Konstrukce a provoz mikrovlnné trouby. Které nádobí není vhodné do mikrovlnky a proč. Mikrovlnná ochrana

V. KOLYADA. Materiál připravila redakce „Nakupujeme od A do Z“ na žádost časopisu „Věda a život“.

Ve druhé polovině dvacátého století se začaly používat pece, ve kterých se potraviny ohřívají neviditelnými paprsky – mikrovlnami.

Stejně jako mnoho jiných objevů, které měly významný dopad na každodenní životy lidí, k objevu tepelných účinků mikrovln došlo náhodou. V roce 1942 pracoval americký fyzik Percy Spencer v laboratoři společnosti Raytheon se zařízením, které vyzařovalo ultravysokofrekvenční vlny. Různé zdroje popisují události, které se toho dne v laboratoři staly, různě. Podle jedné verze Spencer položil svůj sendvič na zařízení a po jeho odstranění o několik minut později zjistil, že se sendvič zahřál do poloviny. Podle jiné verze se čokoláda, kterou měl Spencer v kapse, když pracoval poblíž své instalace, zahřála a roztála a vynálezce, zasažen šťastným odhadem, spěchal do bufetu pro syrová kukuřičná zrna. Popcorn přinesený do instalace brzy začal praskat s třesknutím...

Tak či onak byl účinek objeven. V roce 1945 získal Spencer patent na použití mikrovln k vaření a v roce 1947 se v kuchyních nemocnic a vojenských jídelen, kde nebyly požadavky na kvalitu potravin tak vysoké, objevily první přístroje na vaření pomocí mikrovln. Tyto výrobky Raytheon, vysoké jako muž, vážily 340 kg a stály 3000 dolarů za kus.

Zdokonalit troubu, ve které se jídlo vaří pomocí neviditelných vln, trvalo deset a půl. V roce 1962 uvedla japonská společnost Sharp na trh první sériově vyráběnou mikrovlnnou troubu, která však zpočátku nezpůsobila spotřebitelský rozruch. Stejná společnost vyvinula v roce 1966 otočný stůl, v roce 1979 poprvé použila mikroprocesorový řídicí systém trouby a v roce 1999 vyvinula první mikrovlnnou troubu s přístupem na internet.

Mikrovlnné trouby pro domácnost dnes vyrábí desítky firem. Jen ve Spojených státech se v roce 2000 prodalo 12,6 milionů mikrovlnných trub, nepočítaje v to kombinované trouby s vestavěným mikrovlnným zdrojem.

Zkušenosti s používáním milionů mikrovlnných trub v mnoha zemích za poslední desetiletí prokázaly nepopiratelnou výhodnost tohoto způsobu vaření – rychlost, účinnost, snadnost použití. Samotný mechanismus vaření potravin pomocí mikrovln, se kterým vás seznámíme níže, rozhoduje o zachování molekulární struktury, potažmo chuti produktů.

Co jsou mikrovlnky?

Mikrovlnné, neboli ultravysokofrekvenční (MHF), záření je elektromagnetické vlnění o délce jednoho milimetru až jednoho metru, které se používá nejen v mikrovlnných troubách, ale také v radarech, radionavigacích, satelitních televizních systémech, mobilní telefonii atd. . Mikrovlny v přírodě existují, jsou vyzařovány Sluncem.

Stupnice elektromagnetického záření

Místo mikrovln na stupnici elektromagnetického záření je znázorněno na Obr. 1.

Mikrovlnné trouby pro domácnost používají mikrovlny s frekvencí f 2450 MHz. Tato frekvence je stanovena pro mikrovlnné trouby zvláštními mezinárodními dohodami, aby nerušila činnost radarů a dalších zařízení, která využívají mikrovlny.

S vědomím, že elektromagnetické vlny se šíří rychlostí světla c rovnou 300 000 km/s, je snadné vypočítat, jaká je vlnová délka L mikrovlnného záření dané frekvence:

L = c/f = 12,25 cm.

Abyste pochopili princip fungování mikrovlnné trouby, musíte si pamatovat ještě jednu skutečnost ze školního kurzu fyziky: vlna je kombinací střídavých polí - elektrického a magnetického. Potraviny, které jíme, nemají magnetické vlastnosti, takže na magnetické pole můžeme zapomenout. Ale změny v elektrickém poli, které s sebou vlna přináší, jsou pro nás velmi užitečné...

Jak mikrovlny ohřívají jídlo?

Jídlo obsahuje mnoho látek: minerální soli, tuky, cukr, voda. Aby bylo možné ohřívat jídlo pomocí mikrovln, musí obsahovat dipólové molekuly, tedy takové, které mají na jednom konci kladný elektrický náboj a na druhém záporný elektrický náboj. Naštěstí je takových molekul v potravinách dost – jde o molekuly tuků a cukrů, ale hlavní je, že dipól je molekula vody – nejběžnější látky v přírodě.

Každý kousek zeleniny, masa, ryb a ovoce obsahuje miliony dipólových molekul.

Rýže. 2. Dipólové molekuly

Dipólové molekuly:
a - v nepřítomnosti elektrického pole;
b - v konstantním elektrickém poli;
in - ve střídavém elektrickém poli

V nepřítomnosti elektrického pole jsou molekuly uspořádány náhodně (obr. 2a).

V elektrickém poli se řadí přesně ve směru siločar, „plus“ v jednom směru, „mínus“ ve druhém. Jakmile pole změní směr na opačný, molekuly se okamžitě otočí o 180° (obr. 2, b).

Nyní si pamatujte, že frekvence mikrovln je 2450 MHz. Jeden hertz je jedna vibrace za sekundu, megahertz je jeden milion vibrací za sekundu. Během jedné vlnové periody změní pole svůj směr dvakrát: bylo „plus“, stalo se „mínus“ a původní „plus“ se znovu vrátilo. To znamená, že pole, ve kterém se nacházejí naše molekuly, mění polaritu 4 900 000 000 krát za sekundu! Vlivem mikrovlnného záření se molekuly řítí ve zběsilé frekvenci a během otáček se o sebe doslova třou (obr. 2, c). Teplo uvolněné během tohoto procesu způsobuje zahřátí jídla.

Rýže. 3 Ohřev kousku masa

Mikrovlny ohřívají jídlo v podstatě stejným způsobem, jako se ohřívají naše dlaně, když je o sebe rychle třeme. Je tu ještě jedna podobnost: když třeme kůži jedné ruky o kůži druhé, teplo proniká hluboko do svalové tkáně. Stejně tak mikrovlny: fungují pouze v relativně malé povrchové vrstvě potravin, aniž by pronikly hlouběji než 1-3 cm (obr. 3). K ohřevu produktů tedy dochází díky dvěma fyzikálním mechanismům – ohřevu povrchové vrstvy mikrovlnami a následnému pronikání tepla do hloubky produktu vlivem tepelné vodivosti.

To hned následuje doporučení: pokud potřebujete vařit například velký kus masa v mikrovlnné troubě, je lepší nezapínat troubu na plný výkon, ale pracovat na střední výkon, ale prodloužit dobu vaření. zůstává v troubě. Pak bude mít teplo z vnější vrstvy čas proniknout hluboko do masa a dobře propečet vnitřek kusu a vnější část kusu se nepřipálí.

Ze stejných důvodů je lepší pravidelně míchat tekutá jídla, jako jsou polévky, a čas od času vyndat pánev z trouby. To pomůže teplu proniknout hluboko do nádoby na polévku. Mikrovlnné nádobí

Různé materiály se ve vztahu k mikrovlnám chovají odlišně a ne každé nádobí je vhodné do mikrovlnné trouby. Kov odráží mikrovlnné záření, takže vnitřní stěny dutiny trouby jsou vyrobeny z kovu, aby odrážel vlny směrem k jídlu. Kovové nádobí tedy není vhodné pro mikrovlnné trouby.

Výjimkou je nízké, otevřené kovové nádobí (například hliníkové tácky na jídlo). Takové nádobí lze umístit do mikrovlnné trouby, ale za prvé pouze dolů, až úplně dolů, a ne na druhou nejvyšší úroveň (některé mikrovlnné trouby umožňují „dvoupatrové“ umístění táců); za druhé je nutné, aby trouba nepracovala na maximální výkon (dobu provozu je lepší prodloužit) a okraje plechu byly vzdáleny alespoň 2 cm od stěn komory, aby nedošlo k elektrickému výboji. formulář.

Sklo, porcelán, suchá lepenka a papír umožňují průchod mikrovln (mokrá lepenka se začne zahřívat a nepropustí mikrovlny, dokud nevyschne). Skleněné nádobí lze používat v mikrovlnné troubě, ale pouze pokud snese vysokou teplotu ohřevu. Pro mikrovlnné trouby se nádobí vyrábí ze speciálního skla (například Pyrex) s nízkým koeficientem tepelné roztažnosti a odolného vůči teplu.

