Một lò vi sóng đã được thiết lập vững chắc và đã trở thành một trong những thuộc tính không thể thiếu của bất kỳ căn hộ. Thiết bị gia dụng này cho phép bạn hâm nóng hoặc nấu thức ăn trong vài phút với sự trợ giúp của bức xạ vô hình trước mắt.
Nhưng để tìm ra bức xạ này đến từ đâu và mức độ an toàn của con người như thế nào, cần phải hiểu thiết bị và nguyên lý hoạt động của máy phát điện từ lò vi sóng, là máy phát sóng cao tần.
Magnetron
Lò vi sóng là gì và làm nóng thức ăn như thế nào
Bức xạ vi sóng được gọi là bức xạ điện từ có bước sóng từ 1 mm đến 1 m. Loại bức xạ này không chỉ được sử dụng cho mục đích gia đình, mà còn trong các hệ thống dẫn đường và radar, ngoài ra, nó còn cung cấp thông tin di động và truyền hình vệ tinh.
Sóng vi ba có thể được tạo ra cả nhân tạo và tự nhiên (ví dụ, trên Mặt trời). Một tên khác của lò vi sóng là bức xạ vi sóng, hoặc lò vi sóng.
Tất cả các loại lò vi sóng gia dụng có tần số bức xạ duy nhất là 2450 MHz. Giá trị này là một tiêu chuẩn quốc tế mà các nhà sản xuất thiết bị gia dụng phải tuân thủ nghiêm ngặt để các sản phẩm của họ không can thiệp vào hoạt động của các thiết bị vi sóng khác.
Bức xạ vi sóng
Hiệu ứng nhiệt của bức xạ vi sóng được nhà vật lý người Mỹ Percy Spencer phát hiện năm 1942. Chính ông là người đã cấp bằng sáng chế cho việc sử dụng một thiết bị tạo ra lò vi sóng để nấu ăn, từ đó đặt nền tảng cho việc sử dụng lò vi sóng trong cuộc sống hàng ngày.
Trong vài thập kỷ tiếp theo, công nghệ này đã được hoàn thiện, cho phép thiết lập sản xuất hàng loạt các thiết bị đơn giản và rẻ tiền để nhanh chóng hâm nóng thức ăn.
Để làm nóng bất kỳ vật liệu nào trong lò vi sóng, sự có mặt của các phân tử lưỡng cực, nghĩa là, các phân tử có điện tích trái dấu ở cả hai đầu, là cần thiết.
Trong thực phẩm, nguồn chính của chúng là nước. Dưới ảnh hưởng của bức xạ vi sóng, các phân tử này bắt đầu xếp hàng dọc theo các đường lực của trường điện từ, thay đổi hướng của chúng khoảng 5 tỷ lần mỗi giây. Sự ma sát giữa chúng đi kèm với sự giải phóng nhiệt, làm nóng thức ăn.
Tuy nhiên, sóng vi ba không thể thâm nhập sâu hơn 2-3 cm từ bề mặt sản phẩm, vì vậy mọi thứ nằm dưới lớp này nóng lên do tính dẫn nhiệt từ các khu vực được làm nóng.
Lò vi sóng
Thiết bị Magnetron và ứng dụng của nó
Trong hầu hết các loại thiết bị vi sóng, máy phát cao tần là máy phát tần số vi sóng. Các thiết bị tương tự trong nguyên tắc hoạt động của chúng - klystrons và platinotron, không được sử dụng rộng rãi như vậy. Magnetron lần đầu tiên được sử dụng trong lò vi sóng vào năm 1960. Kỹ thuật được sử dụng phổ biến nhất là từ tính đa khoang, bao gồm một số thành phần:
- Cực dương Nó là một hình trụ bằng đồng, được chia thành các lĩnh vực với các bức tường kim loại dày. Các khoang thể tích này là các bộ cộng hưởng tạo ra hệ thống dao động vòng. Một điện áp khoảng 4000 volt được áp dụng cho cực dương.
- Cathode.Nó nằm ở phần trung tâm của máy phát cao tần và là một hình trụ, bên trong có dây tóc sợi đốt. Phát xạ điện tử xảy ra trong phần này của thiết bị. Một điện áp 3 volt được áp dụng cho lò sưởi (dây tóc).
- Nam châm vòng. Nam châm điện hoặc nam châm vĩnh cửu có công suất cao, nằm ở phần cuối của thiết bị, là cần thiết để tạo ra từ trường hướng song song với trục của máy phát cao tần. Sự chuyển động của các điện tử cũng được thực hiện theo hướng này.
- Vòng dây Nó được kết nối với cực âm, được cố định trong bộ cộng hưởng và xuất ra bộ phát ăng ten. Vòng lặp được sử dụng để phát bức xạ vi sóng vào ống dẫn sóng, sau đó nó đi trực tiếp vào buồng vi sóng.
