Как работает микроволновка — принцип действия простыми словами

СВЧ-печь — привычный атрибут современной кухни. В этой статье, эксперты Miele рассказывают о принципах работы микроволновой печи.

Принцип работы микроволновой печи

Аббревиатуру «‎СВЧ» расшифровывают как «‎сверхвысокочастотное излучение». Именно на нем основан принцип работы микроволновки. Нагрев пищи происходит под воздействием волн с частотой 2,4 МГц. Они нагревают наружный слой продуктов, проникая на глубину не более 3 сантиметров. Внутренняя часть прогревается за счет нагрева внешней.

При включении прибора происходит ускорение частиц — они поляризуют молекулы воды в разогреваемых блюдах, выстраивая их вдоль линий электромагнитного поля. Это движение вызывает нагрев продукта.

Как работает магнетрон в микроволновке

Магнетрон — основной элемент для работы микроволновой печи. Это электронная лампа, которая создает сверхвысокочастотное излучение. В основе принципа его работы лежит взаимодействие между магнитными полями — они создают высокочастотные колебания, за счет которых происходит нагрев в рабочей камере.

Устройство и принцип работы магнетрона в микроволновке:

1. Анодный блок. Установлен в сильном магнитном поле. Его создают постоянные магниты.
2. Между катодом и анодом происходит воздействие, которое создает электрическое напряжение.
3. Катод-электроны производят движение к аноду — их траектория изменяется магнитным полем, происходит их возвращение на катод.
4. При определенных значениях магнитного и электрического полей происходит следующее: электроны описывают окружность, проходят мимо анода, и производят возврат к катоду.
5. Вылетающие из катода электроны заменяют те, которые описали окружность.
6. Подобное движение вызывает постоянные высокочастотные колебания. Их выводят на волновод магнетрона.

Как безопасно использовать микроволновку

К основным правилам безопасного применения микроволновки относят:

1. Целевое использование. Прибор предназначен для применения в помещениях, на высоте ниже 2000 метров над уровнем моря. Сфера применения — бытовая.
2. Опасность выхода микроволн. СВЧ-печь запрещено использовать, если погнута дверца, ослаблены ее шарниры либо на корпусе / стенках рабочей камеры видны трещины и повреждения.
3. Правильное использование встраиваемых моделей. Не закрываем дверцу во время работы. Ее закрытие может приводить к застою нагретого влажного воздуха.
4. Правильный подбор посуды. Использование металлической посуды может приводить к повреждению магнетрона прибора. Не включаем прибор, если в нем нет продуктов и не осуществляем предварительный нагрев посуды.
5. Опасность взрыва закрытых емкостей. Не разогреваем жидкость в закрытых бутылках, продукты в контейнерах с крышкой. Повышение давление может приводить к взрыву внутри рабочей камеры.

Для безопасного использования микроволновки необходимо учитывать параметры ее подключения к электрической сети:

• запрещено подключение через многоместные розетки и удлинители;
• прибор подключают только к сети с заземлением.

Несоблюдение этих основных правил может приводить к поражению электрическим током и возгоранию. Основные правила пожарной безопасности при использовании микроволновки:

1. Не производят сушку трав, хлеба, булочек и их хранение в рабочей камере прибора. Возгораемые продукты с малым количеством жидкости могут быть высушены под воздействием излучения.
2. Прибор не предназначен для приготовления продуктов во фритюре. При приготовлении блюд с большим количеством масла и жира контролируем процесс. В случае возгорания — выключаем микроволновку и гасим пламя, оставляя дверцу закрытой.
3. Крепкие алкогольные напитки следует разбавлять перед нагревом.
4. Использование посуды из пластика, которая не предназначена для применения в СВЧ-печах, может привести к возгоранию устройства.