Značení nádobí pro mikrovlnné trouby

V poslední době mnoho výrobců dodává nádobí s označením, že je vhodné pro použití v mikrovlnné troubě (obr. 4). Před použitím nádobí věnujte pozornost jeho označení.

Upozorňujeme, že například plastové žáruvzdorné dózy na potraviny výborně propouští mikrovlny, ale nemusí odolat vysokým teplotám, pokud kromě mikrovln zapnete i gril.

Jídlo absorbuje mikrovlny. Stejně se chová hlína a porézní keramika, která se nedoporučuje používat v mikrovlnkách. Nádobí vyrobené z porézních materiálů zadržuje vlhkost a ohřívá se, místo aby umožnilo mikrovlnám procházet k jídlu.

Výsledkem je, že se k jídlu dostane méně mikrovlnné energie a při vyjímání z trouby riskujete popálení.

Zde jsou tři hlavní pravidla na téma: co by se nemělo dávat do mikrovlnné trouby.

Do mikrovlnné trouby nevkládejte nádobí se zlatými nebo jinými kovovými okraji. Faktem je, že střídavé elektrické pole mikrovlnného záření vede ke vzniku indukovaných proudů v kovových předmětech. Tyto proudy samy o sobě nejsou nic hrozného, ​​ale v tenké vodivé vrstvě, jako je vrstva dekorativního kovového povlaku na nádobí, může být hustota indukovaných proudů tak vysoká, že se okraj a s ním i nádobí přehřívají a zničeno.

Obecně platí, že v mikrovlnné troubě není místo pro kovové předměty s ostrými hranami nebo špičatými konci (například vidlice): vysoká hustota indukovaného proudu na ostrých hranách vodiče může způsobit roztavení kovu nebo způsobit elektrický proud. splnit.

Do mikrovlnné trouby v žádném případě nevkládejte těsně uzavřené nádoby: lahve, plechovky, nádoby na potraviny atd., stejně jako vejce (ať syrová nebo vařená). Všechny výše uvedené položky mohou při zahřátí prasknout a troubu znehodnotit.

Mezi položky, které mohou při zahřátí prasknout, patří potraviny, které mají slupku nebo obal, jako jsou rajčata, klobásy, klobásy atd. Abyste předešli explozivní expanzi těchto potravin, před vložením do trouby propíchněte skořápku nebo slupku vidličkou. Pára vzniklá uvnitř při ohřívání pak může snadno vyjít ven a rajče nebo klobásu neroztrhne.

A poslední věc: je nemožné, aby mikrovlnka byla... prázdná. Jinými slovy, nemůžete zapnout prázdnou troubu bez jediného předmětu, který by absorboval mikrovlny. Jako minimální náplň pro troubu při každém zapnutí (například při kontrole její funkčnosti) je přijata jednoduchá a srozumitelná jednotka: sklenice vody (200 ml).

Zapnutí prázdné mikrovlnné trouby ji může vážně poškodit. Aniž by se na jejich cestě setkaly nějaké překážky, mikrovlny se budou opakovaně odrážet od vnitřních stěn dutiny trouby a koncentrovaná energie záření může troubu poškodit.

Mimochodem, pokud chcete vodu ve sklenici nebo jiné vysoké úzké nádobě přivést k varu, nezapomeňte do ní před vložením sklenice do trouby dát lžičku. Vaření vody pod vlivem mikrovln totiž neprobíhá tak, jako například u konvice, kde je teplo do vody dodáváno pouze zespodu, zespodu. Mikrovlnný ohřev probíhá ze všech stran, a pokud je sklenice úzká, téměř po celém objemu vody. V konvici se voda vaří, když se vaří, protože bubliny vzduchu rozpuštěné ve vodě stoupají ze dna. V mikrovlnné troubě voda dosáhne teploty varu, ale nebudou tam žádné bublinky – tomu se říká efekt zpožděného varu. Když ale sklenici vyjmete z trouby a zároveň s ní zatřesete, voda ve sklenici se opožděně začne vařit a vařící voda vám může opařit ruce.

Pokud nevíte, z jakého materiálu je nádobí vyrobeno, udělejte si jednoduchý experiment, který vám umožní určit, zda je pro tento účel vhodné či nikoliv. Samozřejmě, nemluvíme o kovu: není těžké ho identifikovat. Prázdnou nádobu vložte do trouby vedle sklenice naplněné vodou (nezapomeňte na lžíci!). Zapněte troubu a nechte ji běžet jednu minutu na maximální výkon. Pokud poté nádobí zůstane studené, znamená to, že je vyrobeno z mikrovlnně transparentního materiálu a lze jej použít. Pokud se nádobí zahřeje, znamená to, že je vyrobeno z materiálu absorbujícího mikrovlny a je nepravděpodobné, že v něm budete moci vařit jídlo. Jsou mikrovlnky nebezpečné?

S mikrovlnnými troubami je spojena řada mylných představ, které jsou vysvětlovány nepochopením podstaty tohoto typu elektromagnetických vln a mechanismu mikrovlnného ohřevu. Doufáme, že náš příběh pomůže překonat takové předsudky. Mikrovlny jsou radioaktivní nebo způsobují, že potraviny jsou radioaktivní.

To je nesprávné: mikrovlny jsou klasifikovány jako neionizující záření. Nemají žádný radioaktivní účinek na látky, biologické tkáně a potraviny. Mikrovlny mění molekulární strukturu potravin nebo způsobují, že potraviny jsou karcinogenní.

To je také nesprávné. Mikrovlny fungují na jiném principu než rentgenové záření nebo ionizující záření a nemohou způsobit, že potraviny budou karcinogenní. Na rozdíl od toho, protože vaření v mikrovlnné troubě vyžaduje velmi málo tuku, hotové jídlo obsahuje méně přepáleného tuku s jeho molekulární strukturou pozměněnou vařením. Proto je vaření s mikrovlnami zdravější a nepředstavuje pro člověka žádné nebezpečí Mikrovlnné trouby vyzařují nebezpečné záření.

To není pravda. Přestože přímé vystavení mikrovlnám může způsobit tepelné poškození tkáně, při použití funkční mikrovlnné trouby nehrozí absolutně žádné riziko. Konstrukce trouby poskytuje přísná opatření k zabránění úniku záření ven: existují duplicitní zařízení pro blokování mikrovlnného zdroje při otevření dvířek trouby a samotná dvířka zabraňují úniku mikrovln mimo dutinu. Kryt ani žádná jiná část trouby ani potravinové produkty umístěné v troubě neakumulují elektromagnetické záření v mikrovlnném rozsahu. Jakmile se trouba vypne, emise mikrovln se zastaví.

Ti, kteří se bojí i jen přiblížit k mikrovlnné troubě, musí vědět, že mikrovlny v atmosféře velmi rychle utlumují. Pro ilustraci uvádíme následující příklad: západními standardy povolený výkon mikrovlnného záření ve vzdálenosti 5 cm od nového, právě zakoupeného sporáku je 5 miliwattů na centimetr čtvereční. Již ve vzdálenosti půl metru od mikrovlnky se záření 100x oslabí (viz obr. 5).

Útlum energie mikrovlnného záření v atmosféře

Útlum energie mikrovlnného záření v atmosféře: na každém následujícím řádku, jak se vzdalujete od pece, je výkon záření 10krát menší než na předchozím

V důsledku tak silného útlumu není příspěvek mikrovln k obecnému pozadí elektromagnetického záření, které nás obklopuje, vyšší než například z televize, před kterou jsme připraveni sedět hodiny beze strachu, nebo mobilního telefonu. telefon, který tak často držíme u svého chrámu. Jen se neopírejte loktem o běžící mikrovlnnou troubu ani se neopírejte obličejem o dveře ve snaze zjistit, co se v dutině děje. Stačí se vzdálit od sporáku na délku paže a můžete se cítit zcela bezpečně. Odkud mikrovlnky pocházejí?

Zdrojem mikrovlnného záření je vysokonapěťové vakuové zařízení – magnetron.

Aby magnetronová anténa vyzařovala mikrovlny, musí být na magnetronové vlákno přivedeno vysoké napětí (asi 3-4 kW). Síťové napájecí napětí (220 V) proto magnetronu nestačí a je napájen přes speciální vysokonapěťový transformátor (obr. 6).

Rýže. 6 Design mikrovlnné trouby.

Výkon magnetronu moderních mikrovlnných trub je 700-850 W. To stačí k tomu, aby se 200 gramová sklenice vody během několika minut přivedla k varu. Pro chlazení magnetronu je vedle něj ventilátor, který nad ním nepřetržitě fouká vzduch.

