עקרון הפעולה והכללת המגנטרון של מיקרוגל

תנור מיקרוגל התבסס היטב והפך לאחת התכונות הכרחיות של כל דירה. מכשיר ביתי זה מאפשר לכם לחמם או לבשל אוכל תוך דקות ספורות בעזרת קרינה בלתי נראית לעין.

אך כדי לגלות מאין נובעת הקרינה הזו וכמה היא בטוחה לבני אדם, יש צורך להבין את המכשיר ואת עקרון הפעולה של מגנטרון מיקרוגל, שהוא גנרטור של גלים בתדר גבוה.

מגנטרון

מהם מיקרוגל וכיצד הם מחממים אוכל

קרינת מיקרוגל מכונה קרינה אלקטרומגנטית באורך גל של 1 מ"מ עד 1 מ '. קרינה מסוג זה משמשת לא רק לצרכים ביתיים, אלא גם במערכות ניווט ורדאר. בנוסף, היא מספקת תקשורת סלולרית וטלוויזיה לוויינית.

ניתן לייצר מיקרוגלים הן באופן מלאכותי והן באופן טבעי (למשל בשמש). שם נוסף למיקרוגל הוא קרינת מיקרוגל, או מיקרוגל.

לכל סוגי תנורי המיקרוגל הביתיים תדר קרינה יחיד של 2450 מגהרץ. ערך זה הוא תקן בינלאומי שעל יצרני מכשירי חשמל ביתיים לדבוק בו בקפדנות כדי שמוצריהם לא יפריעו להפעלת מכשירי מיקרוגל אחרים.

קרינת מיקרוגל

את ההשפעה התרמית של קרינת מיקרוגל גילה הפיזיקאי האמריקני פרסי ספנסר בשנת 1942. הוא היה זה שהפטנט על השימוש במכשיר שמייצר מיקרוגל לבישול, ובכך הניח את היסודות לשימוש בתנורי מיקרוגל בחיי היומיום.

במהלך העשורים הבאים, הטכנולוגיה הזו הושלמה, שאפשרה להקים ייצור המוני של מכשירים פשוטים וזולים במהירות התחממות מזון.

כדי לחמם כל חומר בתנור במיקרוגל, יש צורך בנוכחות מולקולות דיפול, כלומר מולקולות בעלות מטענים חשמליים מנוגדים בשני הקצוות.

במזונות מקורם העיקרי הוא מים. תחת השפעת קרינת מיקרוגל, מולקולות אלה מתחילות להתיישר לאורך קווי הכוח של השדה האלקטרומגנטי, ומשנות את כיווןן כ -5 מיליארד פעמים בשנייה. החיכוך ביניהם מלווה בשחרור החום המחמם את האוכל.

עם זאת, מיקרוגל לא מצליחה לחדור עמוק יותר מ- 2-3 ס"מ משטח המוצר, ולכן כל מה שנמצא מתחת לשכבה זו מתחמם בגלל מוליכות תרמית מהאזורים המחוממים.

חימום במיקרוגל

מכשיר מגנטרון ויישומו

ברוב סוגי ציוד המיקרוגל, מגנטרון הוא מחולל לתדרי מיקרוגל. מכשירים הדומים בעקרון הפעולה שלהם - קליסטרונים ופלטינוטרונים אינם כל כך בשימוש נרחב. המגנטרון שימש לראשונה בתנורי מיקרוגל בשנת 1960. הטכניקה הנפוצה ביותר היא מגנטרון רב-חלל, המורכב ממספר רכיבים:

1. אנודה זהו צילינדר נחושת, המחולק לגזרות עם קירות מתכת עבים. חללים נפחיים אלה הם התהודים היוצרים את מערכת תנודת הטבעת. מתח של כ 4000 וולט מוחל על האנודה.
2. קתודה.הוא ממוקם בחלק המרכזי של המגנטרון והוא צילינדר, שבתוכו יש נימה ליבון. פליטת אלקטרונים מתרחשת בחלק זה של המכשיר. מתח של 3 וולט מוחל על התנור (נימה).
3. מגנטים טבעתיים. אלקטרומגנטים או מגנטים קבועים בעלי עוצמה גבוהה, הממוקמים בחלקים הסופיים של המכשיר, נחוצים ליצירת שדה מגנטי המכוון במקביל לציר המגנטרון. תנועת האלקטרונים מתבצעת גם בכיוון זה.
4. חוט לולאה הוא מחובר לקתודה, קבוע בתהודה ופלט לפולט האנטנה. הלולאה משמשת להפקת קרינת מיקרוגל למוליך הגלים, לאחר מכן היא נכנסת ישירות לתא המיקרוגל.

