Принцип работы свч: Принцип работы микроволновой печи

Содержание

Принцип работы микроволновой печи

Принцип действия микроволновой печи и возможности устройства

Принцип работы микроволновой печки заложен в ее названии — воздействие на тело (в данном случае продукты) — сверхвысокочастотным излучением (СВЧ-излучением или просто СВЧ).

Под воздействием высокочастотных электромагнитных колебаний продукты нагреваются до высокой температуры, что позволяет разогревать или даже готовить блюда без использования классических термонагревателей.

Кстати, этот же метод используется не только для приготовления пищевых продуктов, но и для тепловой обработки технических изделий: отжига и закалки, скажем, сверл, шестеренок, ножей и т. п.

Главное условие, необходимое для работы микроволновки, — наличие в объекте так называемых полярных молекул.

Именно на них и воздействует электромагнитное поле прибора. К счастью, практически во всех продуктах питания (за исключением, разве что, полностью обезвоженных) присутствует вода, которая и состоит из таких молекул.

Попадая в мощное переменное электромагнитное поле, такие молекулы начинают быстро менять свое положение, следуя за постоянно изменяющимся направлением магнитного поля. Благодаря переменному электромагнитному полю полярные молекулы воды начинают быстро вращаться.

Основное же отличие воздействия микроволнового излучения на объект от обычного трения или нагрева открытым пламенем состоит в том, что нагревается не только поверхность предмета, но и глубинные его слои.

Это обусловлено тем, что СВЧ излучение действует не только на поверхности объекта, но и проникает вглубь него, заставляя молекулы двигаться и нагреваться.

Глубина проникновения зависит от частоты излучения. И для стандартных микроволновых печей, работающих на частоте 2.4 ГГц, составляет 1.5–2.5 см. Нетрудно догадаться, что, к примеру, пирожок, помещенный в СВЧ печь, прогреется полностью и равномерно и изнутри, и снаружи. Причем сделает он это за самое короткое время, поскольку скорость нагрева тела в СВЧ поле составляет 0.3-0.5 градусов в секунду. 10 секунд — +5 градусов. Минута — +30 градусов.

Достоинства и недостатки

  1. Высокая скорость прогрева. Поскольку обработка высокочастотным (ВЧ) полем ведется одновременно по всему объему, продукт разогревается исключительно быстро — за считаные минуты.
  2. Равномерный прогрев. Благодаря равномерному прогреву нет необходимости нагревать его внешний слой до повышенной температуры. Это исключает подгорание.
  3. Возможность автоматизации приготовления. При использовании СВЧ печи отпадает необходимость следить за процессом — мешать, переворачивать и пр. Достаточно указать вес и тип заложенного продукта и описать необходимую операцию: прогрев, готовка и пр. Все остальное прибор сделает самостоятельно.
  4. Невозможность обжарки. СВЧ поле, в отличие от сковороды или гриля, прогревает продукты равномерно, а значит не в состоянии их зажарить до хрустящей корочки.

Единственным, казалось бы, недостатком является невозможность обжаривания, но и этот вопрос конструкторы решили, оснастив устройство обычными термоэлектронагревателями, как у электродуховки.

Устройство СВЧ печи

Сердцем любой подобной печки является специальный генератор, создающий высокочастотное электромагнитное поле большой интенсивности.

Называется он магнетроном.

Поле, им созданное, при помощи волноводов специальной конструкции направляется в камеру для продуктов.

Делает он это таким образом, что весь внутренний объем камеры «заполняется» полем равномерно, обеспечивая качественный прогрев продуктов любого объема.

Дополнительно этому способствует и вращающийся поддон, которым оснащают большинство микроволновок.

Магнетрон занимает самое почетное место под крышкой прибора.

Контролирует работу ВЧ генератора электронный блок, собранный на микропроцессоре.

Встроенные в блок микропрограммы позволяют устанавливать желаемый режим приготовления продуктов, контролируют температуру в камере, влажность, время приготовления.

Они же следят и за безопасностью использования печки — закрыта ли защитная дверца, нет ли пробоя изоляции, не поднялась ли температура внутри камеры выше критической и пр.

Управление контроллером осуществляется с пультов того или иного типа — кнопочных, сенсорных и пр.

Блок питания обеспечивает энергией всю электронику и сам магнетрон.

Принцип микроволнового воздействия

Принцип работы микроволновки кардинально отличается от обычных духовок. Продукты, пронизанные волнами сверхвысокочастотного диапазона, греются по всему объему, а не по поверхности, как при тепловом воздействии. Именно поэтому процесс разогрева/разморозки так краток.

Нагревание еды происходит благодаря физическому явлению — электромагнитные СВЧ-поля преобразуются в тепло. В СВЧ-печке греется только сам продукт, не тратится энергия на нагрев самой камеры, а значит, экономится энергия.

Микроволновое действие способно за минуты поднять температуру объекта до величины, необходимой пользователю. Это особенно удобно при разморозке: огромный кусок замороженного мяса можно разогреть за считаные минуты, не изменив его свойств.

Нагрев пищи спровоцирован действием высокочастотных волн, их частота — 2 450 МГц. Эти микроволны, проходя внутрь объекта, поляризуют молекулы воды. Под действием излучения молекулы строятся вдоль силовых линий электромагнитного поля.