Mikrovlny generované magnetronem vstupují do dutiny pece vlnovodem - kanálem s kovovými stěnami, které odrážejí mikrovlnné záření. U některých mikrovln vstupují vlny do dutiny pouze jedním otvorem (obvykle pod „stropem“ dutiny), v jiných - dvěma otvory: u „stropu“ a „dole“. Když se podíváte do dutiny trouby, můžete vidět slídové desky, které zakrývají otvory pro zavádění mikrovln. Desky neumožňují, aby se do vlnovodu dostaly cákance tuku, a vůbec neinterferují s průchodem mikrovln, protože slída je pro záření transparentní. Slídové desky se časem nasytí tukem,
se uvolní a je třeba je vyměnit za nové. Můžete si sami vyříznout nový talíř z listu slídy ve tvaru starého, ale je lepší koupit nový talíř v servisním středisku, které obsluhuje zařízení této značky, protože je to levné.

Mikrovlnná dutina je vyrobena z kovu, který může mít jeden nebo jiný povlak. U nejlevnějších modelů mikrovlnných trub je vnitřní povrch stěn dutiny pokryt smaltovanou barvou. Tento povlak není odolný vůči vysokým teplotám, proto se nepoužívá v modelech, kde se kromě mikrovln ohřívá jídlo na grilu.

Potažení stěn dutiny smaltem nebo speciální keramikou je odolnější. Stěny s tímto nátěrem se snadno čistí a odolávají vysokým teplotám. Nevýhodou smaltu a keramiky je jejich křehkost ve vztahu k nárazům. Při vkládání nádobí do mikrovlnné trouby je snadné náhodně narazit na stěnu, což může poškodit nanesený povlak. Pokud jste si tedy zakoupili mikrovlnnou troubu se smaltovaným nebo keramickým povrchem stěn, zacházejte s ní opatrně.

Nejodolnější a nárazuvzdorné stěny jsou vyrobeny z nerezové oceli. Výhodou tohoto materiálu je vynikající odraz mikrovln. Nevýhodou je, že pokud hospodyňka nevěnuje čištění vnitřní dutiny mikrovlnné trouby příliš velkou pozornost, pak potřísnění tuku a včas neodstranitelné potraviny mohou na nerezovém povrchu zanechat stopy.

Objem dutiny mikrovlnné trouby je jednou z důležitých spotřebitelských charakteristik. Kompaktní trouby s objemem dutiny 8,5-15 litrů slouží k rozmrazování nebo přípravě malých porcí jídla. Jsou ideální pro jednotlivce nebo pro speciální úkoly, jako je ohřívání kojenecké láhve. Kamna s objemem dutiny 16-19 litrů jsou vhodná pro manželský pár. Do této trouby můžete umístit malé kuře. Středně velká kamna mají objem dutiny 20-35 litrů a jsou vhodná pro tří až čtyřčlennou rodinu.

Konečně pro velkou rodinu (pět až šest osob) potřebujete mikrovlnnou troubu s objemem dutiny 36-45 litrů, která vám umožní upéct husu, krůtu nebo velký koláč.

Velmi důležitým prvkem mikrovlnné trouby jsou dvířka. Měl by umožnit vidět, co se v dutině děje, a zároveň zabránit úniku mikrovln ven. Dveře jsou vícevrstvé koláče vyrobené ze skleněných nebo plastových desek (obr. 7).

Rýže. 7 Design dvířek mikrovlnné trouby.

Mezi deskami je navíc vždy pletivo z děrovaného plechu. Kov odráží mikrovlny zpět do vnitřku trouby a perforace, díky nimž je průhledný, mají průměr ne větší než 3 mm. Připomeňme si, že vlnová délka mikrovlnného záření je 12,25 cm Je jasné, že taková vlna nemůže projít třímilimetrovými otvory.

Aby radiace nenalezla mezery v místech, kde dveře přiléhají k řezu dutiny, je po obvodu dveří namontován tmel vyrobený z dielektrického materiálu. Při zavřených dvířkách těsně přiléhá k přednímu konci těla mikrovlnné trouby. Tloušťka těsnění je asi čtvrtina vlnové délky mikrovlnného záření. Zde používáme výpočet založený na fyzice vln: jak víme, vlny v protifázi se navzájem ruší. Díky přesně zvolené tloušťce tmelu je zajištěna tzv. negativní interference vlny pronikající dovnitř tmelu a odražené vlny vycházející z tmelu. Díky tomu těsnění slouží jako lapač, který spolehlivě tlumí záření.

K úplnému vyloučení možnosti generování mikrovln při otevřených dveřích komory se používá sada několika nezávislých spínačů, které se navzájem duplikují. Tyto spínače jsou uzavřeny kontaktními kolíky na dvířkách trouby a přerušují napájecí obvod magnetronu, i když jsou dvířka mírně uvolněná.

Při bližším pohledu na mikrovlnné trouby vystavené na prodejní ploše velkého obchodu s domácími spotřebiči si všimnete, že se liší ve směru otevírání dveří: u některých trub se dveře otevírají do strany (obvykle doleva) , zatímco na jiných se naklání směrem k vám a tvoří malou polici. Druhá možnost, i když méně obvyklá, poskytuje další pohodlí při používání trouby: horizontální rovina otevřených dvířek slouží jako podpěra při vkládání pokrmů do dutiny trouby nebo při vyjímání hotového pokrmu. Jen je potřeba se vyvarovat přetěžování dveří nadváhou a neopírání se o ně. Jak „rozhýbat“ mikrovlnky

Mikrovlny vstupující do dutiny trouby vlnovodem se chaoticky odrážejí od stěn a dříve nebo později se dostanou k výrobkům umístěným v troubě. Zároveň v každém bodě, řekněme, kuřecího těla, které chceme rozmrazit nebo smažit, přicházejí vlny z různých směrů. Potíž je v tom, že rušení, o kterém jsme se již zmínili, může fungovat jak v „plus“ tak v „mínusu“: vlny přicházející ve fázi se vzájemně posílí a zahřejí oblast, kam dopadají, a ty přicházející v protifázi se navzájem vyruší, a nebude z nich žádný užitek.

Aby vlny rovnoměrně pronikaly produkty, musí být „promíchány“ v dutině trouby. Je lepší, aby se samotné produkty doslova otáčely v dutině a vystavovaly různé strany toku záření. Tak se v mikrovlnných troubách objevil otočný talíř - miska spočívající na malých válečcích a poháněná elektromotorem (obr. 8b).

Mikrovlny můžete „promíchat“ různými způsoby. Nejjednodušším a nejpřímějším řešením je zavěsit pod „strop“ dutiny míchadlo: rotující oběžné kolo s kovovými lopatkami, které odrážejí mikrovlny. Takový mixér se nazývá disektor (obr. 8a). Je dobrý pro svou jednoduchost a ve výsledku i nízkou cenu. Ale bohužel se mikrovlnné trouby s mechanickým mikrovlnným reflektorem nevyznačují vysokou rovnoměrností vlnového pole.

Kombinace rotačního disektoru a otočného talíře na jídlo bývá někdy zvláštním názvem. V mikrovlnných troubách Miele se tomu říká systém Duplomatic.

Některé mikrovlnné trouby (například modely Y82, Y87, ET6 od Moulinexu) mají dva otočné talíře umístěné nad sebou. Tento systém se nazývá DUO a umožňuje vařit dvě jídla současně. Každý stůl má samostatný pohon přes zásuvku na zadní stěně dutiny trouby.

Subtilnější, ale také efektivnější způsob, jak dosáhnout rovnoměrného vlnového pole, je pečlivá práce na geometrii vnitřní dutiny pece a vytvoření optimálních podmínek pro odraz vlnění od jejích stěn. Každý výrobce trouby má svou vlastní „značku“ pro takové „pokročilé“ mikrovlnné distribuční systémy. Provozní plán magnetronu

Každá mikrovlnná trouba umožňuje majiteli nastavit výkon potřebný k provedení konkrétní funkce: od minimálního výkonu dostatečného k udržení teploty jídla až po plný výkon potřebný k vaření jídla v troubě naplněné jídlem.

Charakteristickým rysem magnetronů používaných ve většině mikrovlnných trub je, že nemohou „hořet při plné teplotě“. Proto, aby trouba nefungovala na plný, ale na snížený výkon, můžete magnetron pouze periodicky vypínat a na nějakou dobu zastavit generování mikrovln.

Když trouba pracuje na minimální výkon (nechte to být 90 W, zatímco pokrmy jsou ve vnitřním prostoru trouby teplé), magnetron se na 4 sekundy zapne, poté na 17 sekund vypne a tyto cykly zapnutí a vypnutí střídají všechny čas.

Pokud potřebujeme rozmrazit jídlo, zvyšme výkon řekněme na 160 W. Nyní se magnetron zapne na 6 s a vypne na 15 s. Přidejme výkon: při 360 W je trvání cyklů zapnutí a vypnutí téměř stejné - to je 10 s, respektive 11 s.