מכשיר מגנטרון

בשל הפשטות בעיצוב ועלות נמוכה, מגנטרונים מצאו יישום בתחומים רבים, אך הם נפוצים ביותר:

• בתנורי מיקרוגל. בנוסף לבישול מהיר והפשרת אוכל בתנורים ביתיים, מגנטרון מאפשר גם לבצע משימות ייצור. מיקרוגל תעשייתי יכול לחמם, לייבש, להמיס, לצלות ועוד. חשוב לזכור שלא ניתן להפעיל את המיקרוגל ריק, מכיוון שבמקרה זה הקרינה לא תיספג בשום דבר ותחזור חזרה אל מוליך הגלים, מה שעלול להוביל להתמוטטותו.
• ברדאר. אנטנת הרדאר המחוברת למוליך הגל היא למעשה הזנה חרוטית ומשמשת בשילוב עם רפלקטור (צלחת) פרבולית. המגנטרון מייצר פעימות אנרגיה קצרות וחזקות בעלות אורך גל קטן שחלקו, המשתקף, שוב עובר לאנטנה ואז למקלט הרגיש, המעבד את האות ומציג אותו על המסך.

מגנטרון ברדאר

עקרון פעולת המגנטרון

פעולת תנור המיקרוגל מבוססת על הסבת אנרגיה חשמלית לקרינה אלקטרומגנטית בתדירות גבוהה במיוחד, המניעה את מולקולות המים במזון. מולקולות דיפול, שמשנות כל הזמן כיוון, מייצרות חום, המאפשר לכם לחמם מוצרים במהירות, תוך שמירה על תכונותיהם המועילות. המכשיר שמייצר מיקרוגל הוא מגנטרון.

המגנטרון, למעשה, הוא דיודה אלקטרו-ואקום, שבפעולה מיושמת תופעת הפליטה התרמית. תופעה זו מתרחשת במהלך חימום פני השטח של הפולט או הקתודה. בהשפעת טמפרטורה גבוהה האלקטרונים הפעילים ביותר נוטים לעזוב את פני השטח שלה, אך הדבר יקרה רק כאשר מתח יופעל על האנודה. במקרה זה, מתעורר שדה חשמלי, והאלקטרונים מתחילים לנוע לעבר האנודה, כשהם פונים לאורך קווי הכוח שלה. אם האלקטרונים נמצאים בשדה המגנטי, מסלולי ההליכה שלהם חורגים בכיוון קווי הכוח.

דיודה ואקום

לאנודה המגנטרון צורה של צילינדר עם מערכת חללים, או תהודה, שבתוכם יש קתודה עם נימה. שני מגנטים טבעתיים הממוקמים בשולי האנודה יוצרים שדה מגנטי בתוך האנודה, שבגללו האלקטרונים אינם עוברים ישירות מהקתודה לאנודה, אלא משנים את דרכם, מסתובבים סביב הקתודה. ליד התהודים האלקטרונים נותנים להם חלק מהאנרגיה שלהם, מה שמוביל להיווצרות שדה מיקרוגל רב עוצמה בחלליהם, המוצא באמצעות לולאת חוט המחוברת לאנטנת הפולט.

כדי להפעיל את המגנטרון, יש צורך להפעיל מתח גבוה בסדר גודל של 3-4 אלף וולט על האנודה. לכן המגנטרון מחובר לאספקת חשמל ביתית באמצעות שנאי מתח גבוה. בנוסף מעגל המיתוג של תנור מיקרוגל כולל מוליך גל שמעביר קרינה לתא, מעגל מיתוג, יחידת בקרה וכן גופי הגנה וקירור.בנוסף, הקירות הפנימיים של החדר ורשת מתכת דקה על דלת המכשיר מעכבים את יציאת הקרינה שמעבר לו.

מעגל מיתוג מגנטרון

כיצד מגנטרון משפיע על כוח המיקרוגל

מרבית היצרנים המודרניים של תנורי מיקרוגל מציעים את האפשרות לבחור את כוח המכשיר. בתורו, מצב ההפעלה (הפשרה או חימום) וקצב החימום של המזון תלויים בפרמטר זה. עם זאת, תכונות העיצוב של המגנטרון אינן מאפשרות להפחית את עוצמתו, לכן, כדי להפחית את עוצמת החימום, הכוח מסופק אליו בפרקי זמן מסוימים. ניתן לראות את ההפסקות הללו בהפעלת המגנטרון אם מפעילים את המיקרוגל בעוצמה בינונית ומאזינים לצלילי עבודתה.

