Prinsip Operasi dan Gambarajah Litar Magnetron dari ketuhar gelombang mikro

Ketuhar gelombang mikro telah menjadi ciri umum dalam isi rumah dan kini dianggap sebagai perkakas penting di mana -mana apartmen. Peranti ini menawarkan kemudahan pemanasan atau makanan memasak dengan cepat menggunakan radiasi yang tidak kelihatan. Walau bagaimanapun, untuk memahami sumber dan keselamatan radiasi ini untuk manusia, adalah penting untuk memahami kerja -kerja magnetron ketuhar gelombang mikro – penjana gelombang frekuensi tinggi.

Dengan memahami kerja dalaman dan prinsip operasi magnetron ketuhar gelombang mikro, individu dapat memperoleh pengetahuan tentang asal usul dan potensi risiko yang berkaitan dengan radiasi yang dipancarkan oleh perkakas isi rumah ini.

Apakah gelombang mikro dan bagaimana mereka memanaskan makanan

Gelombang mikro adalah bentuk sinaran elektromagnet yang dicirikan oleh panjang gelombang antara 1 mm hingga 1 m. Jenis sinaran tertentu ini berfungsi dengan pelbagai tujuan, tidak terhad kepada penggunaan domestik, tetapi juga mendapati aplikasi dalam sistem navigasi dan radar, serta komunikasi selular dan televisyen satelit.

Gelombang mikro boleh berlaku secara semula jadi, seperti yang dipancarkan oleh matahari, dan buatan. Mereka juga dikenali sebagai radiasi frekuensi ultra tinggi, atau uhf.

Semua ketuhar gelombang mikro isi rumah beroperasi pada kekerapan pelepasan tertentu 2450 MHz, yang merupakan standard yang diiktiraf di peringkat antarabangsa. Pengilang peralatan isi rumah mesti mematuhi kekerapan ini untuk memastikan produk mereka tidak mengganggu peranti gelombang mikro lain.

Ahli Fizik Amerika Percy Spencer menemui kesan terma radiasi gelombang mikro pada tahun 1942. Dia memperoleh paten untuk peranti penjanaan gelombang mikro yang boleh digunakan untuk memasak, yang menandakan permulaan menggunakan ketuhar gelombang mikro di isi rumah.

Dalam tahun -tahun berikutnya, teknologi ini mengalami penambahbaikan, membolehkan pengeluaran besar -besaran peranti yang berpatutan dan cekap untuk memanaskan makanan dengan cepat.

Untuk memanaskan bahan -bahan yang berkesan dalam ketuhar gelombang mikro, ia mesti mengandungi molekul dipole – molekul yang mempunyai caj elektrik yang bertentangan di hujungnya.

Sumber utama air dalam makanan adalah penyumbang utama kepada proses ini. Apabila terdedah kepada sinaran frekuensi ultra tinggi, molekul-molekul ini menyelaraskan diri mereka dengan medan elektromagnet, mengubah orientasi mereka kira-kira 5 bilion kali sesaat. Pergerakan berterusan ini menghasilkan geseran antara molekul, mengakibatkan penjanaan haba yang memasak makanan dengan berkesan.

Walau bagaimanapun, kedalaman gelombang mikro penembusan terhad kepada kira-kira 2-3 cm dari permukaan barang makanan. Oleh itu, apa -apa di bawah lapisan ini bergantung kepada pengaliran haba dari kawasan yang dipanaskan untuk memasak.

Menggunakan gelombang mikro untuk memanaskan makanan

Peranti magnetron dan aplikasinya

Magnetron adalah sumber utama ayunan ultra-tinggi frekuensi dalam kebanyakan jenis peralatan gelombang mikro. Peranti lain, seperti Klystrons dan Platinotrons, yang beroperasi pada prinsip yang sama, tidak mendapat banyak penggunaan yang meluas. Magnetron pertama kali digunakan dalam ketuhar gelombang mikro pada tahun 1960. Magnetron multiresonator adalah jenis teknologi yang paling biasa digunakan, yang terdiri daripada beberapa komponen:

1. Anod, silinder tembaga yang dibahagikan kepada sektor dengan dinding logam tebal. Rongga volumetrik ini berfungsi sebagai resonator, membentuk sistem cincin ayunan. Anod tertakluk kepada voltan kira -kira 4000 volt.
2. Katod ini terletak di tengah -tengah magnetron dan mengambil bentuk struktur silinder yang mengandungi filamen. Komponen ini bertanggungjawab untuk pelepasan elektron, dicapai dengan menggunakan voltan 3-volt ke pemanas (filamen).
3. Magnet cincin, yang boleh sama ada elektromagnet atau magnet kekal kuasa tinggi, diletakkan di hujung peranti. Magnet ini penting untuk mewujudkan medan magnet yang berjalan selari dengan paksi magnetron, membolehkan pergerakan elektron ke arah yang sama.
4. Gelung dawai disambungkan ke katod, berlabuh di dalam resonator, dan meluas ke antena pemancar. Tujuan gelung ini adalah untuk membimbing radiasi kekerapan ultra-tinggi ke dalam gelombang gelombang, yang membolehkan ia lulus terus ke ruang gelombang mikro.