Направленное перемещение молекул вызывает повышение температуры продукта по всему объему. Микроволны, проникая в глубину объекта на 2,5–3 см, разогревают молекулы воды, а разогретые участки объекта передают тепло далее — таким путем прогревается весь объем.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Принцип работы и устройство микроволновой печи

СВЧ печи или так называемые микроволновки стали устройствами, которые располагаются на кухне практически каждого человека. С их помощью можно легко подогреть уже приготовленную продукты, или же разморозить их. Некоторые умельцы научились готовить в СВЧ-печи огромное количество блюд или произвести дезинфекцию губки или тряпочки. Если вас интересует принцип работы и устройство микроволновой печи, то мы постараемся ответить на него в данной статье.

Для того, чтобы пользователю было удобно управлять устройством, в его конструкцию был включён интуитивно понятный интерфейс, который оснащается системой защиты от детей и программами для быстрого приготовления пищи. В случае возникновения каких-либо неисправностей, Вы сможете, в большинстве случаев, исправить их самостоятельно.

Принцип работы СВЧ печи

Для того, чтобы разогреть пищу, вам необходимо поместить посуду с продуктами в микроволновую печь и выбрать программу, в случае применения быстрого разогрева, необходимо установить время. Продукты нагреваются путём воздействия на них мощного электромагнитного излучения. Частота микроволновки, которые устанавливают на кухне, составляет 2450 МГц. Как происходит, нагрев пищи: Высокочастотные волны проникают вглубь продуктов и начинают воздействовать на полярные молекулы (чаще всего воду), приводя их в циклическое движение вдоль силовых линий электромагнитных полей.

Благодаря применению данного способа, нагрев пищи происходит не только снаружи, но и внутри продуктов. В большинстве моделей, используемых на кухне, этот показатель составляет от 2.5 до 3х сантиметров.

Смотрите также:

При помощи чего создаются данные волны?

Для генерации радиоволн данной частоты, применяют специально устройство, называемое магнетроном, который представляет из себя электровакуумный диод состоящий из крупного цилиндрического анода, выполненного из меди, который сочетает в себе 10 секторов стенки, и они также изготовлены из меди.

В центре устройства расположен стержневой катод, с нитью внутри канала. Катод предназначен для эмиссии электродов. Для того, чтобы агрегат генерировал СВЧ-излучение, нужно создать магнитное поле в полости магнетрона. Для этого используют мощные кольцевые магниты, которые располагаются по торцам детали.

Для создания эмиссии, необходимо к аноду подать напряжение в четыре тысячи вольт, а к нити канала всего три.

Для съёма энергии, в строении устройства предусмотрены проволочные петли, которые подключены к катоду, а тот в свою очередь выведен в так называемую «излучательную антенну». С данного устройства вырабатываемое излучение уходит непосредственно в волновод, который и распределяет его по всей главной камере. Зачастую стандартная мощь данного элемента, который устанавливают в большинстве моделей микроволновок, составляет порядка 810 Вт.

Если для подогрева или приготовления пищи необходима меньшая мощность, то магнетрон попросту циклично включается и отключается.

В науке данное явление называют широтно-импульсной модуляцией. Для того, чтобы устройство выдало 400 Вт, а именно половину от своей выходной мощности в течении 20-секундного интервала, необходимо на 10 секунд обесточить магнетрон, а после чего подать электроэнергию на те же 10 секунд.

Устройство в процессе работы генерирует большое количество тепла, поэтому для его охлаждения, элемент устанавливают в пластинчатый радиатор, для того, чтобы он постоянно обдувался воздушными потоками, благодаря небольшому кулеру, встроенному в микроволновку. В случае перегрева, данный элемент конструкции может просто на просто выйти из строя, по этому его оснащают защитным устройством, а именно термопредохранителем.

Смотрите также – Какую посуду безопасно ставить в микроволновую печь

Предназначение термопредохранителя

Для того, чтобы обезопасить магнетрон и гриль, который устанавливают в некоторых моделях микроволновок, от перегрева, в конструкции предусмотрена установка термореле, или как их ещё называют термопредохранители. Они разделяются по способности выдерживать различное количество тепла, для того, чтобы узнать какой именно у Вас, необходимо найти на корпусе устройства наклейку с информацией или посмотреть в техническом паспорте устройства.

На самом деле устройство довольно просто в принципе понимания его работы. Корпус изделия изготовлен из алюминиевого сплава. Крепление устройства происходит при помощи фланцевого соединения, которое способно обеспечить плотное прилегание с тем участком, где непосредственно будут производиться замеры температур. Внутри корпуса располагается биметаллическая пластина, которую изготавливают с расчетом на сопротивление определенным температурам.

В случае превышения заданного порога, пластина попросту сжимается и тем самым приводит в действие толкатель, который предназначен для размыкания контактной группы. Подача электроэнергии прерывается и печь перестаёт функционировать. Постепенно остывая, пластина возвращает свою изначальную форму и заново замыкает контакты.

Предназначение кулера в микроволновой печи

Кулер – это один из наиважнейших компонентов СВЧ печи, без него будет полноценного функционирования устройства. Благодаря нему осуществляются следующий функциональные задачи:

  • Охлаждение магнетрона, для обеспечения его исправной работы.
  • Охлаждение иных компонентов системы, которые также могу выделять тепло, таких как электронные схемы.
  • Некоторые модели микроволновок оборудованы функцией гриля и для охлаждения термореле устанавливают кулер.
  • Для создания избыточного давления в полости где размещают пищу. Благодаря чему происходит отвод воздуха и паров, которые удаляются через специализированные вентиляционные пути.

