Принцип работы и внутреннее устройство микроволновой печи
Если вам пришел в голову вопрос, как работает микроволновка, то ответить на него будет несложно, ведь это устройство присутствует на рынке бытовой техники достаточно давно, и его характеристики изучены вдоль и поперек. Принцип работы микроволновой печи основывается на воздействии микроволн на продукт, помещенный внутрь прибора. Подробно о том, что такое СВЧ-печь и микроволны, будет рассказано ниже.
Принцип работы СВЧ-волн
Для работы микроволн необходимы дипольные молекулы. Они заряжены одновременно и положительно, и отрицательно. Таких молекул более чем достаточно в овощах, фруктах и мясной продукции. Средняя концентрация, к примеру, в килограмме рыбы составляет несколько миллионов частиц. В обычной среде, без электрического поля, молекулы находится в хаотичном состоянии. Но как только начинает работать магнетрон в СВЧ-печке, то частицы выстраиваются в определённом порядке. Положительно заряженные направляются в одну сторону, а отрицательно – в другую. В момент смены полярности молекулы меняет своё направление на противоположное, разворачиваясь на 180 градусов.
СВЧ волны вызывают разворот молекул
Микроволны в классических СВЧ-моделях двигаются на частоте в 2450 МГц, где каждый герц равен одному колебанию в секунду. Смена поля происходит 2 раза за период одной волны. После включения печки частицы ускоряются, начинают тереться друг о друга, наращивая температуру в камере.
С оглядкой на физику теплопроводности можно сделать вывод, что если необходимо разогреть какой-то крупный объект, то гораздо практичнее выставить мощность устройства на средний уровень. Таким образом продукт прогреется заметно лучше, пусть и с бо́льшими временными затратами. Если же включить микроволновую печь на полную мощность, то внешняя оболочка объекта будет буквально кипеть, тогда как внутренности останутся прохладными.
Устройство СВЧ-техники
Все микроволновые печи без исключения включают в себя ряд обязательных элементов: камера, интерфейс управления, блок генерации СВЧ-волн и защитные системы. На функциональность, стоимость и другие эксплуатационные качества влияют уже отдельные конструкционные особенности. Разберём главные элементы оборудования.
Магнетрон
Именно это устройство генерирует волны в камере, которые воздействуют на молекулы в пище, в следствие чего и происходит нагрев. Причём для подогрева продуктов какая-то внешняя тепловая стимуляция не нужна. Поэтому внутри камеры температура никогда не превышает отметки в 100⁰С.
Анод устройства имеет форму цилиндра с отдельными плоскостями. Внутри конструкции находится катод с элементом накаливания. По краям магнетрона проходят магниты кольцевидной формы. Создаваемое поле мешает электронам передвигаться от катода к аноду, образуя эффект вращения.
В результате за счёт проволочной петли в камеру проникает сверхвысокочастотное поле (СВЧ). Магнетрон становится активным, как только получает достаточное напряжение, а это порядка 3000-4000 В. Такие показатели предполагают наличие высоковольтного трансформатора.
Магнетрон и другие элементы микроволновки
Читайте также: каковы стандартные размеры микроволновки.
Защитные системы
Главная задача систем – не допустить выход из строя ключевых элементов СВЧ-печи, причём как электронных, так и аппаратных. Подобная техника снабжена многоуровневой защитой: предохранители первичные, вторичные и дополнительные. Последние могут быть самыми разными и зависят от конкретной модели.
Если один из этапов проверки не был пройден, то есть, сработает хотя бы один из предохранителей, то оборудование попросту выключится. К примеру, при открытой дверце напрочь блокируется запуск магнетрона.
Блок управления
Читайте также: что делать, если кнопки на микроволновке не работают.
Электронное управление предполагает обилие всевозможных режимов. Посредством кнопок или сенсорного дисплея можно задать желаемую температуру в камере, обозначить время на таймере, выбрать автоматическую программу готовки и многое другое.
СВЧ-печь с сенсорной панелью управления
Все выбранные параметры отображается на ЖК-экране. Модели с электронным управлением встречаются в среднебюджетном и премиальном секторах. Интерфейс отличается удобством, но электроника гораздо чаще выходит из строя, чем механика. К тому же, ремонт первой влетит в серьёзную сумму.
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.
Дополнительные элементы
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/или конвекции расширяет возможности оборудования. Естественно, что дополнительные элементы заметно прибавляют стоимости печи и увеличивают расход электроэнергии.
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. Такой тандем легко заменяет обычную духовку.
Вентилятор равномерно распределяет тепло по камере
Грили в СВЧ-печах могут быть трёх типов – кварцевые, угольные или на ТЭНе. В первом случае мы имеем скрытый за металлической сеткой элемент, который быстро нагревается, расходует заметно меньше энергии, чем остальные разновидности, и в обслуживании не нуждается.
Угольные грили хороши тем, что практически полностью копируют открытый огонь. Блюда на выходе получаются такими же сочными, как если бы их готовили на мангале или в газовой духовке. Нагревательный элемент выполнен из углеволокна и привередлив в обслуживании.
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.
Важная функция дверцы микроволновки
Не меньшее внимание во время производства уделяется дверце. В СВЧ-печах дверца является не только декоративным элементом, но еще и выполняет роль своего рода предохранителя. Принцип очень простой: если вы открываете дверцу, срабатывает блокировка и работа агрегатов останавливается. Несмотря на видимую простоту, устройство дверцы довольно непростое, ведь с ним связана безопасная эксплуатация всего аппарата.
Итак, рассмотрим несколько подробнее, как работает дверка микроволновой печи:
- Во-первых, производителю необходимо проследить, чтобы дверца и корпус устройства идеально прилегали друг к другу с минимальным углом. 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. О том, что такое излучение и какова его опасность, уже давно известно.
- Во-вторых, периметр дверцы оснащают дроссельным заслоном высокой частоты. Этот аппарат служит
- В-третьих, в момент отливки корпуса двери добавляется 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.
Опасны ли микроволны
Споры о вреде СВЧ-печей не утихают с момента запуска их в массовое производство. На сегодняшний день нет сколько-нибудь достоверной информации, подтверждающей вред от использования данного вида устройств.
Не стоит забывать, что микроволновка не излучает радиоактивные волны. Наоборот, микроволновка позволяет готовить продукты без потери их полезных свойств. Пища является более здоровой, т.к. в ней сохраняется до 80% витаминов и минералов.
Традиционные духовки и плиты не могут похвастаться таким результатом. Если эксплуатировать устройство четко по правилам, то никакой опасности от его работы нет. Данное заключение подтверждается и тем, как устроена микроволновая печь, о чем было сказано выше.
Вред может приносить не полезная еда, приготовленная в СВЧ-печи (так называемый фаст-фуд), а термическое микроволновое воздействие здесь совершенно не при чем. Вред пирогов (и других мучных продуктов) заключается не в том, что они приготовлены в духовке, а в их повышенной калорийности и медленной усвояемости организмом.
Частота работы вашей микроволновки, о которой тоже упоминается, когда речь заходит о вреде, тоже не играет какой-то значимой роли. Она (частота) может меняться сколько угодно, но это (вопреки распространенному заблуждению) не приведет к увеличению или понижению излучения, фон остается одинаковым.
Заключение
Вывод, который напрашивается сам собой: микроволновка – очень простое, но при этом незаменимое на кухне устройство, которое каждый день облегчает нам жизнь. Она удобна и неприхотлива в использовании и обслуживании, легко чистится, занимает мало места и потребляет совсем немного энергии. Надежность этой техники подтверждена на практике в течение нескольких десятилетий.
Принцип работы микроволновой печи
Принцип действия микроволновой печи и возможности устройства
Принцип работы микроволновой печки заложен в ее названии — воздействие на тело (в данном случае продукты) — сверхвысокочастотным излучением (СВЧ-излучением или просто СВЧ).
Под воздействием высокочастотных электромагнитных колебаний продукты нагреваются до высокой температуры, что позволяет разогревать или даже готовить блюда без использования классических термонагревателей.
Кстати, этот же метод используется не только для приготовления пищевых продуктов, но и для тепловой обработки технических изделий: отжига и закалки, скажем, сверл, шестеренок, ножей и т. п.
Главное условие, необходимое для работы микроволновки, — наличие в объекте так называемых полярных молекул.
Именно на них и воздействует электромагнитное поле прибора. К счастью, практически во всех продуктах питания (за исключением, разве что, полностью обезвоженных) присутствует вода, которая и состоит из таких молекул.
Попадая в мощное переменное электромагнитное поле, такие молекулы начинают быстро менять свое положение, следуя за постоянно изменяющимся направлением магнитного поля. Благодаря переменному электромагнитному полю полярные молекулы воды начинают быстро вращаться.
Основное же отличие воздействия микроволнового излучения на объект от обычного трения или нагрева открытым пламенем состоит в том, что нагревается не только поверхность предмета, но и глубинные его слои.