Thiết bị Magnetron
Do sự đơn giản của thiết kế và chi phí thấp, các máy phát cao tần đã tìm thấy ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, nhưng chúng phổ biến nhất:
- Trong lò vi sóng. Ngoài việc nấu nhanh và làm tan thực phẩm trong lò nướng trong nhà, máy phát điện từ còn cho phép bạn thực hiện các nhiệm vụ sản xuất. Một lò vi sóng công nghiệp có thể làm nóng, khô, tan chảy, nướng, và nhiều hơn nữa. Điều quan trọng cần nhớ là lò vi sóng không thể được bật trống, vì trong trường hợp này, bức xạ sẽ không bị hấp thụ bởi bất cứ thứ gì và sẽ quay trở lại ống dẫn sóng, điều này có thể dẫn đến sự cố của nó.
- Trong radar. Ăng ten radar kết nối với ống dẫn sóng thực sự là một nguồn cấp dữ liệu hình nón và được sử dụng cùng với một gương phản xạ parabol (tấm). Magnetron tạo ra các xung năng lượng ngắn mạnh mẽ với bước sóng nhỏ, một phần trong đó, được phản xạ, một lần nữa đi đến ăng-ten và sau đó đến bộ thu nhạy, xử lý tín hiệu và hiển thị trên màn hình.
Magnetron trong radar
Nguyên lý hoạt động của máy phát cao tần
Hoạt động của lò vi sóng dựa trên sự chuyển đổi năng lượng điện thành bức xạ điện từ có tần số cực cao, điều khiển các phân tử nước trong thực phẩm. Các phân tử lưỡng cực, liên tục thay đổi hướng, tạo ra nhiệt, cho phép bạn nhanh chóng làm nóng sản phẩm, trong khi vẫn duy trì các đặc tính có lợi của chúng. Thiết bị tạo ra sóng vi ba là một máy phát cao tần.
Trên thực tế, Magnetron là một diode điện chân không, trong hoạt động áp dụng hiện tượng phát xạ nhiệt. Hiện tượng này xảy ra trong quá trình làm nóng bề mặt của bộ phát hoặc cực âm. Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao, các electron hoạt động mạnh nhất có xu hướng rời khỏi bề mặt của nó, nhưng điều này sẽ chỉ xảy ra khi điện áp được đặt vào cực dương. Trong trường hợp này, một điện trường phát sinh và các electron bắt đầu di chuyển về phía cực dương, đi dọc theo các đường lực của nó. Nếu các electron ở trong từ trường, thì quỹ đạo của chúng lệch theo hướng của các đường lực.
Diode chân không
Cực dương của Magnetron có dạng hình trụ với một hệ thống các hốc hoặc bộ cộng hưởng, bên trong có một cực âm với dây tóc. Hai nam châm vòng nằm dọc theo các cạnh của cực dương tạo ra một từ trường bên trong cực dương, do đó các electron không di chuyển trực tiếp từ cực âm sang cực dương, mà thay đổi đường đi của chúng, xoay quanh cực âm. Gần các bộ cộng hưởng, các electron cung cấp cho chúng một phần năng lượng của chúng, dẫn đến sự hình thành một trường vi sóng mạnh trong các hốc của chúng, được đưa ra bằng cách sử dụng một vòng dây kết nối với ăng ten phát.
Để kích hoạt từ tính, cần phải đặt một điện áp cao có thứ tự 3-4 nghìn vôn vào cực dương. Do đó, Magnetron được kết nối với nguồn điện gia dụng thông qua một máy biến áp cao áp. Ngoài ra, mạch chuyển đổi lò vi sóng bao gồm một ống dẫn sóng truyền bức xạ vào buồng, mạch chuyển mạch, bộ điều khiển, cũng như các yếu tố bảo vệ và làm mát.Ngoài ra, các bức tường bên trong của buồng và một lưới kim loại mỏng trên cửa của thiết bị cản trở sự thoát ra của bức xạ ngoài nó.
Mạch chuyển mạch Magnetron
Làm thế nào một Magnetron ảnh hưởng đến năng lượng vi sóng
Hầu hết các nhà sản xuất lò vi sóng hiện đại đều cung cấp tùy chọn chọn sức mạnh của thiết bị. Đổi lại, chế độ hoạt động (rã đông hoặc làm nóng) và tốc độ làm nóng thực phẩm phụ thuộc vào thông số này. Tuy nhiên, các tính năng thiết kế của máy phát cao tần không cho phép giảm công suất của nó, do đó, để giảm cường độ sưởi ấm, năng lượng được cung cấp cho nó trong những khoảng thời gian nhất định. Có thể thấy những điểm dừng trong hoạt động của máy phát cao tần nếu bạn bật lò vi sóng ở công suất trung bình và lắng nghe âm thanh hoạt động của nó.
