Mikroaaltouuni on vakiintunut ja siitä on tullut jokaisen asunnon välttämätön ominaisuus. Tämän kodinkoneen avulla voit lämmittää tai keittää ruokaa muutamassa minuutissa silmään näkymättömän säteilyn avulla.
Mutta selvittääkseen mistä säteily tulee ja kuinka turvallista se on ihmisille, on ymmärrettävä laite ja mikroaaltouuni-magnetronin toimintaperiaate, joka on korkeataajuisten aaltojen generaattori.
magnetroni
Mitä mikroaallot ovat ja kuinka ne lämmittävät ruokaa
Mikroaaltosäteilyksi kutsutaan sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on 1 mm - 1 m. Tämän tyyppistä säteilyä käytetään paitsi kotitalouskäyttöön, myös navigointi- ja tutkajärjestelmissä, ja lisäksi se tarjoaa solukkoviestintää ja satelliittitelevisiota.
Mikroaaltoja voidaan tuottaa sekä keinotekoisesti että luonnollisesti (esimerkiksi auringossa). Toinen nimi mikroaalloille on mikroaaltosäteily tai mikroaaltouuni.
Kaikentyyppisissä kotitalouksien mikroaaltouuneissa on yksi säteilytaajuus 2450 MHz. Tämä arvo on kansainvälinen standardi, jota kodinkoneiden valmistajien on ehdottomasti noudatettava, jotta heidän tuotteensa eivät häiritse muiden mikroaaltolaitteiden toimintaa.
Mikroaaltosäteily
Amerikkalainen fyysikko Percy Spencer löysi mikroaalto säteilyn lämpövaikutuksen vuonna 1942. Juuri hän patentoi mikroaaltouuneja synnyttävän laitteen käytön ruoanlaittoon ja loi siten perustan mikroaaltouunien käytölle arkielämässä.
Muutaman seuraavan vuosikymmenen aikana tämä tekniikka on täydellistynyt, mikä mahdollisti yksinkertaisten ja edullisten laitteiden massatuotannon nopeaan ruuan lämpeneminen.
Minkä tahansa materiaalin lämmittämiseksi mikroaaltouunissa tarvitaan dipolimolekyylejä, ts. Molekyylejä, joiden molemmissa päissä on vastakkaiset sähkövaraukset.
Elintarvikkeissa niiden päälähde on vesi. Mikroaaltosäteilyn vaikutuksesta nämä molekyylit alkavat linjautua pitkin sähkömagneettisen kentän voimajohtoja muuttaen suuntaansa noin 5 miljardia kertaa sekunnissa. Niiden väliseen kitkaan liittyy lämmön vapautumista, joka lämmittää ruuan.
Mikroaallot eivät kuitenkaan kykene tunkeutumaan syvemmälle kuin 2-3 cm tuotteen pinnasta, joten kaikki tämän kerroksen alla oleva lämpötila lämpenee lämmitettyjen alueiden lämmönjohtavuuden vuoksi.
Lämmitys mikroaaltouunilla
Magnetron-laite ja sen sovellus
Useimmissa mikroaaltolaitetyypeissä magnetron on mikroaaltotaajuuksien generaattori. Laitteita, joiden toimintaperiaate on samanlainen - klystroneja ja platinotroneja, ei käytetä niin laajasti. Magnetronia käytettiin ensimmäisen kerran mikroaaltouuneissa vuonna 1960. Yleisimmin käytetty tekniikka on moniosainen magnetron, joka koostuu useista komponenteista:
- Anodi. Se on kuparisylinteri, joka on jaettu sektoreihin, joilla on paksut metalliseinät. Nämä tilavuusontelot ovat resonaattoreita, jotka luovat renkaan värähtelyjärjestelmän. Anodiin kohdistetaan noin 4000 voltin jännite.
- Katodi.Se sijaitsee magnetronin keskiosassa ja on sylinteri, jonka sisällä on hehkulanka. Elektronin säteily tapahtuu tässä laitteen osassa. Lämmittimeen (hehkulanka) syötetään 3 voltin jännite.
- Rengasmagneetit. Laitteen päätyosissa sijaitsevat suuritehoiset sähkömagneetit tai kestomagneetit ovat välttämättömiä magnetronin akselin suuntaisesti suunnatun magneettikentän luomiseksi. Elektronien liikkeet suoritetaan myös tähän suuntaan.
- Vaijerin silmukka Se on kytketty katodiin, kiinnitetty resonaattoriin ja lähtö antennin emitteriin. Silmukkaa käytetään tuottamaan mikroaaltosäteily aaltojohtoon, minkä jälkeen se tulee suoraan mikroaaltokammioon.