В микроволновых печах охлаждение осуществляется с помощью одного вентилятора, который распределяет воздух по камере при помощи специальных воздуховодных отверстий, которые направляют воздух на запчасти для их охлаждения.

Смотрите также – Как повесить кронштейн на стенку для микроволновки

Каким образом обеспечивается защита от микроволнового излучения

Так как магнетрон излучает сильное электромагнитное излучение, которое может нанести вред человеческому организму и домашним питомцам, в устройстве применяют многоуровневую систему защиты.

Рабочая камера устройства покрывается эмалью для блокирования излучения, а сверху закрывается металлическим кожухом, который полностью пресекает его выход наружу.

Для защиты стеклянного окошка, в дверце устройства, применяют сетку с мелкими ячейками, которая изготовлена из стали, и она блокирует излучение до 2450 Гц, с волнами длиной до 12 см.

Дверца должна хорошо прилегать к корпусу и не иметь никаких зазоров.  В случае, когда просвет между ними увеличивается, необходимо проверить петли и вернуть её в изначальное состояние.

Между ними могут образовываться постоянные электромагнитные волны, которые располагаются непосредственно в месте соприкасания дверцы и корпуса устройства, и имеет нулевое амплитудное значение, именно поэтому излучаемые волны не смогут распространится за пределы корпуса. Данный метод в науке был назван как «СВЧ дроссель».

Устройство защищено от включения с открытой камерой системой микропереключателей, которые контролируют и фиксируют положение дверцы в нём. Чаще всего в устройстве предусмотрено от трёх подобных переключателей:

  1. Выключающий магнетрон.
  2. Контролирующий лампочку подсветки.
  3. Переключатель контролирующий положение дверцы и информирующий блок управления о её положении.

Блок управления устройством

Командоаппарат устанавливаются в каждое устройство выпускаемое на данный момент, он обеспечивает выполнение двух функций:

  1. Поддержание заданной мощности устройства.
  2. Выключение устройства после выполнения заданной операции.

В старых моделях устройство выполнено из двух электромеханических переключателей, которые отвечали за вышеописанные функции. С течением времени технологии развивались и были придуманы блоки с электроуправлением. На данный момент в устройства устанавливают микропроцессоры, которые могут оснащается дополнительными программами для упрощения пользования, некоторыми функциями: автоматическая разморозка продуктов и приготовление определённых блюд, встроенные часы, индикаторы отображающие мощности, звуковые сигналы о завершении процесса.

Командный панель управления оснащается личным блоком питания, который подпитывает его автономном режиме, во время работы микроволновой печи.

Вывод

В данной статье мы рассмотрели принцип работы и устройство микроволновой печи, ознакомились с её внутренней составляющей и возможным применением устройства в домашнем пространстве. Несомненно, она сможет облегчить жизнь любого на кухне и сэкономит уйму времени.

Смотрите также:

Микроволновая печь – вред или польза?

ВВЕДЕНИЕ


Электромагнитная волна представляет собой систему порождающих друг друга и распространяющихся в пространстве переменных электрического и магнитного полей.

Все бытовые электроприборы являются источниками электромагнитного излучения, причём, чем выше мощность, тем агрессивнее поле. Наиболее мощное оно у СВЧ-печей, холодильников с системой “без инея”, электроплит и мобильных телефонов. Сравнительно безвредным считается низкочастотное излучение, распространяющееся от электросети дома. Поле расходится от проводов, даже когда цепь не замкнута и электричество по ним не течет, но в значительной мере экранируется заземленными проводящими материалами, например, стенами дома. Магнитную составляющую электромагнитных полей экранировать труднее, зато она исчезает, когда электроприбор выключен. Исключение составляют электроприборы с трансформатором, выключенные, но остающиеся подсоединенными к сети (телевизор, видеоплеер и др.). Более опасным считается высокочастотное электромагнитное излучение, источниками которого являются радио- и телепередатчики, а также радары.

Микроволновые печи уже достаточно давно вошли в жизнь обычных людей как удобный и необходимый атрибут на кухне. С их помощью можно быстро что-то приготовить, разморозить или подогреть. От того, что пользоваться “микроволновкой” легко, и необходимые задачи она выполняет быстро, люди к ней очень привыкли, а некоторые даже не представляют себе, как без нее можно обойтись.

А только ли пользу приносит микроволновая печь?

Есть мнение, что она представляет опасность для здоровья человека. Русские ученые еще в 1930-х годах провели исследование эффекта воздействия микроволн на нервную систему человека и животных. Их исследования привели к очень строгим мерам безопасности, которые, однако, не воспринимались серьезно западными учеными. В 1976 году микроволновые печи в России были запрещены из-за их вредного воздействия на здоровье человека. Запрет был снят лишь в начале 90-х годов.