לפני זמן לא רב הודיעו כמה יצרני מכשירי חשמל לבית על הופעתם של מספר דגמים של תנורי מיקרוגל עם מעגל אספקת חשמל מהפך. היישום של תוכנית זו איפשר לא רק להגדיל את כמות השטח השמיש בתא על ידי הקטנת הממדים של הפולט, אלא גם להפחית את צריכת החשמל של המכשיר. בניגוד לדגמים המקובלים, טמפרטורת החימום בתנורים מסוג מהפך משתנה בצורה חלקה, אך עלותם גבוהה בהרבה.

קירור ומיגון מגנטרון

במהלך הפעולה המגנטון פולט כמות גדולה של חום, ולכן מותקן רדיאטור על גופו. מכיוון שחימום יתר הוא הסיבה העיקרית לכישלון המגנטרון, שיטות אחרות משמשות גם להגנה עליו:

1. ממסר תרמי. מכשיר זה משמש להגנה על המגנטרון, כמו גם על הגריל, אם קיים בדגם. הנתיך התרמי מצויד בצלחת דו-מטלית, הניתנת לכוונון לטמפרטורה ספציפית. אם חריגה מערך זה, הוא מתכופף ופותח את מעגל הכוח.
2. המאוורר. זה לא רק מנפח את רדיאטור המגנטרון באוויר קריר, אלא גם מבצע מספר פונקציות שימושיות אחרות, כמו קירור הרכיבים האלקטרוניים של המכשיר, הפצת האוויר בתוך החדר בזמן שהגריל עובד, וגם הסרת אדים חמים דרך פתחים מיוחדים.
3. מערכת נעילה. מספר מכשירי מיקרו שולטים על מיקום דלת המיקרוגל, ומונעים את הפעלת המגנטרון כשהיא פתוחה.

ממסר תרמי

האם ניתן להחליף את המגנטרון

היתרון העיקרי של מגנטרונים מודרניים לתנורי מיקרוגל ביתיים הוא ההחלפות שלהם. מגנטרון המיוצר על ידי חברות אחרות יתאים לדגמים שונים של תנורי מיקרוגל, כך שניתן יהיה לשנותם במידת הצורך. במקרה זה, הדרישה ההכרחית היחידה תהיה עמידה בכוח. אתה יכול לקנות מגנטרון בחנויות אלקטרוניקה רבות, עם זאת, בכדי לעשות את הבחירה הנכונה, אתה צריך להבין את הפרמטרים שלו ואת התיוג. לרוב, דגמי המגנטרון הבאים מותקנים במיקרוגל:

• 2M 213 (600 וואט הספק מדורג ו 700 וואט תחת עומס);
• 2M 214 (1000 W);
• 2M 246 (1150 W - הספק הגבוה ביותר).

אפילו לאחר שלמדנו את כל הפרמטרים הדרושים של מכשיר זה, לא מומלץ להחליף את המגנטרון בבית. ראשית, יהיה די קשה להסיר אותו בעצמך, ושנית, רק מומחה מוסמך יכול להבטיח את פעולתו הבטוחה לאחר ההתקנה.

תצורת מגנטרון סטנדרטית

אבחון תקלות והסיבות להתרחשותן

החלפת מגנטרון עשויה לדרוש עלויות כספיות לא מבוטלות למדי, ולכן לפני שאתם קונים מכשיר חדש, עליכם לאבחן את הישן בכדי לוודא שהוא באמת לא תקין. ניתן לבצע בדיקות בבית באמצעות בודק קונבנציונאלי. זה ידרוש:

1. נתק את המיקרוגל.
2. הסר את כיסוי המגן ובחן את החלק באופן חזותי.
3. "צלצל" את האלמנטים העיקריים של הלוח המודפס באמצעות בודק או "מולטימטר".
4. בדוק את הממסר התרמי.

אבחון

בסוף האבחנה תוכלו להסיק מסקנות לגבי תקלה של חלקים מסוימים. הסיבות העיקריות לכישלון המגנטרון כוללות את הדברים הבאים:

• כובע ואקום פגום. אתה יכול להחליף אותו בעצמך על ידי פשוט להרים כובע דומה מגנטרון אחר. מושבי הכובעים הללו הם בעלי תצורה סטנדרטית.
• שבירת דוד. בשעה מדליק את המיקרוגל הריק או טעינה לא נכונה של המגנטרון תחמם יתר על המידה, מה שעלול להוביל לנימה מוגברת ולשבירה. לצורך אבחנה יש צורך למדוד את ההתנגדות בין רגלי הקבל. אם ערכו הוא בטווח של 5-7 אוהם, אז המחמם פועל.
• פירוט קבל המעבר. אם הבוחן אינו מראה ערך התנגדות "אינסופי" בין אנשי הקשר שלו, יש להחליף את הקבל.