Правила безопасности для предотвращения получения ожогов:

1. При использовании гриля надеваем защитные рукавицы. Рабочая камера, решетка гриля и прочие элементы имеют высокую температуру.
2. Не нагреваем в приборе подушечки с зернами, вишневыми косточками и гелем. Их воспламенение возможно после изъятия из рабочей камеры.
3. Не используем прибор для дезинфекции предметов.
4. Перед разогревом жидкости перемешиваем ее. При доведении до необходимой температуры — не достаем ее в течении 20 секунд. Это связано с тем, что при нагреве с помощью СВЧ жидкость закипает неравномерно. Это может приводить к образованию пузырьков с задержкой во времени — при изъятии посуды с жидкостью из рабочей камеры.
5. Не разогреваем яйца, сваренные вкрутую. Для нагрева яиц в скорлупе используем специальную посуду. Яйца в скорлупе предварительно прокалываем.

В случае, если в доме присутствуют дети, необходимо объяснить им основные правила пользования прибором и опасность их нарушения. Детям до 8 лет запрещен доступ к СВЧ-печам.

Дополнительное оснащение микроволновки

В дополнительное оснащение микроволновок Miele входит:

• блюдо Гурмэ. Круглый противень для гриля с антипригарным покрытием;
• решетка для гриля. Для применения во всех режимах, кроме отдельного микроволнового.

Дополнительно для покупки доступны декоративные ручки для дверцы микроволновой печи. Их ассортимент представлен на сайте Miele.

Выбрать микроволновку

Предыдущая записьЧто обозначают значки на духовке Следующая записьКак выбрать и настроить умный пылесос

Как работает магнетрон микроволновой печи. Режимы генерации микроволн

Любая микроволновая печь позволяет владельцу задать мощность, необходимую для выполнения той или иной функции: от минимальной мощности, достаточной для поддержания пищи подогретой, до полной мощности, которая нужна для приготовления пищи в загруженной продуктами печи.

Периодичность включения / выключения магнетрона

Особенностью магнетронов, применяемых в большинстве микроволновых печей, является то, что они не могут «гореть вполнакала». Поэтому, чтобы печь работала не на полной, а на уменьшенной мощности, можно лишь периодически выключать магнетрон, прекращая на какое-то время генерацию микроволн.

Режимы генерации микроволн:

1. Минимальная мощность: Когда печь работает на минимальной мощности (пусть это будет 90 Вт, при этом пища в полости печи поддерживается в подогретом состоянии), магнетрон включается на 4 с, затем отключается на 17 с, и эти циклы включения-выключения все время чередуются.

2. Промежуточная мощность: Увеличим мощность, скажем, до 160 Вт, если нам нужно разморозить продукты. Теперь магнетрон включается на 6 с, а отключается на 15 с. Прибавим мощность: при 360 Вт длительность циклов включения и выключения почти сравнялась — это 10 с и 11 с соответственно.  Заметим, что суммарная длительность циклов включения и выключения магнетрона остается постоянной (4 + 17, 6 + 15, 10 + 11) и составляет 21 с.

3. Полная мощность: Наконец, если печь включена на полную мощность (в нашем примере это 1000 Вт), магнетрон работает постоянно, не отключаясь.

В последние годы на отечественном рынке появились модели микроволновых печей, в которых питание магнетрона осуществляется через устройство под названием «инвертор». Производители этих печей («Panasonic», «Whirlpool») подчеркивают такие преимущества инверторной схемы, как компактность узла излучения микроволн, позволяющего увеличить объем полости при неизменных внешних габаритах печи и более эффективное преобразование потребляемой электроэнергии в энергию микроволн.

Инверторные системы питания широко применяются, например, в кондиционерах воздуха и позволяют плавно менять их мощность. В СВЧ-печах инверторные системы питания дают возможность плавно менять мощность источника излучения, вместо того чтобы отключать его каждые несколько секунд.

Благодаря плавному изменению мощности излучателя микроволн в печах с инвертором температура также меняется плавно, в отличие от традиционных печей, где из-за периодического выключения магнетрона время от времени прекращается подвод излучения. Впрочем, будем справедливы к традиционным печам: эти колебания температуры не столь уж сильны и вряд ли сказываются на качестве приготовленной пищи.