Это обусловлено тем, что СВЧ излучение действует не только на поверхности объекта, но и проникает вглубь него, заставляя молекулы двигаться и нагреваться.
Глубина проникновения зависит от частоты излучения. И для стандартных микроволновых печей, работающих на частоте 2.4 ГГц, составляет 1.5–2.5 см. Нетрудно догадаться, что, к примеру, пирожок, помещенный в СВЧ печь, прогреется полностью и равномерно и изнутри, и снаружи. Причем сделает он это за самое короткое время, поскольку скорость нагрева тела в СВЧ поле составляет 0.3-0.5 градусов в секунду. 10 секунд — +5 градусов. Минута — +30 градусов.
Достоинства и недостатки
- Высокая скорость прогрева. Поскольку обработка высокочастотным (ВЧ) полем ведется одновременно по всему объему, продукт разогревается исключительно быстро — за считаные минуты.
- Равномерный прогрев. Благодаря равномерному прогреву нет необходимости нагревать его внешний слой до повышенной температуры. Это исключает подгорание.
- Возможность автоматизации приготовления. При использовании СВЧ печи отпадает необходимость следить за процессом — мешать, переворачивать и пр. Достаточно указать вес и тип заложенного продукта и описать необходимую операцию: прогрев, готовка и пр. Все остальное прибор сделает самостоятельно.
- Невозможность обжарки. СВЧ поле, в отличие от сковороды или гриля, прогревает продукты равномерно, а значит не в состоянии их зажарить до хрустящей корочки.
Единственным, казалось бы, недостатком является невозможность обжаривания, но и этот вопрос конструкторы решили, оснастив устройство обычными термоэлектронагревателями, как у электродуховки.
Устройство СВЧ печи
Сердцем любой подобной печки является специальный генератор, создающий высокочастотное электромагнитное поле большой интенсивности.
Называется он магнетроном.
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.
Блок питания обеспечивает энергией всю электронику и сам магнетрон.
Принцип микроволнового воздействия
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.
Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
схема устройства, как работает прибор
Первым, кто обнаружил возможность сверхвысокочастотного излучения к нагреву продуктов, был инженер из США Перси Спенсер. Именно он и запатентовал микроволновку.
Судя из рассказов очевидцев, идея её создания пришла ему в голову, когда он стоял несколько часов возле магнетрона и обнаружил растаявшим у себя в кармане кусочек шоколада.
Устройство способно разогревать пищу без энергии тепла и этим больше походит на радиопередатчик, чем на привычную нам кухонную плиту. Главным действующим элементом являются СВЧ-микроволны – это одна из форм электромагнитной энергии, наподобие световых и радиомагнитных волн.
Со скоростью света они распространяются по направлению к предмету в виде сверхвысокочастотных волн, длина которых колеблется от 0,01 до 1 м.
СПРАВКА! СВЧ микроволны используются также в гражданской радиолокации, радионавигации, спутниковом телевидении, мобильной связи и т. д. Микроволны в естественной среде излучаются солнцем и измеряются определёнными приборами.
Содержание статьи
Устройство микроволновой печи
Как устроена микроволновая печь? Духовой шкаф с панелью управления, волновод, вращающаяся подставка, трансформатор, конденсатор и магнетрон – вот основные элементы построения микроволновой печи.
Схема работы микроволновки заключается в следующем: с панели управления электрический ток поступает в трансформатор, далее в конденсатор, где наращивается мощность и передаётся в магнетрон.
ВАЖНО! К нити накала подаётся высокое напряжение (порядка 3-4 КВт), чтобы его антенна могла излучать довольно сильные СВЧ волны.
Взаимодействующее с молекулами воды в еде электромагнитное поле частотой 2450 Мгц, преобразуется волноводом, содержащимся в любой микроволновке.
Термопредохранители или термореле служат для безопасности прибора и не допускают его перегрева.
Принцип действия предохранителя очень простой. В том месте, где необходимо контролировать температуру, крепится его алюминиевый корпус с помощью специального соединения из фланца. Таким образом, обеспечивается максимальный термоконтакт. Металлическая пластина, находящаяся внутри термореле, принципиально настроена на конкретную температуру.
Микроволновые печи также снабжены вентиляторами, которые засасывают воздух извне, и далее через воздуходув системой вентиляции распространяют его внутрь корпуса. Двигатель у вентиляторов представляет собой обычный однофазный асинхронный двигатель переменного тока.
ВАЖНО! Для избегания включения открытой микроволновки предусмотрена система из трёх микропереключателей. Один из них отключает магнетрон. Следующий включает подсвечивающую лампу. А третий предназначен для оповещения блока управления об открытии дверцы.
К основным функциям блока управления можно отнести:
- регулирование мощности прибора;
- автоматическое отключение по истечении запрограммированного срока.
Как работает микроволновая печь
Так как микроволны, которые производит печь, воздействуют именно на молекулы воды. Другими словами, всё что нужно – это содержание небольшого количества воды в пище, расположенной в камере.
Увеличение температуры еды в печи под действием микроволн напоминает процесс, когда согреваются руки, если мы сильно их растираем. Сходство заключается также в том, что, когда одна ладонь трётся о поверхность другой, тепло просачивается в мягкие ткани. По такому же принципу работают микроволны, а именно на небольшой поверхности (1–3 см), не проникая глубоко внутрь предмета.
Излучаемые микроволны соприкасаются с молекулами воды заставляя их двигаться всё быстрее и разогревать продукты. В капле воды находится миллионы молекул, и когда в них попадает микролуч, он проникает в пищу на глубину 2,5 см, заставляя их раскачиваться под действием электромагнитного поля. В процессе этого трения выходит тепло.
Таким образом, быстрее нагреваются продукты с высоким содержанием жидкости.
ВАЖНО! До сих пор учёные спорят насколько вредна микроволновка и как она влияет на качество продуктов. Однако Всемирная организация здравоохранения утверждает, что СВЧ-печи не оказывают вреда ни на человека, ни на потребляемую пищу.
Как работают дополнительные функции СВЧ
Практически все современные печи имеют режим гриля. Когда не только камера нагревается внутри, но и тепло подаётся с помощью специального тента — изогнутого металлического прибора, расположенного вверху камеры. Их называют ТЭНами — от «теплоэлектронагреватель».
В современных духовках дополнительно к режиму гриля есть режим конвекции. Когда камера эффективно продувается от ТЭНа гриля к пище. Система представляет собой циркулятор. Конвективная теплопередача, применительно к печи, — это передача тепла при помощи молекул воздуха. Использование вентилятора и называется обычно режимом конвекции.
Современные модели имеют ряд встроенных в компьютер рецептов и способов приготовления блюд.
Подпишитесь на наши Социальные сети
Защитные устройства микроволновых печей — RadioRadar
Микроволновая печь представляет собой бытовой электрический прибор, который встречается на кухне почти так же часто, как и холодильник. Однако микроволновое излучение, используемое в таких печах для приготовления пищи, представляет значительную опасность для здоровья человека. Поэтому в микроволновых печах используются особые конструктивные и схемотехнические решения для обеспечения безопасности работающего с ними человека. В этой статье рассматривается устройство запорного механизма дверцы микроволновой печи разных фирм-производителей и некоторые его неисправности.
Приготовление пищи происходит в рабочей камера микроволновой (СВЧ) печи под действием излучения частотой 2450 МГц. Рабочая камера представляет собой металлическую емкость, с одной стороны которой в нее вводится СВЧ излучение мощностью 500…1000 Вт, вырабатываемое магнетроном. Камера печи представляет собой идеальное место для образования стоячих волн (можно провести аналогию с акустическим резонатором), а значит, в ней будут ряд минимумов и максимумов электромагнитных колебаний, возникающих вследствие многократного отражения электромагнитных волн от металличе
ских стенок камеры. Причем, размещение в камере пищи приводит к образованию колебаний в области частот выше 2450 МГц. Спектр резонансных частот камеры СВЧ печи с пищей и без нее приведен на рис. 1.
Рис. 1. Резонансные частоты камеры СВЧ печи без загрузки и с загрузкой камеры
Из рисунка видно, что увеличение загрузки камеры приготавливаемым продуктом приводит к усложнению распределения электромагнитных полей в камере.
В камере появляется, кроме основных, ряд комбинированных колебаний, что способствует более равномерному распределению электромагнитной энергии в камере и, как следствие, улучшению равномерности прогрева продукта. В то же время значительное обогащение спектра электромагнитных колебаний усложняет задачу по недопущению их выхода за пределы микроволновой печи.