Но многие ученые говорят об отрицательном воздействии микроволновых печей на пищу и живой организм. Вот некоторые из них:

Профессор Томас Тиль (Вена, 1986 г) высказался против микроволновых печей: “…действительно небольшие порции разогреваются быстро, но если порции большие, то преимущества, в сравнении с традиционным способом разогрева, никакого нет. И вкус пищи значительно меняется”

Научный журнал “The Lancet” (1989 г): “Исследования в Венском университете установили, что микроволнами, при нагревании пищи, нарушается атомный порядок аминокислот. Возникает обеспокоенность, по поводу того, что эти аминокислоты встраиваются в протеины, которые они впоследствии структурно, функционально и иммунологически изменяют. Микроволнами в пище меняются – основы жизни — протеины”

Доктор Ханс Ульрих Хертел (1991 г), уволенная из одной крупной швейцарской компании за разглашение результатов исследований, опубликовала данные, подтверждающие, что пища, приготовленная в МВ печи, создает угрозу для здоровья.

Некоторые факты о вреде, опубликованные в журнале “Earthletter” (1991 г) доктором Лита Ли: “Все МВ печи имеют утечки электромагнитного излучения, ухудшают качество пищи, преобразуя её вещества в канцерогенные и токсичные соединения”.

Исследования в США (1992 г) говорят, что “…введенные в организм человека молекулы, подвергшиеся воздействию микроволн, могут причинить вред. Такие молекулы пищи содержат микроволновую энергию, которой нет в пищевых продуктах, приготовленных обычным путём”.

В наши дни микроволновая печь есть почти в каждой семье. Но есть люди, которые задаются вопросом, действительно ли печь приносит вред, стоит ли ее приобретать или часто использовать? Ведь в своем доме каждый человек должен быть уверен, что ничто не угрожает его здоровью. Вот почему мы обратились именно к этой теме. Мы считаем, что тема нашей работы является актуальной и в настоящее время.

В различных источниках информации по-разному оценивается действие микроволновой печи.

Очень много материала в интернете. Мы попытались разобраться, на самом ли деле существует опасность от самой печи и от употребления продуктов из микроволновки.

Объект исследования: микроволновая (СВЧ) печь.

Предмет исследования: биологическое влияние электромагнитных волн микроволновой печи.

При написании работы мы поставили перед собой следующую цель: выяснить, в чем польза, а в чем вред микроволновой печи.

Задачи:
1. Познакомиться с историей создания и использования микроволновой печи.
2. Собрать и проанализировать имеющуюся информацию по теме исследования.
3. Установить с помощью экспериментальных исследований влияние электромагнитных волн на рост и развитие растений.
4. Дать рекомендации пользователям СВЧ-печи.

При выполнении исследовательской работы применялись следующие методы:

Теоретические методы:
- анализ
- синтез

Эмпирические методы:
- эксперимент
- наблюдение
- сравнение

Математические методы:
- статистические

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

История создания микроволновых печей

Микроволны являются одной из форм электромагнитной энергии, как и световые волны или радиоволны. Это очень короткие электромагнитные волны, которые перемещаются со скоростью света (299000,79 км в секунду).

В современной технике микроволны используются в микроволновой печи, для междугородной и международной телефонной связи, передачи телевизионных программ, работы Интернета на Земле и через спутники. Но мы рассмотрим микроволны в качестве источника энергии для приготовления пищи — микроволновая печь.

Микроволно́вая печь или СВЧ-печь — электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или подогрева пищи, размораживания продуктов в быту с использованием электромагнитных волн с длиной волны от одного миллиметра до одного метра (волны дециметрового диапазона), обычно с частотой 2450 МГц. Такая частота установлена для микроволновых печей специальными международными соглашениями, чтобы не создавать помех работе радаров и иных устройств, использующих микроволны.

Открытие теплового воздействия микроволн произошло случайно. В 1942 году американский физик Перси Спенсер работал в лаборатории компании “Райтеон” с устройством, излучавшим сверхвысокочастотные волны. По одной из версий, Спенсер положил на устройство свой бутерброд, а сняв его через несколько минут, обнаружил, что бутерброд прогрелся до середины. По другой версии, разогрелся и растаял шоколад, который был у Спенсера в кармане, когда он работал возле своей установки. Следовательно, используя микроволны, можно разогревать пищу.

Уже в 1945 году Спенсер получил патент на использование микроволн для приготовления пищи, а в 1947-м на кухнях госпиталей и военных столовых, где требования к качеству пищи были не столь высоки, появились первые приборы для приготовления пищи с помощью микроволн. Эти изделия фирмы “Райтеон” высотой в человеческий рост весили 340 кг и стоили 3000 долларов за штуку.

Первая “гражданская” микроволновка – это Radarange (1947). Ее высота была порядка 1,8 м, весила печь 350 кг, имела мощность 3000 Вт и требовала водное охлаждение.

В западном мире вредное воздействие микроволн на биологические системы было известно со времени их первого применения во время второй мировой войны. Немцы вели разработки для обеспечения солдат горячей пищей в любое время и в любом месте. Практические исследования проводили на подопытных группах в концлагерях. Убедившись во вредности воздействия микроволновой печи во время работы и вредности воздействия на организм пищи, приготовленной в микроволновке, немцы отказались от ее практического применения. Данные исследований засекретили.

После второй мировой войны данные по этим разработкам попали в руки американцев, которые быстро нашли применение им, не вдаваясь в подробные исследования воздействия микроволн на организм человека. Уже в 1952 году на рынок США поступила микроволновая печь, приспособленная для домашнего пользования, – по лицензии “Raytheon Company”.