Так же, как в случае кондиционеров, микроволновки с инверторной системой питания стоят дороже, чем с традиционной.

Знаете ли вы …

• что в микроволновой печи можно разогревать любое молоко без всякого ущерба для его питательных свойств? Единственное исключение — свежесцеженное грудное молоко: под воздействием микроволн оно утрачивает содержащиеся в нем компоненты, жизненно необходимые младенцу.
• что иногда вращение стола лучше отменить. Это позволит готовить большие по объему блюда (лосось, индейку и т. д.), которым просто не повернуться в полости, не задев ее стенок.

Что такое магнетрон в технологии микроволновой печи?

Что такое магнетрон в технологии микроволновой печи и как он работает? Вы когда-нибудь помещали что-то из металла в микроволновую печь и задавались вопросом, почему все пошло не так?

Ответ на второй вопрос лежит в ответе на первый. В этом посте я объясню, почему нельзя класть в микроволновку металлические предметы, и почему это имеет отношение к магнетрону в микроволновке.

Так что же такое магнетрон в технологии микроволновых печей? Микроволновая печь имеет внутри полость магнетрона, который запускает электроны со скоростью в магнитном поле, которое быстро проходит над полостями. Это генерирует микроволны, которые направляются в микроволновую печь. Эти микроволны возбуждают молекулы воды в пище, создавая тепло, которое быстро готовит пищу.

Итак, микроволновая печь использует магнетрон для приготовления пищи на высокой скорости . Приведенное выше объяснение дает самую основную информацию о том, как это происходит.

Ниже я более подробно рассказал о том, как магнетрон генерирует микроволн . Я также предоставил некоторую интересную информацию об изобретении магнетрона и о том, кто изобрел то, что мы знаем сегодня как сольную микроволновую печь, совершенно случайно .

Содержание

Как работает магнетрон в микроволновой печи?

работы магнетрона невероятно комплекс . Когда я изучил это, я почувствовал, что мне нужна степень инженера только для того, чтобы понять объяснение .

Я сделал все возможное, чтобы предоставить то, что я считаю разумно понятным объяснением ниже. Я разбил объяснение, используя различные части магнетрона .

Катод

Прямо в центре магнетрона находится нечто, называемое катодом . это твердая стержень из металла . Катод представляет собой электрод , от которого ток , созданный электричеством , течет к аноду .

Анод

Вокруг катода построена петля или кольцо из металла . Проще говоря, когда магнетрон работает, электрически заряженные частицы или электроны перескакивают с катода на анод . Это звучит достаточно просто, верно? Все становится немного сложнее с введением магниты и полости внутри магнетрона.

Магнит

Под анодом в магнетроне находится мощный магнит . Этот магнит проходит вдоль магнетрона прямо параллельно катоду.

Полости

Тип магнетрона, используемый в микроволновой печи, называется магнетроном полости , и здесь мы увидим, почему. полостей имеют форму отверстия прорезаны в ранее обсужденном аноде .

Когда электрона имеют заряда , а проходят между катодом и анодом, добавление полостей и мощного магнита значительно усложняет ситуацию.

Электроны проходят не только через электрическое поле между катодом и анодом , но и через магнитное поле создан с введением магнита .

Из-за добавления магнитного поля электроны под влиянием движутся по траектории, которая изогнута , а не по прямой линии. Электроны движутся по кругу в пространстве между катодом и анодом. Это происходит на невероятно высокой скорости .

Когда электроны движутся в круговом направлении в этом пространстве, полости, созданные в аноде, начинают резонировать . Когда они делают это, они создают что-то, называемое микроволновым излучением .

Волновод

Как только магнетрон создал микроволновое излучение, его нужно направить куда-то. Здесь на помощь приходит волновод .