Všimněte si, že celková doba trvání cyklů zapnutí a vypnutí magnetronu zůstává konstantní (4 + 17, 6 + 15, 10 + 11) a činí 21 s.

Konečně, pokud je pec zapnuta na plný výkon (v našem příkladu je to 1000 W), magnetron pracuje neustále, aniž by se vypínal.

V posledních letech se na domácím trhu objevily modely mikrovlnných trub, ve kterých je magnetron napájen prostřednictvím zařízení zvaného „invertor“. Výrobci těchto pecí (Panasonic, Siemens) zdůrazňují takové přednosti invertorového obvodu, jako je kompaktnost jednotky mikrovlnného záření, která umožňuje zvětšit objem dutiny při zachování stejných vnějších rozměrů trouby a efektivnější přeměnu spotřebovanou elektřinu na mikrovlnnou energii.

Invertorové napájecí systémy jsou široce používány například v klimatizacích a umožňují plynule měnit jejich výkon. V mikrovlnných troubách umožňují invertorové napájecí systémy plynule měnit výkon zdroje záření namísto vypínání každých pár sekund.

Díky plynulé změně výkonu mikrovlnného zářiče u pecí s invertorem se plynule mění i teplota, na rozdíl od tradičních pecí, kde se občas zastaví přívod záření z důvodu periodického vypínání magnetronu. Buďme však spravedliví k tradičním troubám: tyto teplotní výkyvy nejsou tak silné a je nepravděpodobné, že by ovlivnily kvalitu vařeného jídla.

Stejně jako klimatizace jsou mikrovlny s invertorovým napájecím systémem dražší než ty s tradičním. Věděli jste...

• že jakékoli mléko lze ohřát v mikrovlnné troubě, aniž by došlo k poškození jeho nutričních vlastností? Jedinou výjimkou je čerstvě odsáté mateřské mléko: vlivem mikrovln ztrácí obsažené složky, které jsou pro miminko životně důležité.
• že někdy je lepší rotaci stolu zrušit. To vám umožní vařit velká jídla (losos, krůta atd.), která se jednoduše nemohou otočit v dutině, aniž by narazila na její stěny.

Pokud má vaše mikrovlnná trouba funkci unrotate, použijte funkci unrotate.

Mikrovlnné trouby nebo tzv. mikrovlnné trouby se staly přístroji, které se nacházejí v kuchyni snad každého člověka. S jejich pomocí snadno ohřejete již uvařené jídlo, případně je rozmrazíte. Někteří řemeslníci se naučili vařit obrovské množství pokrmů v mikrovlnné troubě nebo dezinfikovat houbu nebo hadřík. Pokud vás zajímá princip fungování a struktura mikrovlnné trouby, pokusíme se na to odpovědět v tomto článku.

Aby bylo ovládání zařízení pro uživatele pohodlné, bylo do jeho designu zahrnuto intuitivní rozhraní, které je vybaveno dětskou pojistkou a programy pro rychlé vaření. Pokud se vyskytnou nějaké poruchy, můžete je ve většině případů opravit sami.

Abyste mohli jídlo ohřát, musíte vložit pokrm s jídlem do mikrovlnné trouby a zvolit program, pokud používáte rychlý ohřev, musíte nastavit čas. Výrobky se zahřívají působením silného elektromagnetického záření. Frekvence mikrovlnných trub instalovaných v kuchyni je 2450 MHz. Jak se jídlo ohřívá: Vysokofrekvenční vlny pronikají hluboko do jídla a začnou ovlivňovat polární molekuly (nejčastěji vodu), což způsobí jejich cyklický pohyb podél siločar elektromagnetického pole.

Díky použití této metody dochází k ohřevu jídla nejen venku, ale i uvnitř jídla. U většiny modelů používaných v kuchyni se tento údaj pohybuje od 2,5 do 3 centimetrů.

Pro generování rádiových vln této frekvence se používá speciální zařízení zvané magnetron, což je elektrická vakuová dioda skládající se z velké válcové anody z mědi, která kombinuje 10 nástěnných sektorů a jsou také z mědi.

Uprostřed zařízení je tyčová katoda s vláknem uvnitř kanálu. Katoda je navržena tak, aby emitovala elektrody. Aby jednotka generovala mikrovlnné záření, je nutné vytvořit magnetické pole v dutině magnetronu. K tomu použijte výkonné prstencové magnety, které jsou umístěny na koncích dílu.

Pro vytvoření emise je nutné přivést napětí čtyři tisíce voltů na anodu a pouze tři na vlákno kanálu.

Pro odstranění energie obsahuje konstrukce zařízení drátěné smyčky, které jsou připojeny ke katodě, která je zase připojena k takzvané „vyzařovací anténě“. Z tohoto zařízení jde generované záření přímo do vlnovodu, který jej rozvádí po celé hlavní komoře. Standardní výkon tohoto prvku, který je instalován ve většině mikrovlnných modelů, je často asi 810 W.

Pokud je pro ohřev nebo vaření jídla potřeba menší výkon, magnetron se jednoduše cyklicky zapíná a vypíná.

Ve vědě se tento jev nazývá pulzně šířková modulace. Aby zařízení vyrobilo 400 W, tedy polovinu svého výstupního výkonu během 20sekundového intervalu, je nutné magnetron na 10 sekund odpojit a poté na stejných 10 sekund přivést elektřinu.

Zařízení za provozu generuje velké množství tepla, pro jeho chlazení je proto prvek instalován v deskovém radiátoru tak, aby byl neustále ofukován proudy vzduchu, díky malému chladiči zabudovanému v mikrovlnce. V případě přehřátí může tento konstrukční prvek jednoduše selhat, proto je vybaven ochranným zařízením, a to tepelnou pojistkou.

Za účelem ochrany magnetronu a grilu, které jsou instalovány v některých modelech mikrovlnných trub, před přehřátím, konstrukce umožňuje instalaci tepelného relé, nebo jak se také nazývají tepelné pojistky. Dělí se podle schopnosti odolávat různému teplu, abyste zjistili, který máte, musíte najít nálepku s údaji na těle zařízení nebo se podívat do technického listu zařízení.

Ve skutečnosti je zařízení poměrně jednoduché, pokud jde o pochopení jeho fungování. Tělo výrobku je vyrobeno z hliníkové slitiny. Zařízení je upevněno pomocí přírubového spoje, který může zajistit těsné spojení s oblastí, kde budou přímo prováděna měření teploty. Uvnitř pouzdra je bimetalová deska, která je vyrobena tak, aby odolávala určitým teplotám.

Pokud je překročena daná prahová hodnota, deska se jednoduše stlačí a tím aktivuje tlačník, který je určen k otevření kontaktní skupiny. Dojde k přerušení dodávky proudu a trouba přestane fungovat. Postupným ochlazováním se deska vrátí do původního tvaru a znovu sepne kontakty.

Chladič je jednou z nejdůležitějších součástí mikrovlnné trouby, bez něj nebude zařízení správně fungovat. Díky tomu se provádějí následující funkční úkoly:

• Chlazení magnetronu pro zajištění jeho správné funkce.
• Chlazení dalších součástí systému, které mohou také generovat teplo, jako jsou elektronické obvody.
• Některé modely mikrovlnných trub jsou vybaveny funkcí grilu a pro chlazení termostatu je instalován chladič.
• K vytvoření nadměrného tlaku v dutině, kde jsou umístěny potraviny. Díky tomu se odstraňuje vzduch a páry, které jsou odváděny specializovanými ventilačními kanály.

V mikrovlnných troubách se chlazení provádí pomocí jediného ventilátoru, který distribuuje vzduch po celé komoře pomocí speciálních vzduchových kanálů, které směrují vzduch k částem, aby je ochladil.

Protože magnetron vyzařuje silné elektromagnetické záření, které může poškodit lidské tělo a domácí mazlíčky, používá zařízení víceúrovňový ochranný systém.

Pracovní komora zařízení je pokryta smaltem pro blokování záření a horní část je pokryta kovovým pláštěm, který zcela brání jeho výstupu ven.

K ochraně skleněného okénka ve dvířkách přístroje slouží síťovina s malými články, která je vyrobena z oceli a blokuje záření do 2450 Hz, s vlnami o délce až 12 cm.

Dveře by měly dobře přiléhat k tělu a neměly by mít žádné mezery. Pokud se mezera mezi nimi zvětší, je nutné smyčky zkontrolovat a vrátit do původního stavu.

Mezi nimi mohou vznikat konstantní elektromagnetické vlny, které se nacházejí přímo v místě kontaktu dvířek s tělem přístroje a mají nulovou hodnotu amplitudy, proto se emitované vlny nemohou šířit mimo tělo. Tato metoda se ve vědě nazývala „mikrovlnná tlumivka“.