Воздействие СВЧ излучения на человека
Токи высокой частоты в диапазоне 900 МГц…300 ГГц (УВЧ и СВЧ) создают в воздухе излучение, имеющее ту же электромагнитную природу, что и рентгеновское и гамма-излучение. Но если более высокочастотное излучение (видимый свет) почти полностью поглощается кожей и не проникает внутрь организма, то излучение в диапазоне 900.3000 МГц (рабо
чий диапазон мобильных телефонов и СВЧ печей) проникает внутрь человеческого организма на 3.10 см. При этом возникает опасность внутренних ожогов, которые гораздо более опасны, чем внешние ожоги [1, 2].
Для бытовых микроволновых печей существует два стандарта уровней безопасного излучения:
— российский стандарт, который, как и европейский, предполагает, что уровень плотности излучения от печи не должен превышать 0,01 мВт/см2на расстоянии 0,5 м от печи;
— американский стандарт ANSI, который предлагает считать безопасным излучение с плотностью мощности 10 мВт/см2;
При этом для СВЧ печей этим стандартом устанавливается допустимой плотность мощности 5 мВт/см2 на расстоянии 5 см от печи. Расхождение между цифрами в 500 раз вызвано тем, что российский стандарт разрабатывали медики с точки зрения защиты здоровья людей, а американский — производители микроволновых печей с точки зрения удешевления своей продукции.
Клинические данные свидетельствуют, что уже при плотности мощности 60 мкВт/см2 — наблюдаются изменения в половых железах, в составе крови. Происходит помутнение хрусталика.
При дальнейшем увеличении интенсивности облучения происходят изменения в сворачиваемости крови, условно-рефлекторной деятельности, воздействие на клетки печени, изменения в коре головного мозга.
Микроволновая печь при выходной СВЧ мощности 800.900 Вт и открытой дверце создает интенсивность излучения до 5000 мкВт/см2, что крайне опасно.
Именно поэтому в СВЧ печах используется многоуровневая защита которая должна обеспечить отключение генерации микроволнового излучения при открытии дверцы печи.
Утечка энергии из камеры СВЧ печи и защита от нее
В камере бытовой печи имеются отверстия, предназначенные для ее вентиляции, освещения и т.д. Все эти отверстия можно считать источниками утечки СВЧ излучения. Поскольку толщина стенок камеры невелика, то можно условно принять ее равной нулю (по сравнению с длиной волны СВЧ колебаний, составляющих около 12 см) и рассматривать любое отверстие в камере не как волновод, а как диафрагму. Диафрагма может пропускать СВЧ излучение, если ее геометрические размеры больше, чем длина волны в камере печи. В противном случае имеет место эффективная экранировка электромагнитного излучения. В диапазоне частот излучения бытовых СВЧ печей заметная утечка происходит при превышении диаметра отверстия круглой формы в стенке печи величиной 10.15 мм. Сложнее обстоит дело с узкими щелями в камере печи, ширина которых значительно меньше длины волны излучения. Щель не излучает СВЧ энергию (независимо от ее длины), когда она расположена вдоль линий протекания тока в камере. Напротив, такие щели эффективно излучают, если они расположены поперек линий тока на поверхности камеры. Причем, замена одного большого отверстия на несколько маленьких, но имеющих такую же площадь, заметно уменьшает уровень излучения за пределами камеры печи. Значительное увеличение излучения происходит, если через диафрагму, даже небольшого диаметра, проходит провод, либо любой другой металлический предмет
Основным источником утечки СВЧ энергии из камеры печи служит дверца печи. Ситуация усугубляется тем, что именно со стороны дверцы находится пользователь. Таким образом, к конструкции дверцы печи предъявляются взаимопротиворечащие требования:
1. Легкость доступа к пище, находящейся внутри печи и обеспечение при этом защиты пользова
теля от облучения, даже если дверца открылась в процессе приготовления пищи.
2. Удобство наблюдения за процессом приготовления пищи.
3. Тщательная экранировка СВЧ излучения и недопущение его утечки из камеры.
Первое требование решается особой конструкцией запорной системы дверцы печи и применением трех, а в хороших печах — четырех выключателей защиты и блокировки.
Для выполнения второго и третьего требований используется специальная многорамочная конструкция дверцы.
Рис. 2. Конструкция дверцы печи, где А01 — рамка дверцы; А02 — пластина из акрила; А03 — держатель; А04 — петля дверцы со стопором; А05 — сварная рамка; А06 — пластина из полиэстера; А07 — уплотнитель; А08 — рычаг; А09 — пружина рычага
Конструкция дверцы СВЧ печи «Daewoo KOG-37050S» приведена на рис. 2.
В дополнение на рис. 3 приведена конструкция дверцы печи «Samsung CE101KR» в разобранном виде.
Рис. 3. Конструкция дверцы печи «Samsung CE101KR», где 1 — рамка дверцы; 2 — стекло дверцы; 3 — сборка дверцы; 4 — уплотнитель; 5 — толкатель выключателей; 6 — пружина; 7 — фиксирующие штыри; 8 — двухсторонние держатели
Как видно из рис. 2 и 3, смотровое окно дверцы печи перекрывается перфорированным металлическим листом. Все отверстия в этом листе играют роль запредельных диафрагм и должны минимизировать утечку СВЧ. При этом размеры отверстий либо пазов в дверце печи не превышают 2.3 мм.
Более сложно обеспечивается отсутствие утечки СВЧ по контуру дверцы. Между шасси печи и ее дверцей всегда имеются щели,
размер которых неизбежно увеличивается в процессе ее эксплуатации. То есть здесь создаются более чем благоприятные условия для значительной утечки радиации.
Чтобы решить эту проблему, используется метод так называемого «полуволнового шунтирования». Смысл его сводится к тому, чтобы из двух четвертьволновых отрезков создать короткозамкнутую полуволновую линию, в которой поле может существовать только в виде стоячей волны (см. рис. 4).
Рис. 4. Принцип полуволнового шунтирования
Для этого в дверце печи изготавливается специальный четвертьволновый паз. Как следует из рис. 4, вдоль паза и зазора будет находиться «ноль» электромагнитной волны, что исключает излучение СВЧ энергии за пределы камеры печи. Ослаблению просачивания СВЧ энергии наружу будет дополнительно способствовать также значительная разница в геометрических размерах — четверть длины основной рабочей волны печи составляет около
30 мм, а размер зазора — обычно около 0,1…0,2 мм. Это позволяет отказаться от непосредственного электрического контакта между дверцей и камерой печи. Для того, чтобы ситуация не ухудшилась от внезапно возникшего электрического контакта между дверцей и камерой печи (и вызванного им искрения), дверцу тщательно изолируют несколькими слоями лака. Однако метод полуволнового шунтирования хорошо работает только на определенной рабочей частоте. Как уже отмечалось, в камере СВЧ печи присутствует широкий спектр электромагнитных колебаний. В связи с этим, добиться указанным методом полного отсутствия утечки СВЧ радиации из микроволновой печи невозможно.
Рис. 5. Проверка зазора дверцы печи
При проведении ремонтных работ важно после снятия-установки дверцы печи убедиться в параллельности дверцы и шасси печи (см. рис. 5). Размеры «а» должны быть одинаковы и составлять 0,1…0,2 мм. При необходимости производят регулировку дверцы. Устанавливают дверцу так, чтобы не было люфта между внутренней поверхностью дверцы и шасси печи. Люфт следует проверять также периодически в процессе эксплуатации печи.
Если дверца установлена неверно, возможна опасная для здоровья человека утечка СВЧ радиации.
Измерение уровня утечки микроволновой энергии выполняют в следующей последовательности:
— устанавливают чашу объемом 600 мл, содержащую 275±15 мл холодной воды в центр поворотного стола печи;
— настраивают измеритель утечки (типа ПО-1, либо Holay h2-1500, либо Hi-1501 либо Nadra
8100/8200) на частоту 2450 МГц и калибруют его в соответствии с инструкцией изготовителя;
— измеряя утечку, всегда держат зонд прибора на расстоянии 50 мм от измеряемой поверхности;
— включают печь в режим работы с максимальной мощностью.
При измерении микроволнового излучения следует держать зонд перпендикулярно исследуемой поверхности (см. рис. 6).
Рис. 6. Измерение утечки СВЧ излучения из камеры печи
Следует передвигать зонд вдоль заштрихованной поверхности. Скорость перемещения зонда при этом не должна превышать 25 мм/с.
Работа СВЧ печи в разных режимах
Для защиты потребителя от микроволнового излучения в СВЧ печи используется специальный запорный механизм с тремя или четырьмя выключателями:
• PRIMARY SWITCH — первичный выключатель;
• SECONDARY SWITCH — вторичный выключатель;
• DOOR SWITCH — дверной выключатель;
• MONITOR SWITCH — защитный выключатель.
При работе печи подача сетевого напряжения на высоковольтный трансформатор питания магнетрона происходит только при замыкании контактов первичного и вторичного выключателей (при закрывании дверцы).