Именно волновод направляет микроволны, созданные в пространство для приготовления пищи в микроволновой печи. В радиолокационной технологии эти микроволны излучаются через волновод в воздух.

Как микроволны готовят пищу в микроволновой печи?

Вышеизложенное является самым простым объяснением того, как микроволн создаются с помощью магнетрона . Как же тогда эти микроволны готовят еду в микроволновой печи? Опять же, следующее — мое собственное понимание того, как это работает. Не стесняйтесь добавлять к этому в комментариях ниже.

После того, как микроволн будут переданы в рабочую камеру микроволновой печи волновод , они отражаются стенками внутри микроволновой печи. Так эффективно они отскакивают внутри микроволновки, постоянно отражаясь от стенок. Волновод работает в планшетной микроволновой печи немного иначе, чем в обычной или одиночной микроволновой печи.

Когда еда помещается внутрь микроволновой печи, она поглощает микроволны, которые отражаются внутри нее. Как только микроволновки поглощается пищей, они заставляют молекул воды внутри пищи вибрировать чрезвычайно быстро .

Затем эти вибрации производят тепло , и именно это тепло готовит пищу .

Любая пища с высоким содержанием воды будет очень быстро приготовлена ​​в микроволновой печи . Чем больше воды молекул состоит из пищи, тем больше молекул вибрируют вызывая больше тепла при 0003 более быстрая скорость . Такие продукты, как овощи с высоким содержанием частиц воды, будут готовиться очень быстро в микроволновой печи.

Как упоминалось выше, микроволны не могут поглощаться металлом . Вот почему они подпрыгивают внутри рабочей зоны микроволновой печи. Именно поэтому в микроволновую печь нельзя помещать металлические предметы.

Подробнее об этом вы можете прочитать в моем посте о преимуществах и недостатках микроволновых печей.

Кто изобрел магнетрон?

Тип магнетрона, используемый в современных микроволновых печах , называется полостным магнетроном. Многорезонаторный магнетрон, используемый в микроволновых печах, приписывается работе Джона Рэндалла и Генри Бута . Рэндалл и Бут были инженерами в Университете Бирмингема .

Задолго до того, как они были использованы в микроволновых печах, у магнетронов было еще одно очень важное применение. Использование магнетронов играло очень важную роль на протяжении Вторая мировая война . Мы можем проследить происхождение магнетрона до работы Рэндала и Бута .

Широко известно, что первый магнетрон был задуман и разработан Х. Гердиеном в 1910 году , задолго до появления резонаторного магнетрона в микроволновых печах.

Генрих Грейнахер

В 1921 году швейцарский физик по имени Генрих Грейнахер попытался продолжить эту работу, используя диодная трубка . В конечном итоге его исследование провалилось из-за недостаточного вакуума в трубке.

Однако он смог предоставить письменное описание с математическими уравнениями того, как этот магнетрон был способен изменять электроны в магнитном поле.

В 1921 году Альберт Халл , сотрудник General Electric Company , смог использовать работу, предоставленную Грейнахером , для дальнейшего исследования. Он смог изучить управление электрического тока за счет изменения магнитного поля. Названное изобретение он придумал магнетрон .

Исследование Альберта Халла было исследовано и дополнено Эрихом Хабанном в Германии и Напсалом Зазеком в Праге. Они оба смогли разработать значительно более мощные устройства. Zazek смог произвести устройство, которое генерировало гораздо более высокие частоты, до 1 ГГц .

Ханс Энрих Холлман

В 1935 году Ганс Энрих Холлман подал патент в Германии на первый многорезонаторный магнетрон . Патент США на это устройство был подан и выдан в 1938 .

Это возвращает нас к работе John Randall и Henry Boot . Они придумали магнетрон, который состоял из более чем четырех полостей , показанных в работе Холлмана . Получившееся в результате устройство с водяным охлаждением использовалось как радар и устанавливалось на самолетов во время Второй мировой войны.