Zařízení je chráněno před zapnutím při otevřené komoře systémem mikrospínačů, které ovládají a fixují polohu dvířek v ní. Nejčastěji je zařízení vybaveno třemi takovými spínači:

1. Spínací magnetron.
2. Ovládání žárovky podsvícení.
3. Spínač, který ovládá polohu dveří a informuje řídící jednotku o jejich poloze.

Řídicí jednotka zařízení

Příkazové zařízení je instalováno v každém aktuálně vyráběném zařízení a poskytuje dvě funkce:

1. Udržování specifikovaného výkonu zařízení.
2. Vypne zařízení po provedení zadané operace.

U starších modelů je zařízení vyrobeno ze dvou elektromechanických spínačů, které byly zodpovědné za funkce popsané výše. Postupem času byla vyvinuta technologie a byly vynalezeny elektricky ovládané jednotky. V současné době jsou v zařízeních instalovány mikroprocesory, které mohou být vybaveny dalšími programy pro zjednodušení použití, některé funkce: automatické rozmrazování potravin a vaření určitých pokrmů, vestavěné hodiny, indikátory napájení, zvukové signály o dokončení proces.

Ovládací panel je vybaven osobním napájecím zdrojem, který jej napájí autonomně během provozu mikrovlnné trouby.

Závěr

V tomto článku jsme prozkoumali princip fungování a konstrukci mikrovlnné trouby, seznámili se s jejími vnitřními součástmi a možným využitím zařízení v domácnosti. Bezesporu to může ulehčit život každému v kuchyni a ušetřit spoustu času.

Mikrovlnné trouby (mikrovlnné trouby) se již dlouhou dobu staly nejrozšířenějším domácím spotřebičem, s jehož pomocí velmi rychle rozmrazíte jídlo, ohřejete již uvařené jídlo nebo připravíte pokrm podle originální receptury a dokonce i dezinfikujete kuchyňské čisticí houbičky a hadry, které neobsahují kov.

Přítomnost pohodlného, ​​intuitivního rozhraní, stejně jako víceúrovňová ochrana, umožňuje i dítěti vyrovnat se s ovládáním tak složitého a high-tech zařízení, jako je mikrovlnná trouba. Některá jídla lze snadno a rychle připravit pomocí vestavěných programů. A případné poruchy lze zcela eliminovat.

K ohřevu produktů umístěných v mikrovlnné komoře dochází v důsledku vystavení silnému elektromagnetickému záření v rozsahu decimetrů. V domácích spotřebičích se používá frekvence 2450 MHz. Rádiové vlny tak vysoké frekvence pronikají hluboko do produktů a ovlivňují polární molekuly (hlavně vodu v produktech), což způsobuje, že se neustále posouvají a seřazují podél siločar elektromagnetického pole.

Tento pohyb zvyšuje teplotu pokrmu a k ohřevu dochází nejen zvenčí, ale také do hloubky, do které pronikají rádiové vlny. V domácích mikrovlnných troubách pronikají vlny 2,5-3 cm hluboko, ohřívají vodu, která zase ohřívá celý objem jídla.

Hlavní komponentou je magnetronové zařízení

Rádiové vlny s frekvencí 2450 MHz jsou generovány speciálním zařízením - magnetron, což je elektrická vakuová dioda. Má masivní měděnou válcovou anodu, kulatého průřezu a rozdělenou na 10 sektorů se stejnými měděnými stěnami.

Ve středu této struktury je tyčová katoda, uvnitř které je vlákno. Katoda slouží k vyzařování elektronů. Na koncích magnetronu jsou silné prstencové magnety, které uvnitř magnetronu vytvářejí magnetické pole potřebné pro generování mikrovlnného záření.

Na anodu je přivedeno napětí 4000 voltů a na vlákno 3 volty. Dochází k intenzivní emisi elektronů, které jsou zachycovány elektrickým polem o vysoké intenzitě. Geometrie komor rezonátoru a anodové napětí určují generovanou frekvenci magnetronu.

Energie je shromažďována pomocí drátové smyčky připojené ke katodě a vedená do emitorové antény. Z antény vstupuje mikrovlnné záření do vlnovodu a z něj do mikrovlnné komory. Standardní výstupní výkon magnetronů používaných v domácích mikrovlnkách je 800 W.

Pokud je k vaření potřeba méně energie, dosáhne se toho zapnutím magnetronu na určitou dobu a následnou pauzou.

Chcete-li získat výkon 400 W (nebo 50 % výstupního výkonu), můžete magnetron zapnout na 5 sekund a vypnout na 5 sekund během 10 sekundového intervalu. Ve vědě se tomu říká pulzní šířková modulace.

Magnetron při provozu generuje velké množství tepla, proto je jeho tělo umístěno v deskovém radiátoru, který by měl být při provozu vždy ofukován proudem vzduchu z ventilátoru zabudovaného v mikrovlnce. Při přehřátí magnetron velmi často selhává, proto je vybaven ochranou – tepelnou pojistkou.

Tepelná pojistka a proč je potřeba

K ochraně magnetronu před přehřátím, stejně jako grilu, kterým jsou některé modely mikrovlnných trub vybaveny, speciální zařízení tzv. tepelná pojistka nebo termostat. Jsou k dispozici v různých teplotních třídách uvedených na jejich těle.

Princip činnosti tepelného relé je velmi jednoduchý. Jeho hliníkové tělo se připevňuje pomocí přírubového spoje na místo, kde je potřeba kontrolovat teplotu. To zajišťuje spolehlivý tepelný kontakt. Uvnitř tepelné pojistky je bimetalový pásek, který má nastavení pro určitou teplotu.

Při překročení teplotního prahu se deska ohne a aktivuje posunovač, který otevře desky skupiny kontaktů. Došlo k přerušení napájení mikrovlnné trouby. Po ochlazení se geometrie bimetalové desky obnoví a kontakty se uzavřou.

Účel ventilátorů mikrovlnné trouby

Ventilátor je nejdůležitější součástí každé mikrovlnky, bez které by její provoz nebyl možný. Plní řadu důležitých funkcí:

• Za prvé, ventilátor fouká na hlavní část mikrovlnné trouby - magnetron, což zajišťuje její normální provoz.
• Za druhé, další elektronické součástky také vytvářejí teplo a vyžadují ventilaci.
• Za třetí, některé mikrovlnné trouby jsou vybaveny grilem, který je nutně odvětrávaný a chráněný termostatem.
• A konečně, jídlo připravované v komoře také vytváří velké množství tepla a vodní páry. Ventilátor vytváří v komoře mírný přetlak, v důsledku čehož vzduch z komory spolu s ohřátou vodní párou vychází ven speciálními ventilačními otvory.

V mikrovlnné troubě je z jednoho ventilátoru, který je umístěn na zadní stěně skříně a nasává vzduch zvenčí, organizován ventilační systém pomocí vzduchových kanálů, který směruje proud vzduchu k magnetronovým deskám a poté do komory. Motor ventilátoru je jednoduchý jednofázový střídavý motor.

Ochrana a uzamykací systém mikrovlnné trouby

Každá mikrovlnná trouba má uvnitř výkonné rádiové zařízení - magnetron. Mikrovlnné záření takového výkonu může způsobit nenapravitelné poškození zdraví člověka a všech živých bytostí, proto je nutné přijmout řadu ochranných opatření.

Mikrovlnná trouba má kompletně stíněnou kovovou varnou komoru, která je navíc zvenčí chráněna kovovým pláštěm, který neumožňuje pronikání vysokofrekvenčního záření ven.

Průhledné sklo ve dveřích má clonu z kovové síťoviny s jemnou síťovinou, která nepropustí záření 2450 Hz, vlnová délka 12,2 cm, generované magnetronem.

Otázka úspory energie byla vždy aktuální. Jedním z typů osvětlovacích zařízení, které výrazně pomohou snížit spotřebu elektrické energie v domácnosti, je. Abyste si vybrali co nejlépe, stačí pochopit výhody a nevýhody každého typu takových lamp.

Díky svým vlastnostem jsou dvojité spínače široce používány v domácnosti. Jak správně zapojit takové přepínače a co potřebujete vědět, abyste předešli chybám v tomto případě, si můžete přečíst.

Dvířka mikrovlnné trouby těsně přiléhají ke skříňce a je velmi důležité, aby si tato mezera zachovala své geometrické rozměry. Vzdálenost mezi kovovým tělem kamery a speciální drážkou ve dvířkách by se měla rovnat čtvrtině vlnové délky mikrovlnného záření: 12,2 cm/4 = 3,05 cm.