Дверной выключатель преимущественно используется в печах с электронным управлением и служит для блокирования работы реле
регулирования мощности печи. Контакты реле размыкаются и обесточивают высоковольтный трансформатор.
Защитный выключатель при закрывании дверцы печи переключается первым. При открытой дверце печи его контакты шунтируют первичную обмотку высоковольтного трансформатора.
Если дверца печи закрыта, то защитный выключатель печи разомкнут. Этот выключатель создает короткое замыкание питающего сетевого напряжения, чтобы сжечь сетевой плавкий предохранитель номиналом 10.16 А при опасной для человека работе печи с открытой дверцей, когда продолжается генерация СВЧ излучения (например, если контакты первичного и вторичного выключателя по какой-то причине не разомкнулись и не обесточили цепь).
Во всех фирменных инструкциях по обслуживанию СВЧ печей имеется следующее предупреждение:
«Для обеспечения постоянной, надежной защиты от микроволновой радиации, производите замену частей запорного механизма в соответствии с принципиальной электрической схемой печи. Используйте только указанные производителем типы выключателей.
В первую очередь это касается первичного, дверного (или вторичного в других типах печей) и защитного выключателей. Если возникла необходимость заменить хотя бы один из этих выключателей, следует заменять их все одновременно. После чего следует произвести настройку положения переключателей».
Работа защитной системы печи с электронным управлением
Рассмотрим работу систем защиты на примере модели «LG MC-804A». В обычном режиме в печи с электронным управлением после нажатия кнопки «Старт»(время приготовления пищи и выходная мощность печи заданы, дверца печи закрыта) контакты первичного и вторичного выключателей замыкают цепь и питающее напряжение 220 В поступает на высоковольтный трансформатор питания магнетрона (см. рис. 7).
Рис. 7. Работа печи с электронным управлением в обычном режиме
В этом режиме:
— двигатель поворотного подноса печи и циркуляционный двигатель включены;
— вентилятор включен и охлаждает магнетрон потоком воздуха, который поступает через отверстия в задней стенке;
— поток воздуха также направляется внутрь печи через основную и заднюю решетки, чтобы выпустить образующиеся при работе печи пары.
Если дверца печи открылась во время приготовления пищи, то при этом размыкаются первичный и вторичный выключатели. Они прерывают подачу напряжения на высоковольтный трансформатор, что приводит к прекращению СВЧ генерации.
В случае, если дверца открыта и контакты первичного выключателя и реле 2 и/или вторичного выключателя замкнуты, произойдет срабатывание защиты. При открывании дверцы контакты защитного выключателя замкнутся. При этом сетевой предохранитель печи окажется под действием большого тока, вызванного замыканием первичной обмотки высоковольтного трансформатора защитным выключателем, фактически к нему будет приложено питающее сетевое напряжение (см. рис. 8). Предохранитель перегорает, прекращается генерация СВЧ магнетроном.
Рис. 8. Работа печи с электронным управлением при открытии дверцы печи
Работа защитной системы печи с электромеханическим управлением
Рассмотрим работу защиты на примере модели «LG МН-592А».
В обычном режиме работы печи задана выходная мощность и время приготовления пищи. Контакты таймера замыкаются, когда поворачивается его рукоятка (регулятор мощности установлен в положение «Полная мощность»). После закрывания дверцы печи контакты первичного и вторичного выключателей замыкают цепь.
Рис. 9. Работа печи с электромеханическим управлением в обычном режиме
Питающее напряжение 220 В поступает на повышающий трансформатор (как стрелками показано на рис. 9).
При открывании дверцы печи во время приготовления пищи размыкаются первичный и вторичный выключатели. Они прерывают подачу напряжения на высоковольтный трансформатор, что приводит к прекращению СВЧ генерации.
Рис. 10. Работа печи LG с электромеханическим управлением при открытии дверцы печи
Если при открытии дверцы контакты первичного и вторичного выключателя остались замкнуты, то замыкаются контакты защитного выключателя и перегорает предохранитель печи. После этого прекратится генерация микроволнового излучения магнетроном (рис. 10).
В печах фирмы SAMSUNG с электромеханическим управлением используется несколько иная схема включения защитного выключателя (рис. 11).
Рис. 11. Работа печи SAMSUNG с электромеханическим управлением при открытии дверцы печи
В печах некоторых типов используются защитные выключатели с контактами не на замыкание, а на переключение (см. рис. 11, 12). В этом случае генерация СВЧ невозможна при неполном нажатии защитного выключателя. То есть в состоянии, когда при закрытой дверце его нормально замкнутые контакты разъединились, но нормально разомкнутые не замкнулись, предохранитель печи останется цел, однако магнетронный генератор работать не будет. На рис. 12 показана работа печей МН-592А и МН-593А фирмы LG с электронным управлением при открытии дверцы печи и оставшимся при этом замкнутым первичным выключателем.
Рис. 12. Работа печи фирмы LG с электронным управлением при открытии дверцы печи
Таким образом, микроволновая печь генерирует СВЧ излучение, если после закрытия ее дверцы оказались замкнуты:
— первичный выключатель;
— вторичный выключатель;
— дверной выключатель (для печей с электронным управлением).
При этом защитный выключатель должен быть разомкнут.
Методика уменьшения зазора между уплотнителем дверцы печи и камерой
Эта регулировка крайне важна, поскольку уменьшает утечку СВЧ из камеры печи. Регулировку следует производить при обнаружении неплотностей прилегания дверцы печи и также при обнаружении повышенной утечки СВЧ из печи. Рассмотрим методику регулировки защитных выключателей для печей фирм LG, Daewoo и Samsung.
Регулировка запорного механизма печей LG
Монтаж первичного, защитного и вторичного выключателей на щеколде печи с электронным управлением типа MC-804AR показан на рис. 13.
Рис. 13. Защитные выключатели печи MC-804AR
Стрелками указано направление перемещения переключателей для установки их в правильное положение.
При установке и настройке щеколды следует:
— установить щеколду в сборе на шасси печи;
— установить щеколду в такое положение (направления указаны стрелками на рис. 13), чтобы не было никакого люфта при закрытой дверце печи;
— затянуть монтажные винты;
— проверить ход дверцы при плавном, но не полном нажатии на кнопку открывания дверцы. Люфт дверцы должен быть менее 0,5 мм.
Примечание. Не нажимать на кнопку дверцы во время регулировки положения выключателей запорной системы.
Проследите за тем, чтобы щеколда после регулировки перемещалась плавно и ее крепежные винты были затянуты. Обратите внимание на то, чтобы первичный, защитный и вторичный выключатели работали исправно: при открывании дверцы вначале должны размыкаться первичный и вторичный выключатели, а только затем замыкаться контакты защитного выключателя.
Рис. 14. Регулировочные зоны для печей DAEWOO
Регулировка запорного механизма печей DAEWOO
Рассмотрим регулировку на примере печи с электронным управлением типа KOC-995T0S. Регулировка производится отдельно для четырех условных зон печи, которые обозначены на рис. 14 буквами A, B, C, D.
Уменьшение зазора в зоне А
1. Ослабляют два винта крепления верхней петли дверцы.
2. Нажимают на верхнюю часть дверцы так, чтобы уплотнитель дверцы плотно прилегал к поверхности камеры печи.
3. Закручивают два винта верхней петли дверцы.
Уменьшение зазора в зоне В
1. Ослабляют два винта крепления нижней петли дверцы.
2. Нажимают на нижнюю часть дверцы так, чтобы уплотнитель дверцы плотно прилегал к поверхности камеры печи.
3. Закручивают два винта нижней петли дверцы.
Уменьшение зазора в зоне С
1. Ослабляют винт крепления сборки вторичного и защитного выключателей, который расположен в дне шасси печи (см. левую часть рис. 15).
Рис. 15. Регулировка зазора в зоне С
2. Задвиньте сборку из вторичного и защитного выключателя настолько глубоко внутрь печи, как только позволяет нижний крючок защелки дверцы печи.
3. Затяните винт крепления.
Уменьшение зазора в зоне D
1. Ослабляют винт крепления первичного выключателя, расположенный в верхней части шасси печи. (см. правую часть рис. 15).
2. Задвигают первичный выключатель настолько глубоко внутрь печи, как только позволяет верхний крючок защелки дверцы печи.
3. Затягивают винт крепления.
Рис. 16. Конструкция запорного механизма фирмы DAEWOO
После окончания регулировки дверцы проверяют правильность последовательности переключения первичного, вторичного и защитного выключателей при открывании и закрывании дверцы печи, как указано выше. Допустим небольшой зазор между уплотнителем дверцы и камерой печи, если уровень СВЧ утечки не превышает 4 мВт/см2.
