Принцип рада и укључивање магнетрона микроталасне рерне

Микроталасна рерна чврсто је успостављена и постала је један од неопходних атрибута сваког стана. Овај уређај за домаћинство омогућава вам загревање или кување хране у неколико минута уз помоћ зрачења невидљивог за око.

Али да бисте сазнали одакле ово зрачење потиче и колико је безбедно за људе, потребно је разумети уређај и принцип рада микроталасног магнетрона, који је генератор високофреквентних таласа.

Магнетрон

Шта су микроталасне пећнице и како греју храну

Микроталасно зрачење назива се електромагнетно зрачење таласне дужине од 1 мм до 1 м. Ова врста зрачења користи се не само у домаће сврхе, већ и у навигацијским и радарским системима, а уз то омогућава станичну комуникацију и сателитску телевизију.

Микроталаси могу бити генерисани и вештачки и природно (на пример, на Сунцу). Други назив за микроталасне пећнице је микроталасно зрачење или микроталасна.

Све врсте микроталасних пећница у домаћинству имају једну фреквенцију зрачења од 2450 МХз. Ова вредност је међународни стандард који се произвођачи кућних апарата морају стриктно придржавати како њихови производи не би ометали рад других микроталасних уређаја.

Микроталасно зрачење

Термички ефекат микроталасног зрачења открио је амерички физичар Перси Спенцер 1942. године. Управо је он патентирао употребу уређаја који ствара микроталасе за кување, чиме је постављен темељ за употребу микроталасних рерни у свакодневном животу.

Током наредних неколико деценија ова технологија се усавршавала, што је омогућило брзо успостављање масовне производње једноставних и јефтиних уређаја загревање хране.

За загревање било ког материјала у микроталасној рерни, неопходно је присуство молекула дипола, односно молекула који имају супротна електрична набоја на оба краја.

У храни је њихов главни извор вода. Под утицајем микроталасног зрачења, ови молекули почињу да се постављају дуж линија силе електромагнетног поља, мењајући смер око 5 милијарди пута у секунди. Трење између њих прати ослобађање топлоте, која загрева храну.

Међутим, микроталаси не могу продрети дубље од 2-3 цм од површине производа, тако да се све што је испод овог слоја загријава због топлотне проводљивости из гријаних подручја.

Микроталасно грејање

Магнетрон уређај и његова примена

У већини врста микроталасне опреме магнетрон је генератор микроталасних фреквенција. Уређаји слични по принципу деловања - кстрострони и платинотрони, нису толико широко коришћени. Магнетрон је први пут коришћен у микроталасним пећницама 1960. године. Најчешће коришћена техника је магнетрон са више шупљина, који се састоји од више компоненти:

1. Анода То је бакарни цилиндар, подељен на секторе са дебелим металним зидовима. Ове волуметријске шупљине су резонатори који стварају систем осцилација прстена. На аноду се поставља напон од око 4000 волти.
2. КатодаСмјештено је у средишњем дијелу магнетрона и представља цилиндар, унутар којег се налази жаруља са жарном нити. У овом дијелу уређаја долази до емисије електрона. На грејачу (филаменту) се поставља напон од 3 волта.
3. Ринг магнети. Електромагнети или трајни магнети велике снаге, смештени у крајњим деловима уређаја, потребни су за стварање магнетног поља усмереног паралелно са оси магнетрона. Кретање електрона се такође врши у овом правцу.
4. Жичана петља Повезан је са катодом, фиксиран у резонатору и излаз на антенски одашиљач. Петља се користи за емитирање микроталасног зрачења у таласни вод, након чега улази директно у микроталасну комору.

Магнетрон уређај

Захваљујући једноставности дизајна и ниској цени, магнетрони су нашли примену у многим пољима, али су најчешћа:

• У микроталасним рернама. Поред брзог кувања и одмрзавања хране у домаћим рернама, магнетрони вам омогућавају и обављање производних задатака. Индустријска микроталасна пећница може да загрева, суши, топи, пече и још много тога. Важно је запамтити да се микроталасна пећница не може укључити празна, јер у том случају зрачење неће апсорбирати ништа и вратити се на таласни вод, што може довести до њеног распада.
• У радару. Радарска антена повезана са таласним водилником заправо је коничног довода и користи се заједно са параболичним рефлектором (плочом). Магнетрон ствара снажне краткотрајне енергетске импулсе са малом таласном дужином, чији део, опет одражен, одлази до антене, а затим до осетљивог пријемника, који обрађује сигнал и приказује га на екрану.

Магнетрони у радару

Принцип рада магнетрона

Рад микроталасне пећнице заснован је на претварању електричне енергије у електромагнетно зрачење ултра-високе фреквенције, које покреће молекуле воде у храни. Молемоли дипола, непрестано мењајући смер, производе топлоту, што вам омогућава брзо загревање производа, а притом одржавају њихова корисна својства. Уређај који ствара микроталасе је магнетрон.

Магнетрон је, у ствари, електро-вакуум диода, у чијој раду се примењује феномен термичке емисије. Ова појава се јавља током загревања површине емитера или катоде. Под утицајем високе температуре најактивнији електрони имају тенденцију да напусте њену површину, али то ће се догодити само када се напон примени на аноду. У овом случају настаје електрично поље и електрони почињу да се крећу према аноди, крећући се дуж својих линија силе. Ако су електрони у магнетном пољу, тада њихове путање одступају у правцу линија силе.