Oleh kerana reka bentuk mudah dan kos rendah mereka, magnetron telah menemui banyak aplikasi dalam pelbagai bidang, dengan makhluk yang paling lazim:

• Ketuhar gelombang mikro. Di samping keupayaan mereka untuk memasak dan memusnahkan makanan dengan cepat di ketuhar isi rumah, magnetron juga memudahkan tugas perindustrian. Ketuhar gelombang mikro perindustrian boleh digunakan untuk pemanasan, pengeringan, lebur, memanggang, dan banyak lagi. Penting untuk diperhatikan bahawa gelombang mikro tidak boleh dikendalikan kosong, kerana radiasi tidak akan diserap dan boleh merosakkan gelombang gelombang.
• Ketika datang ke radar, terdapat komponen penting yang memainkan peranan penting dalam fungsi sistem – antena radar. Disambungkan ke gelombang gelombang, antena ini mengambil bentuk penyinaran kerucut dan berfungsi seiring dengan reflektor parabola, sering disebut sebagai hidangan. Melaksanakan tugas penting, antena membantu dalam penghantaran dan penerimaan isyarat.

Magnetron dalam radar

Prinsip operasi magnetron

Magnetron beroperasi dengan menukar tenaga elektrik ke dalam radiasi elektromagnetik frekuensi yang sangat tinggi, yang menyebabkan gerakan dalam molekul air makanan. Molekul dipole, yang sentiasa mengubah arah, menjana haba, membolehkan pemanasan makanan yang cepat sambil mengekalkan sifat -sifatnya yang bermanfaat. Magnetron adalah peranti yang bertanggungjawab untuk menjana gelombang mikro.

Magnetron adalah jenis injap elektrik yang menggunakan proses pelepasan thermoelectron. Proses ini berlaku apabila permukaan pemancar atau katod dipanaskan, menyebabkan elektron yang paling aktif meninggalkan permukaan. Walau bagaimanapun, ini hanya berlaku apabila voltan digunakan pada anod. Apabila voltan ini digunakan, medan elektrik dibuat, dan elektron mula bergerak ke arah anod di sepanjang garis daya. Sekiranya elektron dipengaruhi oleh medan magnet, laluan mereka akan dibelokkan ke arah garis medan magnet.

Anod Magnetron direka sebagai silinder yang mengandungi rongga, atau resonator, menempatkan katod dengan filamen. Diletakkan di tepi anod, dua magnet cincin menghasilkan medan magnet dalaman. Bidang ini mengubah jalan elektron, menyebabkan mereka mengorbit di sekitar katod dan bukannya bergerak terus ke anod. Apabila elektron dilalui oleh resonator, mereka memindahkan beberapa tenaga mereka untuk mendorong penciptaan medan frekuensi ultrahigh yang mantap di dalam rongga. Bidang ini kemudiannya dipancarkan ke dunia luar melalui gelung dawai yang disambungkan ke antena-pemancar.

Untuk mengaktifkan magnetron, anod perlu dibekalkan dengan voltan tinggi kira-kira 3-4 ribu volt. Oleh itu, magnetron disambungkan ke bekalan kuasa isi rumah menggunakan pengubah voltan tinggi. Selain itu, litar ketuhar gelombang mikro termasuk gelombang gelombang untuk menghantar radiasi dalam ruang, litar pensuisan, unit kawalan, serta komponen pelindung dan penyejukan. Di samping itu, dinding dalaman ruang dan mesh logam nipis di pintu peranti berfungsi untuk mengandungi radiasi di dalam batasnya.

Ilustrasi gambarajah skema magnetron

Bagaimana magnetron mempengaruhi kuasa gelombang mikro

Banyak pengeluar ketuhar gelombang mikro kontemporari kini menyediakan pilihan untuk memilih kuasa peranti. Cara operasi (defrosting atau pemanasan) dan kelajuan di mana makanan dipanaskan bergantung pada parameter ini. Malangnya, disebabkan ciri -ciri reka bentuk magnetron, kuasanya tidak dapat dikurangkan. Oleh itu, untuk mengurangkan intensiti pemanasan, kuasa dibekalkan kepada magnetron pada selang waktu tertentu. Jeda ini dalam operasi magnetron dapat diperhatikan dengan menghidupkan gelombang mikro pada kuasa sederhana dan mendengar suaranya.