Все исследования велись только по герметизации дверцы микроволновки, чтобы защитить потребителя от прямого воздействия микроволн.

Русские ученые уже в 1930-х годах провели исследование эффекта воздействия микроволн на нервную систему человека и животных. Результатом исследования стал запрет на применение микроволновых печей в СССР.

Принцип работы микроволновой печи

Нагрев в печи основан на принципе так называемого “дипольного сдвига”. Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в продуктах, содержащих полярные молекулы, то есть такие, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом – отрицательный.

Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их вдоль силовых линий поля, что и называется дипольным моментом. А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Электромагнитное поле в микроволновой печи меняет полярность миллионы раз в секунду! Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале (Е=3/2*kT), значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг — это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.

Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, то частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже.

Итак, каждая микроволновая печь содержит магнетрон, который преобразует электрическую энергию в сверхвысокочастотное электрическое поле частотой 2450 МГц, которое и взаимодействует с молекулами воды в пище. Микроволны “бомбят” молекулы воды в продукте, заставляя их вращаться с частотой миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду.

Плюсы и минусы микроволновых печей

Во многих семьях используют микроволновой печи, так как она имеет неоспоримые преимущества по сравнению с газовой или электрической плитой:

С ее помощью можно не только приготовить или разогреть пищу (даже ту, которую нельзя перемешивать), в ней могут иметься также функции гриль, разморозка, выпечка и др.;
Быстрота разогрева, размораживания, приготовления пищи, и, как следствие, экономия времени;
Она гораздо меньше по размерам;
Простота в использовании;
Внешняя безопасность при использовании детьми, в отличие от открытого огня.

Влияние электромагнитного поля нельзя характеризовать как однозначно негативное – электромагнитное излучение используется в физиотерапии для лечения многих заболеваний: оно способно ускорять заживление тканей и оказывать противовоспалительный эффект. Как именно влияет на нас электромагнитное поле от обычных бытовых приборов, и насколько оно вредно для здорового человека – вопрос спорный, поэтому разумно по возможности экранировать источники электромагнитного излучения и стараться свести к минимуму его воздействие.

Из изученного нами материала мы выделили четыре фактора, свидетельствующих о том, что вред микроволновки имеет место быть.

Во-первых, это сами электромагнитные излучения.

Электромагнитные излучения нельзя увидеть, услышать или явственно почувствовать. Но оно существует и действует на организм человека. Точно механизм воздействия электромагнитного изучения еще не изучен. Влияние этого излучения проявляется не сразу, а по мере накопления, поэтому бывает сложно отнести то или иное заболевание, внезапно возникшее у человека, на счет приборов, с которыми он контактировал.

В нашей стране исследования влияния электромагнитных полей на человека и животных ведутся больше 50 лет. Проведя сотни экспериментов, российские ученые установили, что более всего подвержены влиянию растущие ткани, эмбрионы.

Выяснилось, что электромагнитные поля также влияют на нервную и мышечную ткани, могут провоцировать неврологические нарушения и бессонницу, а также сбои в работе желудочно-кишечного тракта. Они меняют и частоту сердечных сокращений, и артериальное давление.

Кроме того, нельзя забывать и о температуре. Конечно, это касается длительного отрезка времени и постоянного использования микроволновки. СВЧ излучение непосредственно нагревает организм. Ток крови уменьшает нагревание (это относится к органам, богатым кровеносными сосудами). Но есть органы, например хрусталик, не содержащие кровеносных сосудов. Поэтому волны СВЧ, то есть значительное тепловое воздействие, приводят к помутнению хрусталика и его разрушению. Эти изменения необратимы.

Во-вторых, СВЧ излучения приводят к ослаблению клеток нашего организма.

В генной инженерии существует такой способ: чтобы проникнуть в клетку, ее слегка облучают электромагнитными волнами и этим ослабляют клеточные мембраны. Так как клетки практически сломаны, то клеточные мембраны не могут предохранить клетку от проникновения вирусов, грибков и других микроорганизмов, также подавляется естественный механизм самовосстановления.

В-третьих, это влияние СВЧ излучения на пищу.

Молекулярное трение наносит значительный ущерб молекулам пищи, разрывая или деформируя их. Проще говоря, микроволновая печь вызывает распад и изменения молекулярной структуры продуктов питания в процессе излучения, что приводит к изменению их вкусовых качеств и вредит здоровью человека.

Результаты российского исследования описывают, какие именно происходят изменения в пище после микроволнового воздействия. Вот некоторые из них:

Мясо, приготовленное в микроволновой печи, содержит Nitroso-dienthanolamines, хорошо известный канцероген;
Некоторые аминокислоты в молоке и хлопьях превращались в канцерогены;
Размораживание замороженных фруктов в микроволновых печах превращает их глюкозиды и галактозиды в частицы, содержащие канцерогенные элементы;
Даже очень короткое облучение в микроволновой печи сырых овощей превращает их алкалоиды в канцерогены;
Канцерогенные свободные радикалы формируются в растениях в микроволновой печи, особенно в корнеплодах;

Канцерогены – это частицы, которые приводят к образованию раковых клеток.

Уменьшается ценность пищи от 60% до 90%: исчезает биологическая активность витамина В (complex), витаминов С и Е, также во многих минералах.