V této mezeře se vytvoří stojatá elektromagnetická vlna, která má nulovou hodnotu amplitudy přesně v místě, kde dveře přiléhají k tělu, takže se vlna nešíří směrem ven. Jde o elegantní způsob, jak vyřešit otázku ochrany před mikrovlnným zářením pomocí samotných mikrovlnných vln. Tato metoda ochrany se ve vědě nazývá mikrovlnná tlumivka.

Aby se zabránilo zapnutí mikrovlnné trouby s otevřenou komorou Je zde systém mikrospínačů, které ovládají polohu dveří. Obvykle jsou takové spínače minimálně tři: jeden vypíná magnetron, druhý zapíná podsvícení, i když magnetron nepracuje, a třetí slouží k „informování“ řídící jednotky o poloze dveří.

Mikrospínače jsou umístěny a konfigurovány tak, aby fungovaly pouze tehdy, když je mikrovlnná pracovní komora uzavřena.

Mikrospínače na dveřích se také často nazývají koncové spínače.

Řídicí jednotka je mozkem zařízení

Každá mikrovlnná trouba má řídicí jednotku a plní dvě hlavní funkce:

• Udržování nastaveného výkonu mikrovln.
• Vypnutí trouby po uplynutí nastavené doby provozu.

U starších modelů elektrických pecí se řídicí jednotka skládala ze dvou elektromechanických spínačů, z nichž jeden nastavoval výkon a druhý nastavoval časový úsek. S rozvojem digitálních technologií se začaly používat elektronické řídicí jednotky a nyní mikroprocesorové, které kromě plnění dvou hlavních funkcí mohou zahrnovat i mnoho potřebných i nepotřebných obslužných.

• Vestavěné hodiny, které se jistě mohou hodit.
• Indikace úrovně výkonu.
• Změna úrovně výkonu pomocí klávesnice (tlačítko nebo dotyk).
• Vaření nebo rozmrazování potravin pomocí speciálních programů „napevno připojených“ do paměti řídicí jednotky. V tomto případě se bere v úvahu hmotnost a kamna sama zvolí požadovaný výkon.
• Signalizace konce programu zvoleným zvukem.

Moderní modely navíc disponují horním a spodním grilem a konvekční funkcí, které jsou rovněž ovládány řídící jednotkou.

Řídicí jednotka má vlastní zdroj energie, který zajišťuje provoz jednotky v pohotovostním i provozním režimu. Důležitým komponentem je reléová jednotka, která dle povelů spíná silové obvody magnetronu a grilu, dále obvody ventilátoru, vestavěné lampy a konvektoru. Řídicí jednotka je propojena kabely s panelem klávesnice a displeje.

Zábavné video o principu fungování mikrovlnné trouby

Podívejte se, jak jednoduché je vysvětlit, proč toto úžasné zařízení funguje.

Mikrovlnné trouby jsou součástí našeho každodenního života již dlouhou dobu, ale debaty o jejich užitečnosti a bezpečnosti stále probíhají. Je zvláštní, že při řešení takových problémů na různých fórech a při osobních setkáních si drtivá většina ani přibližně neumí představit princip fungování mikrovlnky.

Proto, než si položíte otázku, zda je to váš přítel nebo nepřítel, má smysl zjistit, co je tato úžasná jednotka schopná uvařit sklenici vody nebo uvařit kuře bez použití viditelného zdroje tepla. Téměř každý viděl mikrovlnku v provozu, ale málokdo si představí, jak to dělá.

Činnost a princip činnosti

Princip fungování mikrovlnné trouby je naznačen v jejím názvu - účinek ultravysokého záření na tělo (v tomto případě jídlo) (mikrovlnné záření nebo jednoduše mikrovlnná trouba). Vlivem vysokofrekvenčního elektromagnetického kmitání se výrobky zahřívají na vysoké teploty, což umožňuje ohřívat nebo dokonce vařit pokrmy bez použití klasických termoohřívačů. Mimochodem, stejná metoda se používá nejen pro přípravu potravinářských výrobků, ale také pro tepelné zpracování technických výrobků: žíhání a kalení, řekněme, vrtáky, ozubená kola, nože atd.

Hlavní podmínkou pro fungování mikrovlnné trouby je přítomnost tzv. polárních molekul v objektu. Právě na ně působí elektromagnetické pole zařízení. Naštěstí téměř všechny potravinářské výrobky (snad s výjimkou zcela dehydratovaných) obsahují vodu, která se z takových molekul skládá. Jakmile se takové molekuly ocitnou v silném střídavém elektromagnetickém poli, začnou rychle měnit svou polohu podle neustále se měnícího směru magnetického pole. Během procesu rotace se tyto molekuly o sebe doslova třou a každý ví, co se děje. Zkuste si rychle třít dlaně o sebe – cítíte to teplo?

Díky střídavému elektromagnetickému poli se polární molekuly vody začnou rychle otáčet.

Hlavní rozdíl mezi působením mikrovlnného záření na předmět a běžným třením nebo ohřevem otevřeným plamenem je ten, že se ohřívá nejen povrch předmětu, ale i jeho hluboké vrstvy. Je to způsobeno tím, že mikrovlnné záření působí nejen na povrch předmětu, ale proniká i hluboko do něj a způsobuje pohyb molekul a jejich zahřívání.

Hloubka průniku závisí na frekvenci záření. A u standardních mikrovlnných trub pracujících na frekvenci 2,4 GHz je to 1,5–2,5 cm Není těžké uhodnout, že například koláč vložený do mikrovlnné trouby se uvnitř i venku prohřeje úplně a rovnoměrně. Navíc to udělá v co nejkratším čase, protože rychlost ohřevu těla v mikrovlnném poli je 0,3-0,5 stupně za sekundu. 10 sekund - +5 stupňů. Minuta - +30 stupňů.

Výhody a nevýhody

Je tedy čas formulovat hlavní rozdíly mezi mikrovlnným ohřevem a klasickým ohřevem:

Jedinou zdánlivě nevýhodou mikrovlnných trub je nemožnost smažení, ale konstruktéři tento problém vyřešili tím, že zařízení vybavili běžnými tepelnými elektrickými ohřívači, jako je elektrická trouba. S jejich pomocí můžete produkt snadno smažit. Navíc existují tzv. Crusty talíře, vyrobené ze speciálního materiálu, který je bezpečně ohříván mikrovlnnými proudy. Na takový talíř položte kotletu a sporák ji nejen rychle uvaří, ale také smaží, protože tato pánev se zahřívá až na 200 stupňů.

Design mikrovlnné trouby

Nyní je čas zjistit, jak funguje mikrovlnná trouba. Srdcem každého takového sporáku je speciální generátor, který vytváří vysokofrekvenční elektromagnetické pole vysoké intenzity. Říká se tomu magnetron. Dále je jím vytvořené pole směrováno do komory produktu pomocí speciálně navržených vlnovodů. Dělá to tak, že celý vnitřní objem komory je „vyplněn“ polem rovnoměrně a zajišťuje tak kvalitní ohřev produktů libovolného objemu. To navíc usnadňuje otočný tác, kterým je vybavena většina mikrovlnných trub.

Magnetron zaujímá nejčestnější místo pod víkem přístroje.

Provoz RF generátoru je řízen elektronickou jednotkou sestavenou na mikroprocesoru. Mikroprogramy zabudované v jednotce umožňují nastavit požadovaný režim vaření, ovládat teplotu v komoře, vlhkost a dobu vaření. Sledují také bezpečnost používání kamen - zda jsou zavřená ochranná dvířka, zda nedošlo k poruše izolace, zda teplota uvnitř komory nevystoupila nad kritickou atd. Regulátor je ovládán jedním nebo druhým typem dálkového ovládání - tlačítkové, dotykové atd. A samozřejmě, pec má i zdroj, který dodává energii celé elektronice i samotnému magnetronu.

Nebezpečí a poškození mikrovlnné trouby

A teď ta nejdůležitější otázka, která trápí snad každého majitele mikrovlnky: představuje zařízení nějaké nebezpečí pro ostatní? Existuje mnoho mýtů o nebezpečí používání mikrovln. technologie v každodenním životě. Ty hlavní:

1. Radiační nebezpečí.
2. Nebezpečí elektromagnetického záření.
3. Špatný vliv mikrovln na kvalitu připravovaných produktů.
4. Možnost fyzického poškození mikrovlnným polem.
5. Zvýšené riziko úrazu elektrickým proudem vysokým napětím.

Radiační poškození

Podle tohoto mýtu je každý, kdo se nachází v blízkosti mikrovlnné trouby, vystaven radiaci. Navíc, i když je sporák vypnutý, „září“ o nic hůř než černobylský traktor. Pokud ale věříte základům jaderné fyziky (ve škole to brali všichni), záření, kterého se všichni tak bojí a které skutečně představuje nebezpečí, je ionizující záření.