В печах DAEWOO применяется также конструкция запорного механизма,показанная на рис. 16. Ее регулировка производится аналогично описанному выше. Регулировка запорного механизма печей фирмы Samsung
В печах SAMSUNG вторичный выключатель называется «дверной выключатель». В печах с механическим управлением он коммутирует цепь подачи питающего напряжения на высоковольтный трансформатор, а в печах с электронным управлением его замкнутые контакты включают реле регулировки мощности печи. Типовая принципиальная электрическая схема печи SAMSUNG с электронным управлением приведена на рис. 17.
Рис. 17. Принципиальная электрическая схема печи SAMSUNG с электронным управлением
Рис. 18. Устройство запорной системы печей SAMSUNG (вариант 1)
В печах SAMSUNG используется несколько вариантов конструкции запорного механизма, различающихся также и расположением дверных выключателей. Варианты устройства запорной системы приведены на рис. 18-21.
Рис. 19. Устройство запорной системы печей SAMSUNG (вариант 2)
Рис. 20. Устройство запорной системы печей SAMSUNG (вариант 3)
Рис. 21. Устройство запорной системы печей SAMSUNG (вариант 4)
После замены дверных выключателей печи следует настроить их положение в соответствии с изложенной ниже процедурой. После подстройки положения переключа
телей проверяют правильность их срабатывания в соответствии с таблицей.
Процедура настройки положения выключателей
1. Выключатели следует установить так, как показано на рис. 1821. При этом специальная настройка не требуется.
2. При монтаже защелки на шасси печи следует передвинуть защелку в такое положение, чтобы дверца печи плотно запиралась без люфта. Перед окончательным закреплением дверцы проверяют ее на отсутствие люфта, подергав дверцу в разные стороны. После настройки положения защелки все выключатели должны легко включаться. Теперь можно окончательно затянуть крепежные винты.
3. Отсоединяют провода от защитного выключателя и проверяют его сопротивление, а также остальных выключателей при открытой и закрытой дверце на соответствие с приведенными в таблице.
Сопротивление между контактами выключателей
Сопротивление | ||
Выключатель | Дверца открыта | Дверца закрыта |
Первичный | ∞ | 0 Ом |
Защитный (COM-NC) | 0 Ом | ∞ |
Защитный (COM-NO) | ∞ | 0 Ом |
Дверной | ∞ | 0 Ом |
4. Убеждаются в том, что зазор между кнопкой выключателя и его толкателем не превышает 0,5 мм при закрытой дверце.
Устранение неисправностей запорной системы
Сетевой предохранитель печи бессистемно перегорает при открывании или закрывании дверцы. В остальном печь работает нормально. Причем после замены предохранителя печь может нормально работать продолжительное время, при очередном открывании дверцы предохранитель снова перегорает.
Это дефект связан с нарушением последовательности переключения контактов выключателей дверцы печи при открывании/закрывании дверцы. Защитный выключатель печи должен срабатывать первым при закрывании дверцы и последним — при ее открывании. Если этого не произойдет и переключатель сработает, когда еще не разомкнулись контакты первичного и вторичного выключателя, то через уже переключившиеся контакты защитного выключателя сетевое напряжение окажется приложенным к предохранителю печи и тот перегорит.
Установить причину можно, включив последовательно с сетевым шнуром печи лампу накаливания 60 Вт/220 В. Если при закрывании/открывании дверцы печи (это надо делать многократно и с разной скоростью) лампа вспыхнет, значит защитный выключатель срабатывает неправильно и «сжигает» предохранитель печи.
Сложность локализации подобного дефекта состоит в том, что при наличии в запорном механизме печи люфта он может проявляться с различной периодичностью. Поэтому недостаточно просто закрепить «болтающийся» на своем посадочном месте выключатель. Следует проверить крепление всех выключателей дверцы печи, устранить люфт в запорном механизме, а также проверить зазоры между дверцей печи и ее корпусом.
Частой причиной подобной неисправности бывают поломки пластиковых упоров выключателей. При этом выключатель болтается на своем месте. Устранить дефект можно не только заменой щеколды, но и фиксацией выключателя в пластиковой конструкции посредством вплавления паяльником отрезков одножильного провода нужной длины.
Иногда в запорном механизме используется механический демпфер, обеспечивающий задержку переключения защитного выключателя на 0,5.1 с после открытия дверцы печи. Поломка пружин демпфера или их отсутствие также приводит к указанной неисправности.
В заключение необходимо отметить, что неправильное срабатывание переключателей может быть вызвано их загрязнением.
В печи включается лампа подсветки, работает двигатель вращающегося подноса, но генерация СВЧ отсутствует. Причем периодически печь не включается вовсе, а иногда работает совершенно нормально
Возможно несколько причин подобной неисправности:
1. Периодически не срабатывают выключатели дверцы печи. Если не замыкаются контакты вторичного (дверного) выключателя, то двигатель и лампа печи будут включаться, а на высоковольтный трансформатор напряжение поступать не будет и, соответственно, будет отсутствовать генерация СВЧ. Поэтому вначале следует проверить исправность и правильность работы дверных выключателей.
2. Неправильное функционирование блока управления печи. Самая простая причина этого — заниженная величина питающего напряжения блока управления.
Литература
1. Ф. В. Соркин. Защита пользователя от электромагнитных полей. Киев, 1998 г
2. П. С. Довгаль. Защита от электромагнитных полей. Киев, 1998 г
3. Г.С. Сапунов. Ремонт микроволновых печей. М., «Солон-Р», 2000 г.
Автор: Александр Саулов (г. Киев, Украина)
Источник: Ремонт и сервис
Микроволновая печь | Britannica
Микроволновая печь , также называемая электронная печь , прибор, который готовит пищу с помощью высокочастотных электромагнитных волн, называемых микроволнами. Микроволновая печь — это относительно небольшая печь, похожая на коробку, которая повышает температуру пищи, подвергая ее воздействию высокочастотного электромагнитного поля. Микроволны поглощаются водой, жирами, сахаром и некоторыми другими молекулами, чьи последующие колебания производят тепло. Таким образом, нагрев происходит внутри пищи, не нагревая окружающий воздух; это значительно сокращает время приготовления, а выпечка и другие задачи по приготовлению пищи, которые требуют часов в обычной духовке, могут быть выполнены за считанные минуты в микроволновой печи.Микроволновые печи генерируют излучение с частотой около 2450 мегагерц с помощью магнетрона, который является своего рода электронной трубкой.
Демистификация Британики
Как работают микроволны?
В чем магия машины?
Поскольку нагрев происходит за счет процесса поглощения, микроволновые печи, как правило, готовят определенные продукты неравномерно или с разной скоростью.Например, влажные продукты готовятся быстрее, чем менее влажные, а влажные внешние слои, как правило, поглощают большую часть излучения, прежде чем оно достигнет внутренних частей, которые остаются сырыми. Микроволновые печи также не могут подрумянивать или подрумянивать продукты снаружи. Большинство видов стекла, пенопласта (торговая марка), полиэтилена, бумаги и подобных материалов не поглощают микроволны и, следовательно, не нагреваются. Однако пищу нельзя готовить в металлических сосудах в микроволновой печи, потому что металл блокирует микроволны. Микроволновые печи подчиняются стандартам безопасности, которые обеспечивают минимальные уровни утечки радиации от них, и такие утечки не связаны с серьезной опасностью для здоровья.
.
