- Загальний принцип дії мікрохвильової печі
- Які елементи є в конструкції мікрохвильової печі
- Схеми розподілу НВЧ хвиль
- Як працює система захисту
- Електрична схема НВЧ
- В якості висновку
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Мікрохвильова піч працює практично в кожній сучасній квартирі. Цей зручний побутовий прилад вміє підігрівати, розморожувати, запікати. Деякі моделі здатні підсмажувати на грилі та виконувати складні програми для виготовлення усередині готових страв. Принцип дії мікрохвильової печі не змінився з моменту її винаходу. Але завдяки досягненням технічного прогресу зросла безпека обладнання, а електрична схема здатна здійснювати комплексне управління та точний контроль параметрів роботи.
Загальний принцип дії мікрохвильової печі
Фізика процесу нагрівання вмісту мікрохвильової печі досить проста. НВЧ випромінювання впливає на молекули продуктів, і завдяки їхньому взаємному тертю виділяється тепло. Але це занадто просте пояснення.
Насправді коливанням піддаються тільки молекули води. Але якщо поставити в мікрохвильову піч ідеально чисту склянку з дистильованою рідиною, то її температура при стандартному часі роботи печі зміниться досить мало. То чому ж нагріваються продукти? Це відбувається завдяки тертю молекул на межі середовищ, тобто різних речовин. А оскільки будова будь-якого матеріалу, чи то їстівний продукт чи шматок дерева, велике і обов'язково має у структурі воду, виникають різномаплітні коливання.
Важливо! Частота мікрохвильової печі розрахована так, щоб максимально впливати на молекули рідини. Саме вони своїм інтенсивним коливанням та тертям про сусідів сприяють виділенню великої кількості тепла. Матеріали сухі та чисті за хімічним складом нагріваються дуже повільно, але таких у природі мало.У мікрохвильову піч не можна класти метали. При дії на них НВЧ випромінювання утворюються поверхневі струми та відбуваються іскрові, дугові пробої на стінки внутрішнього відділення печі.Проте технічний прогрес знайшов вихід. Сьогодні безліч компаній, наприклад, Daewoo, випускають мікрохвильові печі, в які можна ставити металеві предмети. Також у багатьох моделях дозволено використання замкнутих контурів, зокрема тарілок з тисненням фольгою по краю або декоративних страв з металевим бортом.
Які елементи є в конструкції мікрохвильової печі
Влаштування мікрохвильової печі тільки на перший погляд здається складним. Власника цього приладу вводить в оману кількість кнопок, індикаторів, програмування. Насправді будь-яка піч, з механічним керуванням, сенсорною панеллю, пультом, гібридним електронним контролем, складається з однакових функціональних блоків:
- блок генерації НВЧ випромінювання, магнетрон та хвилеводи;
- система перетворення напруги, головний модуль - високовольтний трансформатор, що підвищує;
- засоби контролю у складі групи датчиків;
- система вторинного захисту;
- керуюча схема мікрохвильової печі.
Варто розглянути роботу кожного блоку окремо, в порядку їх задіяння у стандартній схемі використання мікрохвильової печі.
Керуюча схема
Головна електросхема мікрохвильової печі, з якою має справу користувач - це блок управління. У ньому за допомогою кнопок, механічних перемикачів, регуляторів задаються граничні параметри. Тобто робоча потужність або режим, час виконання програми і таке інше.
Схема управління може бути як завгодно складною. Найпростіший варіант є круговими регуляторами, один з яких - реле таймера.З їх допомогою встановлюється потужність режиму та час роботи. Ще один знайомий користувачам варіант – гібридний, з кнопками. По суті, його функціонал не набагато ширший за механічне регулювання.
Сенсорна панель, як правило, нічим за принципом дії не відрізняється від кнопок. Вона просто надійніша і не вимагає обслуговування. Просунуті схеми електронного управління включають програмування, тобто перемикання по заданому алгоритму потужності випромінювання та часу її видачі.