Проведенное краткосрочное исследование показало, что у людей, употреблявших приготовленные в микроволновой печи молоко и овощи, изменился состав крови, понизился гемоглобин и повысился холестерин, тогда как у людей, употреблявших ту же пищу, но приготовленную традиционным способом, состояние организма не менялось.

Исследователи Венского университета установили, что при нагревании микроволнами нарушается атомный порядок аминокислот. По мнению исследователей, это вызывает обеспокоенность, потому что эти аминокислоты встраиваются в протеины, которые они затем структурно, функционально и иммунологически изменяют. Таким образом, протеины – основы жизни – меняются в пище микроволнами.

В-четвертых, микроволновая печь создает новые соединения, не существующие в природе, называемые радиолитическими. Радиолитические соединения создают молекулярную гниль – как прямое следствие радиации.

Но, современные микроволновые печи не смогут убить нас… завтра или через год… Ученые говорят о последствиях через 10-15 лет. Вред СВЧ излучения зависит от его интенсивности и времени воздействия.

Интересная закономерность: как только в печати появляется информация о негативном воздействии СВЧ печей, очень быстро обнаруживаются статьи, прямо или косвенно отрицающие негативное воздействие СВЧ радиации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Оценка качества воды из микроволновой печи

Антрополог A. Bohmert на одной из презентаций доложил о следующем открытии: были нагреты образцы воды, одни — в микроволновой печи, другие — обычным образом, а затем были оставлены остывать для последующего применения. Образцы воды использовались для приготовления семян к проращиванию. Зерна, контактировавшие с водой, разогретой в микроволновой печи, были единственными, которые не проросли. Мы решили поставить подобные эксперименты.

Способ исследования:
Мы взяли простую воду и разделили ее на две части. Одну часть довели до кипения в кастрюле на газовой плите, а вторую часть довели до кипения в микроволновке (СВЧ). После охлаждения использовали воду
- для полива двух одинаковых растений, чтобы посмотреть, будет ли какое-то изменение с растениями, политыми нормально кипяченой водой и водой, кипяченой в СВЧ-печи;
- для проращивания семян перца и проверки их всхожести.

Мы предполагали, что структура воды или ее энергия может быть изменена излучением микроволновой печи.

Опыт 1

Мы взяли два отростка комнатного цветка хлорофитум. Поместили их в стаканчики с водой, вскипяченной в микроволновке и на газовой плите.

Отростки дали корни. Как видно на фотографии, число корешков и их длина различна. Но это могло зависеть не только от свойств воды. Нам не удалось найти два абсолютно одинаковых отводка.
Цветы посадили в одинаковую землю в одинаковых горшках, поставили рядом на подоконник, где света и тепла они получали одинаковыми порциями и стали поливать разной водой.
Цветы в обоих горшках хорошо прижились, у них выросли новые листочки.

Через месяц мы сосчитали их количество и измерили длину. Получили следующий результат:

- у каждого цветка выросло по три новых листочка,
- у цветка, который поливали водой, вскипяченной на газу, длина новых листочков составила 10см, 16 см и 20 см,
- у цветка, который поливали водой вскипяченной в микроволновой печи, длина новых листочков была 10см, 21см и 26 см.

Вывод: в результате проведенного нами исследования мы увидели, что оба цветка оставались зелеными, хорошо развивались. Но растение, которое поливали водой вскипяченной на газу, немного отставало в росте от растения, которое поливали водой, вскипяченной в микроволновой печи.

Опыт 2

Взяли 30 семян болгарского перца. Одну половину семян замочили в воде, вскипяченной в микроволновке, а вторую половину в обычной воде. Все семена дали росточки. Но ростки у семян, замоченных в воде, вскипяченной в микроволновой печи, немного длиннее, хотя их кончики кажутся более темными на цвет.

Вывод: вода из микроволновой печи не дала негативного воздействия на проращиваемые семена.

Опыт 3

Семена (по 6 штук) мы посадили в пластиковые стаканчики примерно на одинаковую глубину в одинаковую землю и полили разной водой: вскипяченной на газу и вскипяченной в микроволновой печи. Все семена взошли через 5-6 дней.

Вывод: Вода, вскипяченная в СВЧ-печи, и вода, вскипяченная на газу, на всхожесть семян оказала одинаковое воздействие.

Общий вывод: если и изменилась структура воды или ее энергия под действием излучения микроволновой печи, то на проращивание семян и рост растений это не повлияло.

Оценка герметичности микроволновой печи

Электромагнитные микроволны приносят, по мнению ученых, большой вред здоровью человека. Мы должны быть уверены в герметичности наших микроволновых печей.
Способ исследования герметичности микроволновой печи прост. Мы взяли сотовый телефон и положили его в выключенную (!!!) микроволновку. Дверцу печи закрыли. С другого телефона позвонили на номер телефона, лежащего в печи.
Если печь герметична, то сигнал внутрь печи не пройдет. И в трубке наружного телефона мы услышим: “Абонент недоступен!”. Если герметизация печи нарушена, то мы услышим звонок телефона внутри нее.

Мы проверили 16 микроволновок наших друзей и знакомых. 4 из них оказались негерметичными. Срок работы этих печей более 10-15 лет.