Микроволновая печь или микроволновая печь — это кухонный прибор, использующий микроволновое излучение в основном для приготовления или разогрева пищи.Микроволновые печи произвели революцию в приготовлении пищи с тех пор, как их использование стало широко распространенным в 1970-х годах. Дополнительные рекомендуемые знанияИсторияПриготовление пищи с помощью микроволн было обнаружено Перси Спенсером при создании магнетронов для радаров в Raytheon. Он работал с активным радаром, когда заметил странное ощущение и увидел, что плитка арахисового шоколада, которую он держал в кармане, начала таять.Хотя он не был первым, кто заметил это явление, как обладатель 120 патентов, Спенсер не был новичком в открытиях и экспериментах и осознавал, что происходит. Радар растопил его шоколадный батончик микроволнами. Первой пищей, которую намеренно приготовили в микроволновке, был попкорн, а вторым — яйцо, которое взорвалось на глазах у одного из экспериментаторов. [ необходима ссылка ] 8 октября 1945 г. компания Raytheon подала патент на процесс приготовления в микроволновой печи Spencer, а в 1947 г. компания построила первую микроволновую печь Radarange .Он был почти 6 футов (1,8 м) в высоту и весил 750 фунтов (340 кг). Он имел водяное охлаждение и потреблял 3000 Вт, что примерно в три раза больше, чем сегодняшние микроволновые печи. Ранняя коммерческая модель, представленная в 1954 году, вырабатывала 1600 Вт и продавалась по цене от 2000 до 3000 долларов. Компания Raytheon передала лицензию на свою технологию компании Tappan Stove в 1952 году. В 1955 году они попытались продать большой настенный блок на 220 вольт как домашнюю микроволновую печь по цене 1295 долларов, но продавать его не удалось. В 1965 году компания Raytheon приобрела компанию Amana, которая представила первую популярную домашнюю модель — столешницу Radarange в 1967 году по цене 495 долларов. В 1960-х годах Литтон купил компанию «Студебеккер» Franklin Manufacturing, которая производила магнетроны, а также строила и продавала микроволновые печи, подобные Radarange. Затем Литтон разработал новую конфигурацию микроволн, короткую и широкую форму, которая сейчас широко распространена. Подача магнетрона также была уникальной. В результате получилась печь, которая могла работать без нагрузки бесконечно долго. Новая печь была представлена на торговой выставке в Чикаго и помогла начать стремительный рост рынка домашних микроволновых печей.Объем продаж 40 000 единиц для промышленности США в 1970 году вырос до одного миллиона к 1975 году. Проникновение на рынок Японии, которая научилась создавать менее дорогие устройства путем модернизации более дешевого магнетрона, было быстрее. Несколько других компаний присоединились к рынку, и какое-то время большинство систем создавались оборонными подрядчиками, которые были наиболее знакомы с магнетроном. Литтон был особенно известен в ресторанном бизнесе. К концу 1970-х годов технология улучшилась до точки, при которой цены начали быстро падать.Ранее использовавшиеся только в крупных промышленных приложениях, микроволновые печи (часто называемые неофициально просто «микроволновые печи») все чаще становились стандартным приспособлением для большинства кухонь. Быстро падающая цена микропроцессоров также способствовала появлению электронных средств управления, упрощающих использование духовок. К концу 1980-х они стали почти повсеместными в США и получили распространение во многих других частях мира. По текущим оценкам, почти 95% американских семей имеют микроволновую печь [ цитата необходима ] . В настоящее время китайская фирма Galanz является крупнейшим производителем микроволновых печей в мире [ цитата необходима ] . Ежегодно компания производит более 15 миллионов приборов, что составляет 40% мирового рынка. ПринципыМикроволновая печь состоит из:
Микроволновая печь пропускает неионизирующее микроволновое излучение, обычно с частотой 2.45 ГГц (длина волны 12,24 см), через пищу. Микроволновое излучение находится между обычными радио- и инфракрасными частотами. Вода, жир и другие вещества в пище поглощают энергию микроволн в процессе, называемом диэлектрическим нагревом. Многие молекулы (например, воды) являются электрическими диполями, что означает, что они имеют положительный заряд на одном конце и отрицательный — на другом, и поэтому вращаются, пытаясь выровняться с переменным электрическим полем микроволн. Это молекулярное движение создает тепло, когда вращающиеся молекулы сталкиваются с другими молекулами и приводят их в движение.Микроволновое нагревание наиболее эффективно для жидкой воды, и тем более для жиров и сахаров (которые имеют меньший молекулярный дипольный момент) и замороженной воды (где молекулы не могут свободно вращаться). Микроволновый нагрев иногда объясняют вращательным резонансом молекул воды, но это неверно: такой резонанс возникает только в водяном паре на гораздо более высоких частотах, около 20 гигагерц. Более того, большие промышленные / коммерческие микроволновые печи, работающие на общей частоте микроволнового нагрева крупных промышленных печей 915 МГц (0.915 ГГц), также отлично нагревает воду и пищу. [1] Частоты, используемые в микроволновых печах, были выбраны с учетом двух ограничений. Во-первых, они должны быть в одной из полос ISM, выделенной для целей, не связанных с коммуникацией. В микроволновых частотах существуют три дополнительных диапазона ISM, но они не используются для приготовления в микроволновой печи. Два из них сконцентрированы на частотах 5,8 ГГц и 24,125 ГГц, но не используются для приготовления пищи в микроволновой печи из-за очень высокой стоимости выработки электроэнергии на этих частотах.Третий диапазон, сосредоточенный на 433,92 МГц, представляет собой узкую полосу, для которой потребуется дорогостоящее оборудование для выработки достаточной мощности без создания помех за пределами полосы, и она доступна только в некоторых странах. Для домашнего использования частота 2,45 ГГц имеет преимущество перед 915 МГц, поскольку 915 МГц не является диапазоном ISM во всех странах, а частота 2,45 ГГц доступна во всем мире. Распространенное заблуждение — микроволновые печи готовят еду «изнутри». На самом деле микроволны поглощаются внешними слоями пищи аналогично теплу от других методов.Заблуждение возникает из-за того, что микроволны проникают в сухие непроводящие вещества на поверхности многих распространенных пищевых продуктов и, таким образом, часто нагревают более глубоко, чем другие методы. В зависимости от содержания воды глубина начального отложения тепла может составлять несколько сантиметров или более в микроволновых печах, в отличие от жарения (инфракрасного) или конвекционного нагрева, при котором тепло отводится на поверхности пищи тонким слоем. Глубина проникновения микроволн зависит от состава и частоты пищи, при этом более низкие микроволны проникают лучше. Большинство микроволновых печей позволяют пользователю выбирать между несколькими уровнями мощности, включая один или несколько уровней размораживания. Однако в большинстве печей интенсивность микроволнового излучения не меняется; вместо этого магнетрон включается и выключается циклами по несколько секунд за раз. Это действительно можно наблюдать при приготовлении в микроволновой печи воздушной пищи, которая может надуваться во время фаз нагрева и сдуваться при выключении магнетрона. В таких печах магнетрон приводится в действие линейным трансформатором, который можно только полностью включить или выключить.В более новых моделях используются инверторные источники питания, которые используют широтно-импульсную модуляцию для обеспечения действительно непрерывного маломощного микроволнового нагрева. Сама варочная камера представляет собой клетку Фарадея, которая предотвращает попадание микроволн в окружающую среду. Дверца духовки обычно представляет собой стеклянную панель для удобного просмотра, но имеет слой проводящей сетки для сохранения защиты. Поскольку размер отверстий в сетке намного меньше длины волны 12 см, большая часть микроволнового излучения не может проходить через дверь, в то время как видимый свет (с гораздо меньшей длиной волны) может проходить.С ростом популярности беспроводных компьютерных сетей микроволновые помехи стали проблемой вблизи беспроводных сетей. Микроволновые печи способны нарушать передачу данных по беспроводной сети, поскольку они генерируют радиоволны с частотой около 2,45 ГГц в полосе частот 802.11b / g, причем некоторые из них выходят за пределы корпуса, несмотря на наличие сетки. Микроволновые печи обычно используются для экономии времени в промышленных целях, таких как рестораны и дома, а не для повышения качества приготовления, хотя некоторые современные рецепты с использованием микроволновых печей конкурируют с рецептами с использованием традиционных духовок и печей.Профессиональные повара обычно считают, что использование микроволновых печей ограничено, поскольку реакции Майяра не могут возникнуть из-за диапазона температур. [1] . С другой стороны, люди, которым нужно быстрое приготовление, могут использовать микроволновые печи для приготовления еды или разогрева хранимых продуктов (включая имеющиеся в продаже заранее приготовленные замороженные блюда) всего за несколько минут. Попкорн — один из примеров очень популярного продукта среди пользователей микроволновых печей. Вариантом обычной микроволновой печи является конвекционная микроволновая печь.Конвекционная микроволновая печь представляет собой комбинацию стандартной микроволновой печи и конвекционной печи. Это позволяет быстро приготовить пищу, но при этом получиться подрумянившейся или хрустящей, как в конвекционной печи. Конвекционные микроволновые печи дороже обычных. Они не считаются рентабельными, если в основном используются только для подогрева напитков или замороженных продуктов. Их обычно используют для приготовления готового блюда. Совсем недавно некоторые производители добавили мощные кварцевые галогенные лампы к своим моделям конвекционных микроволновых печей, продавая их под такими названиями, как «Speedcook», «Advantium» и «Optimawave», чтобы подчеркнуть их способность готовить пищу быстро и с тем же результаты подрумянивания, обычно ожидаемые от обычной духовки.Это достигается за счет использования галогенных ламп высокой интенсивности в верхней части микроволновой печи, которые направляют большое количество инфракрасного излучения на поверхность продукта. Пища коричневого цвета, при этом нагреваясь изнутри микроволновым излучением и нагреваясь за счет теплопроводности и конвекции за счет контакта с нагретым воздухом, создаваемым традиционной конвекционной частью устройства. Инфракрасная энергия, которая быстро передается лампами на внешнюю поверхность продукта питания, достаточна для инициирования реакций потемнения и карамелизации в белках и углеводах конкретного продукта питания, создавая текстуру и вкус, гораздо более похожие на те, которые обычно ожидаются от обычного приготовления в духовке, а не мягкий вкус вареной и приготовленной на пару, который обычно создается при приготовлении пищи в микроволновой печи. Для того, чтобы подрумянилось, иногда используется дополнительный поддон для подрумянивания. РазмерыБытовые микроволновые печи обычно бывают двух типов и трех размеров.