Система перетворення напруги
Мікрохвильова піч складається з групи вузлів, які дуже небезпечні для людини. Головний з них - трансформатор, що підвищує. Коли схема управління дає команду включення режиму, він видає до 4 КВ напруги. У цьому робочий струм може досягати 10А і від. Такі параметри роботи електромережі становлять величезну небезпеку для людини.
Важливо! Підвищує трансформатор - ключовий і найдорожчий вузол системи перетворення напруги. Він живить магнетрон, елемент, якого неможливо реалізувати основний принцип роботи мікрохвильової печі.Блок генерації НВЧ випромінювання
Магнетрон - це серце мікрохвильової печі. По суті це звичайна вакуумна лампа, схожа на ті, які використовувалися в кінескопах старих телевізорів. Тільки магнетрон генерує інтенсивну електромагнітну хвилю високої частоти, що утворюється під час проходження електронів через магнітне поле.
Блок генерації випромінювання складається не з одного НВЧ джерела. Для, так би мовити, подачі хвиль у робочу зону печі встановлюються хвилеводи. Саме вони знаходяться за слюдяною пластиною, яку кожен бачив на бічній стінці мікрохвильової печі, коли ставив у неї тарілку зі сніданком.
Системи основного та вторинного захисту
Роль контрольних датчиків цілком зрозуміла. Вони стежать, щоб жоден із ключових елементів електронної та апаратної частини не вийшов у критичний режим роботи. Датчики гарантують безаварійне функціонування приладу та запобігають небезпечним збоям.Але мікрохвильова піч має системи захисту, розроблені для людини. Нижче будуть докладно описані їх функції.
Отже, система управління ініціалізує пуск магнетрону. Вона задає параметри роботи, відраховує тимчасові інтервали, змінює потужність і так далі. Є й зворотний зв'язок між системами безпеки та управління. За сигналами перших може бути повністю зупинено роботу печі, змінено режим, видано службове повідомлення або звукові оповіщення.
Схеми розподілу НВЧ хвиль
Спершу варто зупинитися на роботі блоку генерації НВЧ. Будова магнетрону є випромінюючим елементом і обмоткою, що генерує магнітне поле. Ця лампа, грубо кажучи, постійно зношується. Всі стикалися з ситуацією, коли з ходом експлуатації мікрохвильова піч розігріває все слабше і слабше. Це нормальне явище, кожна модель рано чи пізно вимагає заміни магнетрону.
У печах різних виробників (або рівня складності) може використовуватися відмінні одна від одної схеми розподілу НВЧ хвиль.У стандартному варіанті рішення, який застосовує компанія LG та безліч інших виробників, від магнетрону в область продуктів йде лише один хвилевід. Він закритий слюдяною пластиною, щоб запобігти попаданню сміття та пари.
Важливо! У моделях з одним хвилеводом, який випромінює досить локалізований потік хвиль, використовується відбивач на протилежному боці відсіку продуктів. Це увігнута зона стіни. Вона допомагає більш рівномірно розподілити НВЧ випромінювання за робочим об'ємом.
У деяких мікрохвильових печах компанії Samsung використовується інший принцип: встановлюється основний хвилевод і кілька щілинних антен. Це дозволяє рівномірно розподіляти потік енергії, формувати так зване 3D-випромінювання. Крім цього, піч, варіюючи потужність магнетрону, досягає плавного нагрівання продуктів по всьому об'єму.
Але найголовніше в генерації хвиль НВЧ - їх параметри.Частота випромінювання магнетрону в мікрохвильовій печі становить 2.45 ГГц - саме це значення є резонансним для молекул води, змушуючи їх коливатися з великою амплітудою. Відбувається нагрівання продукту. Тепло від поверхневих шарів поступово поширюється по всьому об'єму продукту.Є деякі рішення, що дозволяють прискорити розігрів їжі в робочій області печі. Це так звані дисектори. На вигляд такий конструкційний елемент схожий на вентилятор на стелі камери мікрохвильової печі. Однак він робить іншу роботу, а саме розсіює НВЧ хвилі.