Вывод: надо выполнять все инструкции по работе с микроволновой печью и следить за сроком ее эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе своего исследования на основе систематизации и обобщения теоретического материала мы поставили и решили ряд задач:
- познакомились с устройством и принципом работы СВЧ-печи;
- собрали и проанализировали имеющуюся информацию по проблеме исследования;
- с помощью исследований попытались определить, есть ли вред от СВЧ-печи.

В своей работе мы не ответили конкретно на вопрос: “Вредна или полезна микроволновая печь?” Ведь даже ученые еще не пришли к единому мнению и продолжают изучать ее влияние на здоровье человека. Любой бытовой прибор может приносить пользу, а может нанести вред. Но мы можем дать следующие рекомендации:

1. Внимательно читайте инструкцию, следуйте рекомендациям производителя.
2. Соблюдайте меры предосторожности при использовании микроволновой печи.
3. Во время работы микроволновой печи не находитесь от нее ближе, чем на расстоянии вытянутой руки.
4. Пользуйтесь микроволновой печью как можно реже.
5. Меняйте печь после истечения срока эксплуатации.
6. Не кормите грудных детей пищей, разогретой в микроволновой печи.
7. Не кладите в печку предметы, не предназначенные для разогрева в ней.
8. Размораживать продукты в СВЧ-печи нужно на самой низкой мощности, иначе продукты останутся внутри замерзшими, а снаружи начнут готовиться.

Мы думаем, что наша работа может быть полезной всем пользователям микроволновой печи. Они должны знать преимущества и недостатки использования современной техники. В заключение хочется сказать, что мы должны помнить, что наше здоровье зависит только от нас. И выбор остается за нами.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРА


1. Китайгородский А.И. Физика для всех. Электроны – 2-е изд. перераб. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982.
2. http://www.pravda-tv.ru/2013/11/19/30071/vred-i-pol-za-mikrovolnovoj-pechi
3. http://gamma7.m-l-m.info/zashhita-ot-elektromagnitnogo-izlucheniya/vliyanie-elektromagnitnogo-izlucheniya-na-cheloveka/svch/
4. http://www.winalite-web.ru/ru/18/45/3.html
5. http://coroma.ru/stati/kogda-vypushhena-pervaja-mikrovolnovaja-pech.htm
6. http://konstryktorov.net/izobreteniya/istoriya-sozdaniya-pechi-svch-mikrovolnovki/
7. https://ru.wikipedia.org/wiki/
8. http://irvispress.ru/catalog/malaja-bytovaja-tehnika/mikrovolnovye-pechi/mikrovolny-v-lartse/


Работу выполнили:
Девяткин Максим и Прокудин Дмитрий,
ученики 10 класса

Руководитель: Шерстобитова О.В.,
учитель физики

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Затонская средняя школа

принцип работы, устройство, интересные факты

Микроволновая печь, или микроволновка, является почти непременным атрибутом любой российской кухни. Почему этот бытовой прибор настолько распространен? Дело в его быстроте - время разогрева в микроволновой печи измеряется в секундах, тогда как на плите это займет куда больше времени. Удобство тоже играет немаловажную роль - микроволновка невелика по размерам и поместится даже в самой маленькой "хрущевке". А если плиты нет и нет возможности ее поставить? Микроволновка во многом может ее заменить!

Как микроволновка появилась на свет

"Отцом" микроволновой печи по праву считается американский физик Перси Спенсер. Он разрабатывал излучатели сверхвысоких частот, и во время своих экспериментов обратил внимание, что органика под воздействием СВЧ разогревается. Как именно это произошло, история умалчивает, однако есть две наиболее распространенные версии: по одной из них, он по рассеянности забыл на включенном приборе бутерброд, а когда вспомнил о нем, он уже был сильно разогрет. Вторая версия утверждает, что Спенсер носил в кармане шоколадку, которая закономерно растаяла под влиянием сверхвысоких частот.

Использование в быту

Так или иначе, обнаружив "продовольственные" свойства СВЧ-излучения в 1942 году, уже в 45 физик получил на свое изобретение патент. А уже через два года, в 1947-м, американские военные разогревали в микроволновой печи свои завтраки, обеды и ужины. Что бы ни делала микроволновка, принцип работы ее механизма военных не волновал - главное, что она давала быстрый результат. Правда, микроволновка в 40-е была еще "не та" - вес прибора превышал 300 килограмм!

Далее за дело принялась фирма Sharp - уже в 62-м она выпустила "в народ" первую модель потребительской микроволновой печи. Особенного всплеска интереса она не вызвала, потому что покупателей отпугивало использование СВЧ-излучения. В дальнейшем этой же компанией была изобретена "вращающаяся тарелка", а в 79-м - система электронного управления.

Из чего состоит СВЧ-печь?

Микроволновая печь состоит из нескольких обязательных деталей:

  1. Трансформатор.
  2. Магнетрон в микроволновке - собственно, излучатель сверхвысоких частот.
  3. Волновод, за счет которого происходит передача излучения к изолированной камере.
  4. Металлизированная камера - место, где и разогреваются продукты.

Дополнительными элементами микроволновки являются: вращающаяся подставка для более равномерного разогревания пищи, электроника для управления различными режимами, таймером, вентилятор.

Каким образом микроволновка греет пищу?

