логичнее бояться видимого света, излучаемого лампочкой Ильича, ионизирующая способность которой на 3 порядка выше излучения микроволновки. Но, несмотря на очевидное, лампочек не боится никто, микроволновых печей — почти все.
Меняет ли высокочастотное излучение свойства продуктов.
Бытует мнение, что, побывав в микроволновке, продукты меняют свою физическую структуру. Одни связи якобы разрушаются, другие появляются, меняется заряд, полюс, градус, память — все что угодно. После всего этого безобразия полезные продукты питания превращаются в яд.
Микроволновое излучение, как было сказано выше, воздействует на полярные молекулы, которыми являются молекулы воды. На сегодня науке достоверно известно, что вода — аморфное тело и вообще не имеет структуры, если не находится в замерзшем состоянии. Как может эта самая структура измениться, если у аморфного тела ее нет вовсе?
Рождение подобного мифа связано, скорее всего, с понятием «структурированная вода», которое появилось благодаря всевозможным лженаукам типа гомеопатии и «бизнесменам», продающим «заряжающие» подносы для воды и прочие чудеса техники параллельных миров.
Электрическим током
Насколько прибор электробезопасен.
Опасения, будто бы микроволновая печка опасна в плане поражения электрическим током, в принципе, понятны. Для работы магнетрона требуется источник высокого напряжения — порядка 4 кВ. Если добавить к этому еще и мощность современной микроволновки, которая может достигать киловатта, то весь ужас человека, далекого от электрики, становится понятным. Тем не менее этот же человек совершенно спокойно пользуется полуторакиловаттным пылесосом и двухкиловаттной электроплитой.
Вспомните обычный кинескопный телевизор, который служил нам не одно десятилетие и продолжает служить по сей день. Напряжение на ускоряющем аноде его кинескопа достигает 30 кВ. Это почти на порядок выше напряжения на магнетроне. Если вскрыть микроволновку, то можно и под напряжение попасть. Но и в телевизоре ведь задняя крышка всего на четырех винтах! А теперь подумайте: много у вас знакомых, убитых током злого телевизора? Таким образом микроволновая духовка в плане электробезопасности ничем не отличается от любого другого бытового прибора.
Вредно ли излучение микроволновки для организма.
Да, СВЧ вредны для человека. Но ведь масса современных устройств работает на той же частоте: Wi-Fi модем, мобильник, смартфон. Работа с ними считается безопасной. Так вредно микроволновое излучение или невредно? Вредно, но лишь при превышении определенного уровня. Ваш мобильник излучает, но мощность его передатчика невелика. Хоть вы и держите его у самого виска, периодические разговоры по телефону особого вреда здоровью не нанесут. Другое дело — микроволновая печка. Мощность ее «передатчика» достигает тысячи ватт.
Но, во-первых, в отличие от мобильника, излучение магнетрона направлено не во все стороны, а в рабочую камеру. Во-вторых, и это главное, камера, как и ее дверца, имеют специальное покрытие, предотвращающее выход излучения за пределы рабочей области. Конечно, покрытие не задерживает СВЧ на 100%, но этого и не нужно. Вы не держите микроволновку у виска, как телефон, и не пользуетесь ею, часами уткнувшись носом в дверцу. Кроме того, интенсивность СВЧ убывает пропорционально квадрату расстояния.
Что по этому поводу говорят цифры? Открываем медицинские документы, нормирующие максимально допустимое безопасное для человека СВЧ излучение и читаем: не более 10 мкВт/см.кв. Много это или мало? Самое время посмотреть на рисунок ниже:
Зависимость напряженности поля от расстояния до СВЧ печи.
У самой дверцы микроволновой печи напряженность электромагнитного поля достаточно высока — 5 мВт/см.кв. Но уже на дистанции в полметра оно ослабевает на два порядка, а на расстоянии в полтора метра ниже максимально допустимого уровня вдвое. Таким образом, если вы не сидите со включенной микроволновкой буквально в обнимку, а пользуетесь ею не круглые сутки, то за свое здоровье можете не опасаться. Но ведь дверцу можно открыть? Можно, только магнетрон сразу же отключится, поскольку имеет защиту «от дурака». Эта же защита не даст сунуть руку (а кое-кому и голову) в работающий прибор, дабы проверить его исправность «на ощупь».
Как только вы откроете дверцу, автоматика снимет питание с магнетрона.
Таким образом исправная микроволновая печь при соблюдении элементарных правил эксплуатации, подробно описанных в прилагаемой инструкции, абсолютно безопасна для человека.