Вакуум диода

Магнетрон анода има облик цилиндра са системом шупљина, односно резонатора, унутар којих се налази катода са нитном. Два магнета у прстену која се налазе дуж ивица аноде стварају магнетно поље унутар аноде због којег се електрони не крећу директно са катоде на аноду, већ мењају свој пут, окрећући се око катоде. У близини резонатора, електрони им дају део своје енергије, што доводи до формирања снажног микроталасног поља у њиховим шупљинама, које се изводи помоћу жичане петље спојене на антену за емитер.

Да бисте активирали магнетрон, потребно је на аноду применити високи напон величине од 3-4 хиљаде волти. Дакле, магнетрон је повезан са напајањем у домаћинству преко високонапонског трансформатора. Поред тога, преклопни круг микроталасне пећнице укључује таласни вод који преноси зрачење у комору, прекидачки круг, контролну јединицу, као и заштитне и расхладне елементе.Поред тога, унутрашњи зидови коморе и танка метална мрежа на вратима уређаја спречавају излазак зрачења изван ње.

Магнетрон склопни круг

Како магнетрон утиче на снагу микроталасне пећнице

Већина савремених произвођача микроталасних рерни нуди могућност избора снаге уређаја. Заузврат, режим рада (одмрзавање или загревање) и брзина загревања хране зависе од овог параметра. Међутим, дизајнерске карактеристике магнетрона не допуштају смањење његове снаге, дакле, да би смањили интензитет загревања, снага му се испоручује у одређеним интервалима. Ове паузе у раду магнетрона могу се приметити ако укључите микроталасну пећницу средње снаге и слушате звук њеног рада.

Не тако давно, неки произвођачи апарата за домаћинство најавили су појаву више модела микроталасних рерни са инвертерским напајањем. Примена ове шеме омогућила је не само повећање количине корисног простора у комори смањењем димензија емитера, већ и смањење потрошње енергије уређаја. За разлику од класичних модела, температура грејања у инвертерским пећима се неометано мења, али њихова цена је много већа.

Хлађење и заштита магнетрона

За време рада магнетрон емитује велику количину топлоте, па је на његово тело постављен радијатор. Пошто је прегревање главни разлог неуспеха магнетрона, за заштиту се користе и друге методе:

1. Термички релеј. Овај уређај се користи за заштиту магнетрона, као и решетка, ако је доступан у моделу. Термички осигурач опремљен је биметалном плочом која се може подесити на одређену температуру. Ако се та вредност премаши, савија се и отвара струјни круг.
2. Вентилатор. Не само да дува магнетрон хладњак хладним ваздухом, већ врши и низ других корисних функција, попут хлађења електронских компоненти уређаја, циркулације ваздуха у комори док роштиљ ради, и уклањањем вруће паре кроз посебне отворе.
3. Систем закључавања. Неколико микропрекидача контролише положај микроталасних врата, спречавајући да се магнетрон укључи када је отворен.

Термички релеј

Да ли је могуће заменити магнетрон

Главна предност модерних магнетрона за микроталасне пећнице у домаћинствима је њихова међусобна замењивост. Магнетрони које производе друге компаније биће погодни за различите моделе микроталасних пећница, тако да се по потреби могу мењати. У овом случају, једини неопходни захтев биће поштовање снаге. Магнетрон можете купити у многим продавницама електронике, међутим, да бисте се одлучили на прави начин, морате да разумете његове параметре и ознаке. Најчешће се у микроталасним пећницама инсталирају следећи модели магнетрона:

• 2М 213 (600 В називне снаге и 700 В под оптерећењем);
• 2М 214 (1000 В);
• 2М 246 (1150 В - највећа снага).

Чак и ако сте проучили све потребне параметре овог уређаја, не препоручује се замена магнетрона код куће. Прво, биће га врло тешко уклонити сами, а друго, само квалификован стручњак може да обезбеди његов сигуран рад након инсталације.

Стандардна конфигурација магнетрона

Дијагностика квара и разлози њиховог појављивања

Замена магнетрона може захтевати прилично велике финансијске трошкове, тако да пре куповине новог уређаја морате дијагностицирати стари да бисте били сигурни да заиста не ради. Тестирање се може обавити код куће помоћу конвенционалног тестера. За ово ће требати:

1. Искључите микроталасну пећницу.
2. Скините заштитни поклопац и визуелно прегледајте део.
3. "Звоните" главним елементима штампаног круга помоћу тестера или "мултиметра".
4. Прегледајте термички релеј.

Дијагностика

На крају дијагнозе можете извући закључке о неисправности одређених делова. Главни разлози за неуспех магнетрона укључују следеће:

• Неисправан вакуум поклопац. Можете га заменити тако што ћете једноставно преузети другу капицу из другог магнетрона. Седишта ових капа имају стандардну конфигурацију.
• Квара грејача. Ат укључивање празне микроталасне пећнице или се неправилно оптерећење магнетрона прегрева, што може довести до прекомерне нити и лома. За дијагнозу је потребно измерити отпор између ногу кондензатора. Ако је његова вредност у опсегу од 5-7 Охма, онда грејач ради.
• Квара кондензатора пролаза. Ако испитивач не покаже „бесконачну“ вредност отпора између својих контаката, тада кондензатор мора бити замењен.