Использовались в войне против немецких подводных лодок . Они позволяли пилотам видеть цели даже ночью. Это был значительный прорыв союзных войск во время войны.

Кто изобрел микроволновую печь?

Изобретение микроволновой печи произошло совершенно случайно . Это был американский инженер-электрик по имени Перси Спенсер 9.0004, который в конечном итоге считается изобретателем микроволновой печи.

Микроволновая печь — случайное открытие!

До случайного открытия Спенсера уже проводилось испытаний относительно использования радиоволн для приготовления пищи. Такие компании, как Bell Labs и General Electrics , уже начали работу над этой формой технологии для приготовления пищи .

В 1933 было продемонстрировано Westinghouse что можно было готовить пищу между двумя металлическими пластинами . Они использовали коротковолновое радио , чтобы приготовить стейк и картошку. Несмотря на то, что это было продемонстрировано, дальше этого на данный момент дело не пошло.

Итак, вернемся к открытию Перси Спенсера. Существуют противоречивые сведения о том, что было у него в кармане в день его обнаружения. Некоторые сообщают о арахисе , а некоторые сообщают о плитке шоколада . Что ясно, так это то, что он совершенно случайно обнаружил, что микроволны от магнетрон может готовить еду .

Спенсер работал в производственной компании Raytheon . В это время эта компания преимущественно работала с магнетронами в составе радиолокационной техники . Они создали радары, способные помочь кораблям и самолетам ориентироваться в темноте или в плохих погодных условиях.

История шоколадного батончика

Во время работы над этим однажды в 1945 история гласит, что Спенсер имел либо арахис или шоколадка в кармане. Я не уверен, что правда. Шоколадный батончик звучит более вероятно, поэтому я выберу его.

Итак, стоя перед магнетроном и включив его, Спенсер обнаружил, что плитка шоколада быстро начала таять . Это натолкнуло его на мысль, что эти микроволн , созданных магнетроном, могут приготовить пищу .

На следующий день он вырезал борт у чайника и положил внутрь сырое яйцо . Затем он начал демонстрировать, что может использовать микроволны магнетрона для приготовления яйца. Это сработало именно так, как он и предсказывал!

Следующим его шагом было приготовить попкорна с помощью магнетрона. Как только он понял, что это возможно, он продолжил исследования.

В начале 1950-х годов он подал серию из патентов . Он подал один из 1952 для микроволновой кофеварки , которая была предоставлена. В январе 1950 года он также подал заявку на « Метод обработки пищевых продуктов ».

Дальнейшие разработки в технологии микроволновых печей

Современные микроволновые печи крошечные . Вы можете разместить их в самых маленьких местах на вашей кухне. Однако оригинальная микроволновая печь Spencer была примерно высотой 1,5 метра . Это 5 футов, как некоторые взрослые люди!

К середине 1950-х Raytheon лицензировала свою микроволновую технологию . До этого микроволновые печи уже использовались в ресторанах . Эти микроволновки были огромными , и их приходилось постоянно охлаждать из-за перегрева.

Первая микроволновая печь для непосредственного использования населением поступила в продажу в 1955 и была произведена компанией под названием Tapan . он назывался Tappan RL-1 9. 0004 . Он поступил в продажу по цене 1295 долларов . В те дни это были огромные деньги, и в сегодняшних деньгах они выходили примерно на 10000 долларов .

К 1960-м годам они снизились до немного более доступной цены около 500 долларов . Это все еще очень дорого, учитывая, что в наши дни вы можете получить микроволновую печь менее чем за 50 долларов .

Заключение

Вот и все. Полное подробное описание Магнетрон в технологии микроволновых печей и как он работает.

Теперь я совсем не ученый ! ты будь один и читай это думая что это не полная история, или что я что-то пропустил ! Если это так, пожалуйста, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже, и я добавлю вашу информацию в свое письмо! Спасибо за чтение!

магнетрон | электроника | Британика

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• В этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.