Все чаще микроволновые печи продаются с дополнительными функциями, включая их сочетание с конвекционным приготовлением, элементами «верхнего подрумянивания», которые подрумянивают пищу (аналогично функции жарки в духовке), и даже гриля в духовке. У большинства микроволновых печей внутренняя поверхность покрыта белой эмалью, но высококачественные модели часто изготавливаются из нержавеющей стали, как и оригинальный Radarange. КПДМикроволновая печь преобразует только часть потребляемой электроэнергии в микроволновую энергию.Обычная бытовая микроволновая печь потребляет 1100 Вт электроэнергии при выработке 700 Вт микроволновой мощности, эффективность 64%. Остальные 400 Вт рассеиваются в виде тепла, в основном в трубке магнетрона. Дополнительная мощность используется для управления лампами, силовым трансформатором переменного тока, охлаждающим вентилятором магнетрона, двигателем поворотного стола и цепями управления. Это отработанное тепло вместе с теплом от пищи выводится в виде теплого воздуха через охлаждающие отверстия. Безопасность и противоречияПреобладает мнение, что пища, приготовленная в микроволновой печи, более или менее безопасна для употребления, как и другая приготовленная пища.Микроволновые печи стали довольно стандартным предметом в большинстве домов на западе. Приготовление пищи в микроволновке происходит быстро, энергоэффективно и, возможно, более полезно для здоровья, чем традиционные способы приготовления. Даже те, кто придерживается этой точки зрения, по-прежнему допускают ряд потенциальных проблем с безопасностью любой пищи. Преимущества безопасностиВсе коммерческие микроволновые печи используют таймер в стандартном рабочем режиме; по истечении таймера духовка отключается. Микроволновые печи разогревают пищу, не нагреваясь сами.При снятии кастрюли с плиты, за исключением индукционной варочной панели, остается потенциально опасный нагревательный элемент или подставка, которые некоторое время остаются горячими. Точно так же, когда вы вынимаете запеканку из обычной духовки, руки подвергаются очень горячим стенкам духовки. Микроволновая печь не представляет этой проблемы. Пища и посуда, извлеченные из микроволновой печи, редко бывают намного горячее, чем 100 ° C (212 ° F). Посуда, используемая в микроволновой печи, часто намного холоднее, чем еда, потому что микроволны нагревают пищу напрямую, а посуда нагревается самой пищей.С другой стороны, пища и посуда из обычной духовки имеют ту же температуру, что и остальная часть духовки; типичная температура приготовления — 180 ° C (360 ° F). Это означает, что обычные плиты и духовки могут вызвать более серьезные ожоги. Более низкая температура приготовления (точка кипения воды) является значительным преимуществом в плане безопасности по сравнению с запеканием в духовке или жаркой, поскольку исключает образование смол и угля, которые являются канцерогенными. Микроволновое излучение также проникает глубже, чем прямое тепло, поэтому пища нагревается за счет собственного внутреннего содержания воды.Напротив, прямое тепло может поджарить поверхность, пока внутренняя часть еще холодная. Предварительный нагрев пищи в микроволновой печи перед тем, как положить ее на гриль или сковороду, сокращает время, необходимое для разогрева пищи, и снижает образование канцерогенного углерода. Неравномерное нагревание, преднамеренное и иноеВ микроволновой печи пищу можно нагревать настолько короткое время, что она готовится неравномерно, так как тепло требует времени, чтобы рассеяться через пищу, а микроволны проникают только на ограниченную глубину.Микроволновые печи часто используются для разогрева ранее приготовленных продуктов, и бактериальное заражение не может быть уничтожено, если не будет достигнута безопасная температура, что приведет к болезням пищевого происхождения. Неравномерный нагрев пищевых продуктов, приготовленных в микроволновой печи, частично связан с неравномерным распределением микроволновой энергии внутри духовки, а частично — из-за разной скорости поглощения энергии в разных частях пищи. Первая проблема решается с помощью мешалки, типа вентилятора, который отражает микроволновую энергию в различные части духовки при ее вращении, или поворотного стола или карусели, которые поворачивают пищу; однако на поворотных столах могут оставаться пятна, например в центре духовки, в которых энергия распределяется неравномерно. Вторая проблема связана с составом и геометрией пищи, и повар должен решать ее, располагая пищу так, чтобы она равномерно поглощала энергию, и периодически проверяя и защищая любые части пищи, которые перегреваются. В некоторых материалах с низкой теплопроводностью, где диэлектрическая проницаемость увеличивается с температурой, микроволновый нагрев может вызвать локализованный тепловой эффект. Например, неравномерное нагревание замороженных пищевых продуктов представляет собой особую проблему, поскольку лед поглощает микроволновую энергию в меньшей степени, чем жидкая вода, что приводит к более быстрому нагреванию размороженных участков пищи из-за более быстрого отложения тепла. Из-за этого явления микроволновые печи, настроенные на слишком высокий уровень мощности, могут даже начать готовку по краям замороженных продуктов, в то время как продукты внутри остаются замороженными. Еще один случай неравномерного нагрева можно наблюдать в выпечке, содержащей ягоды. В этих изделиях ягоды поглощают больше энергии, чем окружающий их более сухой хлеб, а также не могут рассеивать тепло из-за низкой теплопроводности хлеба. В результате часто ягоды перегреваются по сравнению с остальной едой.Низкие уровни мощности, которые отмечают настройку духовки «разморозка», предназначены для того, чтобы дать время отвести тепло от участков, которые легче поглощают тепло, к тем, которые нагреваются медленнее. Более равномерный нагрев достигается за счет размещения продуктов на противне вращающегося подноса не по центру, а по центру. СВЧ-нагрев может быть преднамеренно неравномерным. Некоторые упаковки для микроволновых печей (особенно пироги) могут содержать керамические или алюминиевые хлопья, содержащие материалы, которые предназначены для поглощения микроволн и нагрева (таким образом, преобразовывая микроволны в менее проникающие инфракрасные лучи), что помогает при выпекании или приготовлении корочки, вкладывая больше энергии неглубоко в этих областях.Такие керамические пластыри, прикрепленные к картону, располагаются рядом с едой и обычно имеют дымчато-синий или серый цвет, что обычно делает их легко узнаваемыми. Картонная упаковка, пригодная для использования в микроволновой печи, может также содержать накладные керамические пластыри, которые действуют таким же образом. Технический термин для такого поглощающего микроволны пластыря — приемник. Опасности
Жидкости при нагревании в микроволновой печи в емкости с гладкой поверхностью могут перегреваться; то есть достичь температуры, которая на несколько градусов выше их нормальной точки кипения, без фактического кипения. Процесс кипения может начаться со взрывом, когда жидкость потревожена, например, когда оператор берет емкость, чтобы вынуть ее из духовки, или при добавлении примесей, таких как сливки или сахар, а затем может привести к сильному выбросу воды и пар, приводящий к ожогам жидкости и пара.Распространенный миф гласит, что только дистиллированная вода может проявлять такое поведение; это неправда. [2] Закрытые контейнеры и яйца могут взорваться при нагревании в микроволновой печи из-за повышения давления пара. Продукты, которые нагреваются слишком долго, могут загореться. Хотя это присуще любой форме приготовления пищи, быстрое приготовление и использование микроволновой печи без присмотра создает дополнительную опасность. Руководства по использованию микроволновых печей часто предупреждают о таких опасностях, но многие из них трудно предвидеть.Поскольку полость микроволновой печи закрытая и металлическая, возгорание, как правило, хорошо сдерживается. Если просто выключить духовку и позволить огню поглотить доступный кислород при закрытой дверце, как правило, сама печь будет повреждена. Любой металлический или проводящий объект, помещенный в микроволновую печь, в некоторой степени действует как антенна, что приводит к возникновению электрического тока. Это заставляет объект действовать как нагревательный элемент. Этот эффект зависит от формы и композиции объекта. Любой предмет, содержащий заостренный металл, может вызвать электрическую дугу (вызвать искры) при нагревании в микроволновой печи. Сюда входят столовые приборы, алюминиевая фольга, керамика, украшенная металлом, и почти все, что содержит любой металл. Вилки — хороший тому пример. Это связано с тем, что зубцы вилки резонируют с микроволновым излучением и создают высокое напряжение на концах. Это приводит к превышению диэлектрического пробоя воздуха, около 3 мегавольт на метр (3 × 10 6 В / м). Воздух образует проводящую плазму, которая видна как искра.Тогда плазма и зубцы могут образовать токопроводящую петлю, которая может быть более эффективной антенной, что приведет к более длительной искре. Каждый раз, когда в воздухе происходит пробой диэлектрика, образуются озон и оксиды азота, которые токсичны. При приготовлении пищи в микроволновой печи, содержащей отдельный гладкий металлический предмет без заостренных концов (например, ложку), обычно не возникает искры. Эффект отчетливо виден на CD или DVD. Электрический ток нагревает металлическую пленку, расплавляя пластик на диске и оставляя видимый узор из концентрических и радиальных рубцов.Это также можно проиллюстрировать, поместив радиометр внутри камеры для приготовления пищи, создав плазму внутри вакуумной камеры. Было замечено несколько микроволновых пожаров, когда китайские коробки для еды на вынос с металлической ручкой нагревали в микроволновой печи. Скрученные стяжки, содержащие металлическую проволоку и бумагу, также общеизвестно опасны. Другой опасностью является резонанс самой трубки магнетрона. Если микроволновая печь работает без объекта, поглощающего излучение, образуется стоячая волна.Энергия отражается вперед и назад между трубкой и камерой для приготовления пищи. Это может привести к свариванию и перегоранию трубки. Таким образом, обезвоженная пища или пища, завернутая в металл, не имеющий дуги, проблематична, но не представляет очевидной опасности возгорания. Некоторые продукты, если их тщательно разложить, также могут вызвать искрение, например, виноград. [3] Открытый огонь, сделанный из проводящей плазмы, будет делать то же самое.