Podívejte se na seznam, který uvádí typy elektromagnetického záření uspořádané v sestupném pořadí podle vlnové délky:

1. rádiové vlny - 10 km - 0,1 mm;
2. infračervené záření - 1 mm - 780 nm;
3. viditelné záření (světlo) - 780 - 380 nm;
4. ultrafialové záření - 380 - 10 nm;
5. RTG záření - 10 - 17 hodin;
6. tvrdé (gama) záření - méně než 17 hodin.

Z celého seznamu jsou plně ionizující a částečně ionizující pouze poslední dvě položky – třetí odspodu (UV světlo). A pouze gama záření může zanechat indukované záření. Vlnová délka elektromagnetického pole mikrovlnné trouby je 12 cm Mnohem logičtější je bát se viditelného světla vyzařovaného Iljichovou žárovkou, jejíž ionizační schopnost je o 3 řády vyšší než záření mikrovlnky. trouba. Ale navzdory zřejmému se nikdo nebojí žárovek, téměř každý se bojí mikrovlnné trouby.

Mění vysokofrekvenční záření vlastnosti produktů?

Existuje názor, že produkty po vložení do mikrovlnky mění svou fyzickou strukturu. Některá spojení jsou prý zničena, jiná se objevují, mění se náboj, pól, stupeň, paměť – cokoliv. Po vší té ostudě se zdravé potraviny promění v jed.

Mikrovlnné záření, jak již bylo zmíněno výše, ovlivňuje polární molekuly, což jsou molekuly vody. Dnes věda s jistotou ví, že voda je amorfní těleso a nemá vůbec žádnou strukturu, pokud není ve zmrzlém stavu. Jak se může změnit právě tato struktura, když ji amorfní těleso vůbec nemá?

Zrod takového mýtu je pravděpodobně spojen s pojmem „strukturovaná voda“, který se objevil díky všemožným pseudovědám, jako je homeopatie a „podnikatelé“ prodávající „nabíjecí“ zásobníky na vodu a další technologické zázraky paralelních světů.

Úraz elektrickým proudem

Jak je zařízení elektricky bezpečné?.

Obava, že je mikrovlnná trouba nebezpečná z hlediska úrazu elektrickým proudem, je v zásadě pochopitelná. Pro provoz magnetronu je nutný zdroj vysokého napětí - cca 4 kV. Když k tomu přidáme výkon moderní mikrovlnky, která může dosahovat kilowattu, pak se veškerá hrůza člověka, který má k elektrikářům daleko, stává pochopitelnou. Přesto ten samý člověk docela klidně používá jeden a půl kilowattový vysavač a dvoukilowattový elektrický sporák.

Vzpomeňte si na obyčejnou CRT televizi, která nám sloužila desítky let a slouží dodnes. Urychlovací anodové napětí jeho kinoskop dosahuje 30 kV. To je téměř o řád vyšší než napětí na magnetronu. Pokud otevřete mikrovlnnou troubu, můžete získat energii. Ale i na televizi je zadní kryt pouze na čtyři šrouby! A teď se zamyslete: kolik vašich přátel zabila ďábelská televize? Z hlediska elektrické bezpečnosti se tedy mikrovlnná trouba neliší od jakéhokoli jiného domácího spotřebiče.

Je mikrovlnné záření pro tělo škodlivé?.

Ano, mikrovlny jsou pro člověka škodlivé. Ale mnoho moderních zařízení funguje na stejné frekvenci: Wi-Fi modem, mobilní telefon, smartphone. Práce s nimi je považována za bezpečnou. Je mikrovlnné záření škodlivé nebo neškodné? Škodlivé, ale pouze při překročení určité úrovně. Váš mobilní telefon vyzařuje záření, ale jeho vysílací výkon je nízký. I když jej budete držet blízko spánku, pravidelné hovory po telefonu nezpůsobí žádné zvláštní poškození vašeho zdraví. Další věcí je mikrovlnná trouba. Výkon jeho „vysílače“ dosahuje tisíců wattů.

Ale za prvé, na rozdíl od mobilního telefonu není magnetronové záření směrováno všemi směry, ale do pracovní komory. Za druhé, a to je hlavní, má komora, stejně jako její dvířka, speciální nátěr, který zabraňuje úniku záření mimo pracovní prostor. Povlak samozřejmě neblokuje mikrovlny na 100 %, ale není to nutné. Mikrovlnnou troubu nedržíte u spánku jako telefon a nepoužíváte ji s nosem zabořeným ve dveřích celé hodiny. Intenzita mikrovln navíc klesá úměrně druhé mocnině vzdálenosti.

Co na to říkají čísla? Otevíráme lékařské dokumenty upravující maximální přípustné mikrovlnné záření, které je bezpečné pro člověka, a čteme: ne více než 10 μW/cm2. Je to hodně nebo málo? Je čas podívat se na obrázek níže:

V blízkosti samotných dvířek mikrovlnné trouby je síla elektromagnetického pole poměrně vysoká – 5 mW/cm2. Ale již ve vzdálenosti půl metru zeslábne o dva řády a ve vzdálenosti jeden a půl metru je dvakrát nižší než maximální přípustná hladina. Pokud tedy mikrovlnku doslova neobjímáte a nepoužíváte ji nepřetržitě, nemusíte se o své zdraví bát. Ale dají se dveře otevřít? Je to možné, ale magnetron se okamžitě vypne, protože má odolnou ochranu. Stejná ochrana vám nedovolí strčit ruku(a u někoho i hlavy) do funkčního zařízení, aby se „dotykem“ ověřila jeho provozuschopnost.

Jakmile otevřete dveře, automatika odpojí napájení magnetronu.

Funkční mikrovlnná trouba je tedy při dodržení základních provozních pravidel podrobně popsaných v přiloženém návodu pro člověka absolutně bezpečná.

Mikrovlnná trouba pevně vstoupila do každodenního života a stala se jedním z nepostradatelných atributů každého bytu. Tento domácí spotřebič vám umožní ohřát nebo uvařit jídlo během několika minut pomocí záření neviditelného pro oči.

Ale abychom zjistili, odkud toto záření pochází a jak je pro člověka bezpečné, je nutné pochopit strukturu a princip fungování magnetronu mikrovlnné trouby, což je generátor vysokofrekvenčních vln.

Magnetron

Co jsou mikrovlnky a jak ohřívají jídlo?

Mikrovlnné záření je elektromagnetické záření s vlnovou délkou od 1 mm do 1 m Tento typ záření se používá nejen pro domácí účely, ale také v navigačních a radarových systémech a zajišťuje také provoz celulární komunikace a satelitní televize.

Mikrovlny mohou být generovány uměle i přirozeně (například Sluncem). Jiný název pro mikrovlny je ultravysokofrekvenční záření, neboli mikrovlnka.

Všechny typy domácích mikrovlnných trub mají jedinou frekvenci záření 2450 MHz. Tato hodnota je mezinárodní normou, kterou musí výrobci domácích spotřebičů přísně dodržovat, aby zajistili, že jejich výrobky nebudou rušit provoz jiných mikrovlnných zařízení.

Mikrovlnné záření

Tepelné účinky mikrovlnného záření objevil americký fyzik Percy Spencer v roce 1942. Byl to on, kdo patentoval použití zařízení generujícího mikrovlny pro vaření, čímž položil základ pro použití mikrovlnných trub v každodenním životě.

V průběhu dalších desetiletí byla tato technologie dovedena k dokonalosti, což umožnilo zavést sériovou výrobu jednoduchých a levných zařízení pro rychlé použití.

Aby se jakýkoli materiál ohříval v mikrovlnné troubě, musí obsahovat dipólové molekuly, tedy molekuly, které mají na obou koncích opačné elektrické náboje.

V potravinářských výrobcích je jejich hlavním zdrojem voda. Pod vlivem ultravysokofrekvenčního záření se tyto molekuly začnou seřazovat podél elektromagnetických siločar a mění svůj směr asi 5 miliardkrát za sekundu. Tření, které mezi nimi vzniká, je doprovázeno uvolňováním tepla, které jídlo zahřívá.

Mikrovlny však nejsou schopny proniknout hlouběji než 2-3 cm od povrchu výrobku, takže vše, co je pod touto vrstvou, se zahřívá díky tepelné vodivosti od vyhřívaných oblastí.