Baru -baru ini, beberapa pengeluar peralatan isi rumah membuat pengumuman bahawa mereka telah memperkenalkan beberapa model ketuhar gelombang mikro yang menggunakan sistem bekalan kuasa penyongsang. Pelaksanaan sistem ini bukan sahaja membolehkan peningkatan ruang yang boleh digunakan di dalam ruang dengan mengurangkan saiz pemancar, tetapi ia juga membantu menurunkan penggunaan kuasa keseluruhan peranti. Berbeza dengan model tradisional, ketuhar jenis penyongsang lancar menyesuaikan suhu pemanasan, tetapi harga mereka jauh lebih tinggi.

Penyejukan dan perlindungan magnetron

Semasa operasi, magnetron menghasilkan sejumlah besar haba, yang memerlukan pemasangan radiator pada badannya untuk menghilangkan haba. Oleh kerana terlalu panas adalah punca utama kegagalan magnetron, langkah -langkah tambahan dilaksanakan untuk melindunginya:

1. Relay termostat. Peranti ini melindungi kedua -dua magnetron dan gril (jika ada dalam model). Dilengkapi dengan plat bimetallic, relay termostat boleh diselaraskan ke suhu tertentu. Sekiranya suhu melebihi ambang ini, plat membungkuk, membuka litar kuasa.
2. Kipas. Selain menyejukkan radiator magnetron, kipas juga memenuhi fungsi bermanfaat yang lain, seperti menyejukkan komponen elektronik peranti, mempromosikan peredaran udara di dalam ruang semasa operasi grill, dan mengusir stim panas melalui lubang khusus yang berdedikasi.
3. Mekanisme mengunci. Pintu gelombang mikro dilengkapi dengan pelbagai microswitches yang memastikan magnetron tidak dapat diaktifkan semasa pintu dibuka.

Bolehkah magnetron diganti

Salah satu faedah utama magnetron moden yang digunakan dalam ketuhar gelombang mikro isi rumah adalah pertukaran mereka. Magnetron yang dihasilkan oleh syarikat yang berbeza boleh digunakan pada pelbagai model gelombang mikro, yang membolehkan penggantian mudah jika perlu. Satu -satunya keperluan dalam kes sedemikian adalah memastikan spesifikasi kuasa bersesuaian. Untuk membeli magnetron, seseorang boleh melawat banyak kedai elektronik; Walau bagaimanapun, penting untuk memahami parameter dan pelabelan untuk membuat pilihan yang tepat. Model magnetron berikut biasanya terdapat dalam gelombang mikro:

• 2m 213 (dengan kuasa nominal 600 W dan 700 W di bawah beban);
• 2m 214 (dengan kuasa 1000 W);
• 2m 246 (dengan kuasa tertinggi 1150 w).

Tidak dinasihatkan untuk menggantikan magnetron di rumah walaupun setelah mengkaji semua parameter penting peranti. Pertama, mengeluarkannya secara bebas dapat membuktikan agak mencabar, dan kedua, memastikan operasi selamatnya setelah pemasangan hanya dapat dilakukan oleh pakar yang berkelayakan.

Persediaan purata magnetron

Diagnosis kesalahan dan penyebab kejadian mereka

Untuk memastikan bahawa anda tidak membuang wang pada peranti baru, penting untuk mendiagnosis yang lama sebelum melabur dalam magnetron pengganti. Ini boleh dilakukan di rumah menggunakan penguji biasa untuk memeriksa sebarang kecacatan. Untuk melakukan ini, ikuti langkah -langkah ini:

1. Pertama, cabut gelombang mikro dari bekalan kuasa.
2. Seterusnya, keluarkan perlindungan perlindungan dan periksa bahagian secara visual.
3. Menggunakan penguji atau multimeter, uji elemen utama papan litar.
4. Jangan lupa untuk memeriksa thermorelay juga.

Setelah menyelesaikan diagnosis, kesimpulan dapat dibuat mengenai kegagalan komponen tertentu. Penyebab utama kegagalan magnetron boleh dikaitkan dengan yang berikut:

• Kegagalan topi tiub vakum. Anda boleh menggantikannya dengan mencari topi yang sama dari magnetron yang lain. Kerusi cap mempunyai konfigurasi standard.
• Kerosakan pemanas. Apabila microwave dihidupkan tanpa apa -apa di dalam atau dengan pemuatan yang salah, magnetron boleh terlalu panas, menyebabkan pemanasan berlebihan filamen dan pecahnya akhirnya. Untuk mendiagnosis isu ini, rintangan antara kaki kapasitor perlu diukur. Sekiranya nilai antara 5-7 ohm, pemanas masih berfungsi.
• Pecahan kapasitor lulus. Sekiranya penguji tidak menunjukkan "tak terhingga" nilai rintangan antara kenalannya, kapasitor perlu diganti.