Інші функціональні елементи печі мають цілком зрозуміле призначення. Наприклад, мікрохвильова піч з грилем діє на їжу не тільки НВЧ, але й інфрачервоним випромінюванням. Вона дозволяє досягти на продуктах гарної запеченої скоринки. Окремі моделі печей можуть оснащуватися додатковими вентиляторами для відведення тепла.
Як працює система захисту
Також варто детально висвітлити функціонування систем безпеки. Вони поділяються на дві значні групи.
- Контроль параметрів апаратної частини. Це датчик температури магнетрону, запобіжники, вентилятори, що охолоджують. Вони вирішують завдання блокування потенційно аварійних ситуацій та підтримання нормованих показників роботи електроніки
- Захист людини від ураження електрострумом та НВЧ випромінюванням.
З системами захисту від електроструму стикався кожен, хто хоч раз розбирав корпус своєї мікрохвильової печі. У ключових точках монтажу розміщено мікровимикачі. Знявши кришку, грубку вже не можна увімкнути. Цього просто не дозволить система захисту.
Але цікавіша схема нейтралізації НВЧ хвиль. Варто розуміти, що випромінювання навіть теоретично не може бути локалізоване всередині печі. Хвилі відбиваються, зокрема від товарів. Тому на передніх дверях встановлюється скло з нанесеними на нього тонкими металевими гратами. Це антенний модуль.Він підключений до розрядника, який віддає накопичену енергію кидками в основні електромережі приладу.
Важливо! Мікрохвильова піч генерує перешкоди проводки. У деяких будинках це можна зафіксувати по роботі інших приладів (зокрема, Wi-Fi роутерів), особливо якщо експлуатується відверто дешева піч з поганим шумоподавником.Електрична схема НВЧ
На підставі викладеного вище неважко зрозуміти, як мікрохвильова піч влаштована, просто розглядаючи її зовні, заглядаючи в камеру та в тил. Але якщо захочеться щось полагодити, корисно загалом розуміти, як вузли взаємодіють між собою. У цьому допоможе принципова схема мікрохвильової печі. Її будова лише на перший погляд видається складною. Однак будь-яка схема складається із базових блоків. Як приклад варто подивитися на пристрій моделі з механічним аналоговим керуванням.
Зі схеми ясно видно, як перетворюється енергія та працюють системи безпеки. Одним із перших контурів завжди виступає шумоподавлювач (NOISE FILTER). Саме він гасить коливання, які формує розрядник енергії у дверях, захист людини від високочастотного випромінювання.
Потім йде система основної безпеки. Це блок контактів у дверцятах, один відстежує прилягання до корпусу, друге положення клямки, третю позицію ручки. При незамкнутому стані будь-якого з них пекти не працюватиме.
Третій функціональний блок - приводи та підсвічування. Тут усе просто. На двигун, що крутить тарілку, на вентилятор та лампу, подається постійна напруга. Таймер розмикає ланцюг при закінченні встановленого часового інтервалу.
Останній робочий контур - підвищуючий трансформатор, датчик контролю температури магнетрону, його система захисту від пробою та плавкий запобіжник. І закінчується схема завжди однаково. Головним робочим органом печі, магнетроном.
В якості висновку
Незважаючи на те, що мікрохвильова піч може здатися вкрай складним і навіть небезпечним пристроєм, її рекомендується регулярно обслуговувати. Це безпечно та просто. Розкривати корпус, щоб видалити пил із апаратної частини, не варто.Достатньо тримати в чистоті поверхню стін відсіку для продуктів, скло дверцят. Періодично акуратно знімати та протирати слюдяну пластину, що закриває хвилевід. І тоді мікрохвильова піч зберігатиме стабільні параметри весь термін, заявлений виробником.