Cách đây không lâu, một số nhà sản xuất thiết bị gia dụng đã công bố sự xuất hiện của một số mẫu lò vi sóng có mạch cấp điện biến tần. Việc áp dụng sơ đồ này cho phép không chỉ tăng lượng không gian có thể sử dụng trong buồng bằng cách giảm kích thước của bộ phát mà còn giảm mức tiêu thụ điện của thiết bị. Không giống như các mô hình thông thường, nhiệt độ sưởi ấm trong các loại lò biến tần thay đổi trơn tru, nhưng chi phí của chúng cao hơn nhiều.
Làm mát và bảo vệ Magnetron
Trong quá trình hoạt động, máy phát cao tần phát ra một lượng nhiệt lớn, do đó, một bộ tản nhiệt được lắp đặt trên thân của nó. Vì quá nóng là nguyên nhân chính dẫn đến sự thất bại của máy phát cao tần, các phương pháp khác cũng được sử dụng để bảo vệ nó:
- Rơle nhiệt. Thiết bị này được sử dụng để bảo vệ máy phát cao tần, cũng như vỉ nướng, nếu có sẵn trong model. Cầu chì nhiệt được trang bị một tấm lưỡng kim, có thể được điều chỉnh theo nhiệt độ cụ thể. Nếu vượt quá giá trị này, nó uốn cong và mở mạch điện.
- Cái quạt. Nó không chỉ thổi bộ tản nhiệt từ tính bằng không khí mát, mà còn thực hiện một số chức năng hữu ích khác, chẳng hạn như làm mát các thành phần điện tử của thiết bị, lưu thông không khí bên trong buồng trong khi vỉ nướng đang hoạt động và cũng loại bỏ hơi nước nóng thông qua các lỗ mở đặc biệt.
- Hệ thống khóa. Một số microwitch điều khiển vị trí của cửa lò vi sóng, ngăn không cho nam châm bật khi mở.
Rơle nhiệt
Có thể thay thế từ tính
Ưu điểm chính của từ tính hiện đại cho lò vi sóng gia dụng là khả năng thay thế lẫn nhau. Magnetron được sản xuất bởi các công ty khác sẽ phù hợp với các mô hình lò vi sóng khác nhau, vì vậy chúng có thể được thay đổi nếu cần thiết. Trong trường hợp này, yêu cầu cần thiết duy nhất sẽ là tuân thủ quyền lực. Bạn có thể mua một máy phát cao tần ở nhiều cửa hàng điện tử, tuy nhiên, để có sự lựa chọn đúng đắn, bạn cần hiểu các thông số và ghi nhãn của nó. Thông thường, các mô hình từ tính sau được cài đặt trong lò vi sóng:
- 2M 213 (600 watt công suất định mức và 700 watt khi tải);
- 2M 214 (1000 W);
- 2M 246 (1150 W - công suất cao nhất).
Ngay cả khi đã nghiên cứu tất cả các thông số cần thiết của thiết bị này, không nên thay thế máy phát điện tại nhà. Thứ nhất, sẽ rất khó để tự gỡ bỏ nó và thứ hai, chỉ có một chuyên gia có trình độ mới có thể đảm bảo hoạt động an toàn của nó sau khi cài đặt.
Cấu hình từ chuẩn
Chẩn đoán sự cố và lý do cho sự xuất hiện của chúng
Việc thay thế một máy phát cao tần có thể đòi hỏi chi phí tài chính khá lớn, vì vậy trước khi mua một thiết bị mới, bạn phải chẩn đoán thiết bị cũ để đảm bảo rằng thiết bị thực sự gặp trục trặc. Kiểm tra có thể được thực hiện tại nhà bằng cách sử dụng một thử nghiệm thông thường. Điều này sẽ yêu cầu:
- Rút phích cắm của lò vi sóng.
- Tháo nắp bảo vệ và kiểm tra trực quan bộ phận.
- Vòng đeo tay của các thành phần chính của bảng mạch in bằng cách sử dụng máy kiểm tra hoặc máy đo vạn năng của Google.
- Kiểm tra rơle nhiệt.
Chẩn đoán
Khi kết thúc chẩn đoán, bạn có thể rút ra kết luận về sự cố của một số bộ phận. Những lý do chính cho sự thất bại của máy phát cao tần bao gồm:
- Nắp chân không bị lỗi. Bạn có thể tự thay thế nó bằng cách lấy một chiếc mũ tương tự từ một máy phát cao tần khác. Ghế của những chiếc mũ này có cấu hình tiêu chuẩn.
- Hỏng nóng. Tại bật lò vi sóng hoặc tải không đúng cách của máy phát cao tần sẽ quá nóng, có thể dẫn đến dây tóc và đứt gãy quá mức. Để chẩn đoán, cần phải đo điện trở giữa hai chân của tụ điện. Nếu giá trị của nó nằm trong khoảng 5-7 Ohms, thì lò sưởi đang hoạt động.
- Sự cố của tụ điện đi qua. Nếu người kiểm tra không hiển thị giá trị điện trở vô hạn của người dùng giữa các tiếp điểm của nó, thì phải thay thế tụ điện.