Magnetron-laite
Suunnittelun yksinkertaisuuden ja alhaisten kustannusten vuoksi magnetronit ovat löytäneet sovelluksia monilla aloilla, mutta ne ovat yleisimpiä:
- Mikroaaltouuneissa. Kotimaisten uunien nopean keiton ja sulatuksen lisäksi magnetronien avulla voit suorittaa tuotantotehtäviä. Teollinen mikroaaltouuni voi lämmittää, kuivata, sulaa, paistaa ja paljon muuta. On tärkeää muistaa, että mikroaaltouunia ei voi kytkeä päälle tyhjänä, koska tällöin mikään ei absorboi säteilyä ja palaa takaisin aaltojohtoon, mikä voi johtaa sen hajoamiseen.
- Tutkassa. Aaltoputkeen kytketty tutka-antenni on itse asiassa kartiomainen syöttö, ja sitä käytetään yhdessä parabolisen heijastimen (levy) kanssa. Magnetroni tuottaa voimakkaita lyhyitä energian pulsseja pienellä aallonpituudella, joista osa heijastuneena menee jälleen antenniin ja sitten herkälle vastaanottimelle, joka prosessoi signaalin ja näyttää sen näytöllä.
Magnetronit tutkassa
Magnetronin toimintaperiaate
Mikroaaltouunin toiminta perustuu sähköenergian muuntamiseen ultrakorkean taajuuden sähkömagneettiseksi säteilyksi, joka ajaa veden molekyylejä ruoassa. Dipolimolekyylit tuottavat jatkuvasti suuntaa muuttaen lämpöä, jonka avulla voit lämmittää tuotteet nopeasti säilyttäen niiden hyödylliset ominaisuudet. Laite, joka tuottaa mikroaaltoja, on magnetroni.
Itse asiassa magnetron on sähkö tyhjiödiodi, jonka toiminnassa käytetään termionisen säteilyn ilmiötä. Tämä ilmiö esiintyy emitterin tai katodin pinnan kuumentuessa. Korkean lämpötilan vaikutuksesta aktiivisimmilla elektroneilla on taipumus poistua sen pinnalta, mutta tämä tapahtuu vasta, kun jännite kohdistetaan anodiin. Tässä tapauksessa syntyy sähkökenttä, ja elektronit alkavat liikkua kohti anodia, suuntautuen sen voimajohtoja pitkin. Jos elektronit ovat magneettikentässä, niiden etenemissuunta poikkeaa voimajohtojen suunnassa.
Tyhjiödiodi
Magnetronianodilla on sylinterin muoto, jossa on ontelo- tai resonaattorijärjestelmä, jonka sisällä on hehkulankaa sisältävä katodi. Kaksi anodin reunoja pitkin sijaitsevat rengasmagneetit muodostavat anodin sisällä magneettikentän, jonka seurauksena elektronit eivät liiku suoraan katodista anodiin, vaan muuttavat polkua kiertäen katodin ympäri. Resonaattorien lähellä, elektronit antavat heille osan energiasta, mikä johtaa niiden onteloihin muodostuvan voimakas mikroaaltokenttä, joka johdetaan ulos emitteriantenniin kytketyn johtosilmukan avulla.
Magnetronin käyttämiseksi on tarpeen kytkeä anodiin korkea jännite, joka on luokkaa 3-4 tuhatta volttia. Siksi magnetron on kytketty kotitalouden virtalähteeseen korkeajännitemuuntajan kautta. Lisäksi mikroaaltouunin kytkentäpiiri sisältää aaltoputken, joka välittää säteilyä kammioon, kytkentäpiirin, ohjausyksikön sekä suoja- ja jäähdytyselementit.Lisäksi kammion sisäseinämät ja laitteen ovessa oleva ohut metalliverkko estävät säteilyn poistumista sen ulkopuolelta.
Magnetron-kytkentäpiiri
Kuinka magnetron vaikuttaa mikroaaltotehoon
Useimmat nykyajan mikroaaltouunivalmistajat tarjoavat mahdollisuuden valita laitteen teho. Käyttötila (sulatus tai lämmitys) ja ruoan lämmitysnopeus puolestaan riippuvat tästä parametrista. Magnetronin suunnitteluominaisuudet eivät kuitenkaan salli sen tehon vähentämistä, joten lämmityksen voimakkuuden vähentämiseksi sille syötetään virtaa tietyin väliajoin. Nämä tauot magnetronin toiminnassa näkyvät, jos kytket mikroaaltouunin päälle keskimääräisellä teholla ja kuuntelet sen työn ääntä.