Ohřívání jídla pomocí mikrovlnné trouby

Konstrukce magnetronu a jeho použití

Ve většině typů mikrovlnné techniky je generátorem mikrovlnných oscilací magnetron. Zařízení podobná principem činnosti - klystrony a platinotrony - se tolik nerozšířily. Magnetron byl poprvé použit v mikrovlnných troubách v roce 1960. Nejčastěji používaným v technologii je vícedutinový magnetron, který se skládá z několika součástí:

1. Anoda. Jedná se o měděný válec rozdělený do sektorů se silnými kovovými stěnami. Tyto objemové dutiny jsou rezonátory, které vytvářejí kruhový systém oscilací. Na anodu je přivedeno napětí asi 4000 voltů.
2. Katoda. Je umístěn ve střední části magnetronu a je to válec obsahující žhavící vlákno. V této části zařízení dochází k emisi elektronů. Do topného tělesa (vlákna) je přivedeno napětí 3 volty.
3. Prstencové magnety. Elektromagnety nebo vysoce výkonné permanentní magnety umístěné na koncových částech zařízení jsou nezbytné pro vytvoření magnetického pole nasměrovaného rovnoběžně s osou magnetronu. V tomto směru také dochází k pohybu elektronů.
4. Drátěná smyčka. Je připojen ke katodě, upevněn v rezonátoru a přiveden k anténě emitoru. Smyčka slouží k výstupu mikrovlnného záření do vlnovodu, po kterém vstupuje přímo do mikrovlnné komory.

Magnetronové zařízení

Díky své jednoduchosti konstrukce a nízké ceně našly magnetrony uplatnění v mnoha oblastech, ale jsou nejrozšířenější:

• V mikrovlnných troubách. Magnetrony umožňují kromě rychlého vaření a rozmrazování potravin v domácích pecích také výrobní úkoly. Průmyslová mikrovlnná trouba může provádět ohřev, sušení, tavení, pražení a další. Je důležité si uvědomit, že mikrovlnnou troubu nelze zapnout naprázdno, protože v tomto případě nebude záření ničím absorbováno a vrátí se zpět do vlnovodu, což může vést k jeho poruše.
• V radaru. Anténa radaru připojená k vlnovodu je ve skutečnosti kuželový přívod a používá se ve spojení s parabolickým reflektorem (parabolou). Magnetron produkuje silné krátké pulsy energie s krátkou vlnovou délkou, jejíž část se při odrazu opět posílá do antény a následně do citlivého přijímače, který signál zpracuje a zobrazí na obrazovce.

Magnetrony v radaru

Princip činnosti magnetronu

Provoz mikrovlnné trouby je založen na přeměně elektrické energie na ultravysokofrekvenční elektromagnetické záření, které uvádí do pohybu molekuly vody nacházející se v potravinách. Dipólové molekuly, které neustále mění směr, generují teplo, což umožňuje rychle ohřívat potraviny při zachování jejich prospěšných vlastností. Zařízení, které generuje mikrovlny, je magnetron.

Magnetron je ve skutečnosti elektrická vakuová dioda, která využívá fenomén termionické emise. K tomuto jevu dochází při zahřívání povrchu zářiče nebo katody. Vlivem vysoké teploty mají nejaktivnější elektrony tendenci opouštět její povrch, ale to se stane pouze při přivedení napětí na anodu. V tomto případě vzniká elektrické pole a elektrony se začnou pohybovat směrem k anodě a pohybují se podél jejích siločar. Pokud se elektrony ocitnou v zóně působení magnetického pole, pak se jejich trajektorie odchylují ve směru siločar.

Elektrovakuová dioda

Magnetronová anoda má tvar válce se soustavou dutin, neboli rezonátorů, uvnitř kterých je katoda se žhavícím vláknem. Dva prstencové magnety umístěné na okrajích anody vytvářejí uvnitř anody magnetické pole, díky kterému se elektrony neposouvají přímo od katody k anodě, ale mění svou trajektorii otáčením kolem katody. V blízkosti rezonátorů jim elektrony předají část své energie, což vede k vytvoření silného mikrovlnného pole v jejich dutinách, které je vyvedeno pomocí drátěné smyčky připojené k anténě emitoru.

Pro aktivaci magnetronu je nutné přivést na anodu vysoké napětí asi 3-4 tisíce voltů. Proto je magnetron připojen k domácí elektrické síti přes vysokonapěťový transformátor. Kromě toho obvod mikrovlnné trouby obsahuje vlnovod, který přenáší záření uvnitř komory, spínací obvod, řídicí jednotku a také ochranné a chladicí prvky. Vnitřní stěny komory a tenká kovová síťka na dvířkách přístroje navíc brání úniku záření za jeho hranice.

Schéma zapojení magnetronu

Jak magnetron ovlivňuje mikrovlnný výkon?

Většina moderních výrobců mikrovlnných trub nabízí možnost výběru výkonu zařízení. Tento parametr zase určuje provozní režim (rozmrazování nebo ohřev) a rychlost ohřevu pokrmu. Konstrukční vlastnosti magnetronu však neumožňují snížit jeho výkon, proto je pro snížení intenzity ohřevu v určitých intervalech dodávána energie. Tyto pauzy v provozu magnetronu lze zaznamenat, pokud zapnete mikrovlnku na střední výkon a zaposloucháte se do zvuku jejího provozu.

Není to tak dávno, co někteří výrobci domácích spotřebičů oznámili výskyt řady modelů mikrovlnných trub s invertorovým napájecím obvodem. Použití tohoto schématu umožnilo nejen zvýšit množství využitelného prostoru v komoře zmenšením rozměrů zářiče, ale také snížit spotřebu energie zařízení. Na rozdíl od běžných modelů se teplota ohřevu v pecích invertorového typu plynule mění, ale jejich cena je řádově vyšší.

Magnetronové chlazení a ochrana

Během provozu magnetron generuje velké množství tepla, proto je na jeho těle instalován radiátor. Protože přehřátí je hlavní příčinou selhání magnetronu, používají se k jeho ochraně jiné metody:

1. Tepelné relé. Toto zařízení se používá k ochraně magnetronu a také grilu, pokud jej má model. Tepelná pojistka je vybavena bimetalovým proužkem, který lze nastavit na konkrétní teplotu. Pokud je tato hodnota překročena, ohne a otevře napájecí obvod.
2. Větrák. Nejenže vhání chladný vzduch na magnetronový radiátor, ale plní i řadu dalších užitečných funkcí, jako je chlazení elektronických součástek zařízení, cirkulace vzduchu uvnitř komory při provozu grilu a také odvod horké páry ven speciálními otvory.
3. Uzamykací systém. Několik mikrospínačů ovládá polohu dvířek mikrovlnné trouby, které zabraňují zapnutí magnetronu, když jsou otevřená.

Tepelné relé

Je možné magnetron vyměnit

Hlavní výhodou moderních magnetronů pro domácí mikrovlnné trouby je jejich zaměnitelnost. Magnetrony vyráběné jinými společnostmi budou vhodné pro různé modely mikrovlnných trub, takže je lze v případě potřeby změnit. V tomto případě bude jediným nezbytným požadavkem přizpůsobení výkonu. Magnetron si můžete koupit v mnoha obchodech s elektronikou, ale abyste si vybrali správně, musíte rozumět jeho parametrům a označení. V mikrovlnných troubách se nejčastěji instalují následující modely magnetronů:

• 2M 213 (600 W jmenovitý výkon a 700 W při zátěži);
• 2M 214 (1000 W);
• 2M 246 (1150 W – nejvyšší výkon).

Ani po prostudování všech potřebných parametrů tohoto zařízení se nedoporučuje magnetron vyměňovat doma. Za prvé, bude docela obtížné jej odstranit sami, a za druhé, pouze kvalifikovaný odborník může zajistit jeho bezpečný provoz po instalaci.

Standardní konfigurace magnetronu

Diagnostika poruch a příčin jejich vzniku

Výměna magnetronu může vyžadovat poměrně značné finanční náklady, takže před nákupem nového zařízení je třeba provést diagnostiku toho starého, abyste se ujistili, že je opravdu poruchový. Test lze provést doma pomocí běžného testeru. K tomu budete potřebovat:

1. Odpojte mikrovlnnou troubu z elektrické zásuvky.
2. Odstraňte ochranný kryt a proveďte vizuální kontrolu součásti.
3. „Prozvoňte“ hlavní prvky desky plošných spojů pomocí testeru nebo „multimetru“.
4. Zkontrolujte termostat.

Diagnostika

Na konci diagnostiky lze vyvodit závěry o nefunkčnosti určitých částí. Mezi hlavní důvody selhání magnetronu patří:

• Víko vakuové trubice je vadné. Můžete jej vyměnit sami jednoduchým výběrem podobného uzávěru z jiného magnetronu. Sedadla takových čepic mají standardní konfiguraci.
• Rozbití ohřívače. Při nesprávném zatížení se magnetron přehřívá, což může vést k nadměrnému zahřívání vlákna a jeho prasknutí. Pro jeho diagnostiku je nutné změřit odpor mezi nožičkami kondenzátoru. Pokud je jeho hodnota v rozmezí 5-7 ohmů, ohřívač funguje.
• Porucha průchozího kondenzátoru. Pokud tester nevykazuje „nekonečnou“ hodnotu odporu mezi svými kontakty, musí být kondenzátor vyměněn.