Спорные опасности
Некоторых людей беспокоит воздействие микроволнового излучения.Согласно Центру устройств и радиологического здоровья Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, федеральный стандарт США ограничивает утечку микроволн из духовки на протяжении всего срока службы устройства до 5 милливатт на квадратный сантиметр при измерении в 5 сантиметрах от поверхности духовки. . [4] Это намного ниже уровня воздействия, который в настоящее время считается вредным для здоровья человека. Излучение, создаваемое микроволновой печью, не ионизирует. Таким образом, он не имеет особых рисков рака, связанных с ионизирующим излучением, таким как рентгеновские лучи, ультрафиолетовый свет и частицы высокой энергии.Любые проблемы со здоровьем могут возникнуть в результате индуцирования электрического тока в организме, в первую очередь образования катаракты. Долгосрочные исследования на грызунах для оценки риска рака до сих пор не смогли однозначно идентифицировать какую-либо канцерогенность микроволнового излучения 2,45 ГГц при хроническом (значительная часть продолжительности жизни) уровнях воздействия, намного больших, чем люди могут столкнуться даже при протекающих печах. [5] [6] Чтобы оценить радиационную опасность в перспективе, необходимо принять во внимание образование канцерогенного углерода в обычной сковороде или духовке (см. Выше).Канцерогены, содержащиеся в угле, превращаются в канцерогены, которые являются радиомиметическими (т. Е. Вызывают повреждение, подобное ионизирующему излучению). Приготовление в микроволновой печи вместо жарки или приготовления в духовке устраняет эту опасность.
Были проведены исследования воздействия приготовления в микроволновой печи. Они показывают как положительное, так и отрицательное влияние на содержание питательных веществ в пище, приготовленной в микроволновой печи.
Список литературы |
Микроволновая печь — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия
 | В этой статье много вопросов . Пожалуйста, помогите исправить их или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . |
Микроволновая печь (обычно называемая микроволновой печью ) — это устройство, которое готовит пищу с помощью микроволн, типа радиоволн. Идея была изобретена, когда ученый, который экспериментировал с радиоволнами, увидел, что его плитка шоколада, которая была в его кармане, растаяла.Затем он узнал, что радиоволны могут готовить еду, и изобрел микроволновую печь.
Магнетрон из микроволновкиВ микроволновой печи используется магнетрон. Это похоже на радиопередатчик. Он излучает очень короткие радиоволны, которые проникают в пищу на глубину примерно 2,5 см (один дюйм). Это заставляет молекулы воды вращаться примерно 2,5 миллиарда раз в секунду. Это нагревает молекулы вокруг себя. По мере того, как они нагреваются, тепло переходит внутрь пищи. Этот процесс называется проводимостью.Это также происходит в обычной духовке, но микроволновая энергия проникает глубже, поэтому пища готовится намного быстрее. В обычной духовке энергия в основном остается у поверхности, поэтому на это требуется больше времени. [1]
Кроме того, духовка имеет волновод, поворотный столик и таймер. Когда мы помещаем пищу в камеру и включаем таймер, он посылает команду магнетрону на отправку микроволн, а также на поворотный стол, чтобы начать вращение. Микроволны микроволновых печей могут нагревать продукты, содержащие полярные молекулы, такие как вода, поскольку полярные молекулы склонны к эффекту вибрации, вызванному микроволнами.Для равномерного разогрева пищи поворотный столик в микроволновой печи вращает ее.
Металлы склонны к искрообразованию в микроволнах, а не при нагревании. Причина в том, что металлы любят отдавать электроны, поэтому, когда микроволны «толкают» их магнитоподобные электроны, вместо того, чтобы вращаться, они просто отдают электроны. Связка электронов, стекающих с металла, называется электричеством, и мы видим это в виде искр.
- ↑ «Учим мир пингу», The Independent, четверг, 12 мая 2011 г .; Viewspaper стр.16
История микроволновых печей — Открытие микроволновых печей
Микроволновая печь, также называемая просто микроволновой печью, — это кухонный прибор, который нагревает пищу методом диэлектрического нагрева. Он подвергает пищу электромагнитное излучение в микроволновом спектре, которое заставляет молекулы в пище вращаться (потому что они поляризованы и пытаются выровняться по поле). Вращающиеся молекулы сталкиваются с другими молекулами и повышают их кинетическую энергию, которая проявляется в виде тепла.Сегодня они в основном используются для разогрева. ранее приготовленные продукты и приготовление овощей.
Первая идея использования высокочастотных электрических полей для нагрева диэлектрических материалов появилась в 1934 году. Но в этом методе использовались более низкие частоты. чем у микроволн. Возможность производить более высокие частоты появилась с изобретением магнетрона с резонатором, типа мощной вакуумной лампы, который был основной частью коротковолнового радара во время Второй мировой войны.Многополосный магнетрон был разработан между 1937 и 1940 годами британским физиком сэром Джон Тертон Рэндалл и команда британских коллег. Рабочий прототип был создан в 1940 году Джоном Рэндаллом и Гарри Бутом в Университете Бирмингема. Когда в сентябре 1940 года магнетрон был передан правительству США в обмен на их финансовую и промышленную помощь, одна из компаний, Получив контракт на массовое производство магнетрона, компания Raytheon, и именно здесь начинается история микроволновой печи.
Эффект нагрева мощным микроволновым пучком был обнаружен в 1945 году совершенно случайно. Перси Спенсер, инженер-самоучка из Хауленда, Мэн, который был сотрудником Raytheon, работал над активным радаром, когда заметил, что плитка шоколада, которая была у него в кармане, начала таять. Он затем попробовал провести эксперимент с попкорном, а затем с яйцом (которое взорвалось). Затем Спенсер создал электромагнитное поле высокой плотности, питая микроволны из магнетрона в металлический ящик, из которого они не могли убежать.Температура продуктов, помещенных в ящик, повышалась намного быстрее, чем в открытом. Заявка на патент на процесс приготовления в микроволновой печи Спенсера была подана 8 октября 1945 года компанией Raytheon, и первая микроволновая печь была размещена в Бостоне. ресторан для тестирования. Первая микроволновая печь, доступная населению, была установлена на Центральном вокзале в Нью-Йорке, США, в январе 1947 года. Это был торговый автомат Speedy Weeny, который продавал хот-доги.
Первой коммерчески доступной микроволновой печью была построена Raytheon «Radarange».Он был изготовлен в 1947 году и был очень большим. Каждая сделанная была высотой 1,8 метра, имел вес 340 килограммов и был продан за 5000 долларов, что сегодня составляет около 52000 долларов. Он также имел мощность 3 киловатта и охлаждался водой. Один первых печей «Радаранж» была установлена на камбузе атомного грузового теплохода NS Savannah. Коммерческая модель 1954 года выпуска, б / у 1,6 киловатт и имел цену от 2000 до 3000 долларов США. Компания Tappan Stove из Мэнсфилда, штат Огайо, купила лицензию у Raytheon в 1952 году и попыталась продать большой настенный блок на 220 вольт в качестве домашней микроволновой печи в 1955 году по еще более низкой цене — 1295 долларов, но это было слишком рано, и эта духовка плохо продавалась.Raytheon купили компанию Amana, производителя бытовой техники, в 1965 году, и они сделали первую популярную домашнюю модель, столешницу Radarange, по цене 495 долларов. Litton Industries разработала новую конфигурацию микроволновой печи в 60-х годах. Это была короткая, широкая форма, которую мы все теперь знаем, и в ней использовался специальный магнетрон. корма, которая позволяла печи выдерживать состояние холостого хода, когда в ней не было пищи, которая могла бы поглощать волны. К 1970-м годам цены резко упали, и микроволновые печи стал обычным явлением во многих домашних хозяйствах.
.