Ei niin kauan sitten, jotkut kodinkoneiden valmistajat ilmoittivat esiintyvän useita mikroaaltouunimalleja, joissa on invertterijännitesyöttöpiiri. Tämän järjestelmän soveltaminen antoi paitsi lisätä kammiossa käytettävän tilan määrää vähentämällä emitterin mittoja, mutta myös vähentää laitteen virrankulutusta. Toisin kuin perinteisissä malleissa, invertterityyppisten uunien lämmityslämpötila muuttuu tasaisesti, mutta niiden kustannukset ovat paljon korkeammat.
Magnetron-jäähdytys ja suojaus
Käytön aikana magnetron säteilee paljon lämpöä, joten sen runkoon on asennettu jäähdytin. Koska ylikuumeneminen on tärkein syy magnetronin vikaantumiseen, sen suojaamiseen käytetään myös muita menetelmiä:
- Lämpörele. Tätä laitetta käytetään magnetronin ja grillin suojaamiseen, jos malli on saatavana. Lämpövaroke on varustettu bimetallilevyllä, joka voidaan säätää tiettyyn lämpötilaan. Jos tämä arvo ylitetään, se taipuu ja avaa virtapiirin.
- Tuuletin. Se ei vain puhaltaa magnetron-jäähdytinta viileällä ilmalla, vaan suorittaa myös joukon muita hyödyllisiä toimintoja, kuten jäähdyttää laitteen elektronisia komponentteja, kiertää ilmaa kammion sisällä grillan ollessa toiminnassa ja poistaa myös kuuma höyry erityisten aukkojen kautta.
- Lukitse järjestelmä. Useat mikrokytkimet ohjaavat mikroaaltouunin sijaintia estäen magnetronia käynnistymästä, kun se on auki.
Lämpörele
Onko mahdollista korvata magnetron?
Kotitalouksien mikroaaltouunien nykyaikaisten magnetronien tärkein etu on niiden vaihtokelpoisuus. Muiden yritysten valmistamat magnetronit soveltuvat erilaisiin mikroaaltouunimalleihin, joten niitä voidaan tarvittaessa vaihtaa. Tässä tapauksessa ainoa välttämätön vaatimus on virran noudattaminen. Voit ostaa magnetronin monista elektroniikkakaupoista, mutta oikean valinnan tekemiseksi sinun on kuitenkin ymmärrettävä sen parametrit ja merkinnät. Useimmiten seuraavat magnetron-mallit asennetaan mikroaaltouuni:
- 2M 213 (600 wattia nimellistehoa ja 700 wattia kuormitettuna);
- 2M 214 (1000 W);
- 2M 246 (1150 W - suurin teho).
Jopa tutkittuasi kaikki tämän laitteen tarvittavat parametrit, magnetronia ei suositella korvaamaan kotona. Ensinnäkin se on melko vaikea poistaa itse, ja toiseksi vain pätevä asiantuntija voi varmistaa sen turvallisen toiminnan asennuksen jälkeen.
Magnetronin vakiokokoonpano
Toimintahäiriöiden diagnostiikka ja syyt niiden esiintymiseen
Magnetronin vaihtaminen voi vaatia melko suuria taloudellisia kustannuksia, joten ennen uuden laitteen ostamista on diagnosoitava vanha laite varmistaaksesi, että se todella toimii väärin. Testaus voidaan tehdä kotona tavanomaisella testerillä. Tämä edellyttää:
- Irrota mikroaaltouuni.
- Poista suojakansi ja tarkasta osa silmämääräisesti.
- ”Soi” piirilevyn pääelementit käyttämällä testeriä tai ”yleismittaria”.
- Tarkasta lämpörele.
diagnostiikka
Diagnoosin lopussa voit tehdä johtopäätöksiä tiettyjen osien toimintahäiriöistä. Tärkeimpiä syitä magnetronin vikaantumiseen ovat seuraavat:
- Viallinen tyhjiökorkki. Voit korvata sen itse hakemalla samanlaisen korkin toisesta magnetronista. Näiden korkkien istuimilla on vakiokokoonpano.
- Lämmittimen rikkoutuminen. at tyhjän mikroaaltouunin kytkeminen päälle tai magnetronin väärä lataus ylikuumenee, mikä voi johtaa filamentin liialliseen ja rikkoutumiseen. Sen diagnoosiksi on tarpeen mitata resistanssi kondensaattorin jalkojen välillä. Jos sen arvo on välillä 5–7 ohmia, lämmitin toimii.
- Läpikulkukondensaattorin jakautuminen. Jos testeri ei osoita “ääretöntä” vastusarvoa koskettimiensa välillä, kondensaattori on vaihdettava.