Несмотря на кажущуюся "магию", которой обладает микроволновка, принцип работы абсолютно научен и логичен. Практически в любой пище содержится молекулы воды и других элементов, имеющих как положительный, так и отрицательный заряд. При отсутствии магнитного поля заряды в молекулах располагаются произвольно, хаотически. Сильное же магнитное поле мгновенно организует электрические заряды - они становятся направлены строго в соответствии с ходом линий магнитного поля.

Особенность СВЧ-излучения в том, что оно "переворачивает" дипольные молекулы не просто быстро, а невообразимо - почти 5 миллиардов раз в секунду! Молекулы перемещаются в соответствии со сменой магнитного поля, а высочайшая скорость "переключения" буквально создает эффект трения. Именно благодаря этому продукты в микроволновой печи разогреваются за несколько секунд.

Типы микроволновых печей

Какие же бывают микроволновки и чем они между собой различаются:

  1. Соло-печь, или микроволновка обыкновенная. Относится к самым бюджетным моделям и предназначена только для размораживания и подогрева пищи. Как правило, такие СВЧ-печи имеют механическое управление и довольно надежны, поскольку ломаться особо нечему.
  2. СВЧ с грилем и конвекцией. Эти функции микроволновки идут как вместе, так и порознь. Гриль представляет собой дополнительный нагревательный элемент, который расположен чаще всего под потолком камеры, и вращающийся вертел. Конвекция - это циркуляция горячего воздуха внутри камеры, что обеспечивает дополнительный и более равномерный разогрев пищи. Такие микроволновки, как правило, относятся к средней ценовой категории и работают как на механическом, так и на электронном управлении.
  3. Многофункциональные СВЧ-печи. Множество режимов, само собой, конвекция и гриль, функция пароварки, а также еще целый набор кулинарных решений для вашей кухни. Разумеется, такие серьезные бытовые приборы относятся к категории дорогих и управляются с помощью сложной электроники.

Несмотря на отличие в деталях, СВЧ-печь за 20 долларов и за 200 - это все та же микроволновка. Принцип работы тот же.

Чем еще отличаются друг от друга микроволновки?

  1. Объемом. Бытовые СВЧ-печи друг с другом разнятся, но не слишком сильно. А вот промышленные микроволновки совсем другие - в них можно разогревать сразу несколько десятков порций.
  2. Тип гриля. Он может быть керамическим, кварцевым или тэновым. При одинаковой смысловой нагрузке различаются между собой деталями: например, кварцевый гриль разогревает равномерней и тратит меньше электричества, но тэновый может работать интенсивнее, а также его проще отмывать.
  3. Способ покрытия внутренних стенок. Их тоже несколько - покраска под эмаль, прочная эмаль и специальные покрытия (биокерамика и антибактериальное). Покраска - самое дешевое и недолговечное, эмаль уже получше, хотя длительное и интенсивное использование также приводит его в негодность. Специальные покрытия можно назвать вечными. К недостаткам относятся высокая цена и хрупкость по отношению к ударным нагрузкам. И да, есть еще нержавейка - отличный вариант для тех, кто не готов слишком сильно раскошеливаться ради микроволновки. Прочное, надежное, прекрасно выглядящее покрытие с легкостью выдерживает длительные и интенсивные нагревания. К недостаткам нержавейки следует отнести сложности в отмывании - несколько чисток абразивными средствами создают на ее поверхности сеточку микроцарапин, в которые пригоревший жир "вцепляется" всеми своими молекулами.
  4. Виды управления. Их всего три - механика, кнопки, сенсорная панель. Механика дешева, проста в использовании, надежна, недостаток - точность выставления времени. Кнопки чуть чаще ломаются, но зато время можно выставить секунда в секунду. К недостаткам можно отнести скапливающуюся на элементах управления грязь, что требует дополнительного времени для оттирания. Сенсор - красиво, стильно, грязь не скапливается, можно программировать процесс приготовления еды. Недостатки - ломается чаще других, стоит ощутимо дороже. Ремонт микроволновок, особенно дорогих, услуга недешевая, поэтому стоит подумать: а стоит ли брать с сенсором?
  5. Режимы работы СВЧ-печи. Их может быть от 3-4 в дешевых моделях, до 10-12 в самых дорогих. Из основных режимов можно выделить следующие: полный режим - жарка мяса, запекание овощей. Средне-высокий, 3/4 мощности - быстрое разогревание нетребовательных продуктов. Средний - варка супов, приготовление рыбы. Средне-низкий, 1/4 мощности - разморозка продуктов, "мягкий" разогрев продуктов. Самый малый, около 10% мощности, предназначен для размораживания "капризных" продуктов вроде томатов, и поддержания в теплом виде уже горячих продуктов.

Допфункции СВЧ-печей

Одной из самых интересных дополнительных функций для микроволновой печи является подача горячего пара. Это дополнение не дает продуктам пересыхать, а также они готовятся значительно быстрее. Сюда же можно добавить проветривание камеры - несмотря на кажущуюся незначительность, для многих хозяек эта функция стала спасительной - теперь у них овощи не пахнут рыбой, а рыба - яблоками.

Разделители камеры. Различные решетки позволяют готовить несколько порций одновременно. К недостаткам этой функции можно отнести отсутствие вращение, что делает разогрев пищи менее равномерным.

"Крисп" - специальная тарелка для микроволновки, позволяет готовить в ней так же, как на сковородке. Изготовленная из жаропрочного сплава, она "держит" температуру до 200 градусов.

Слюда. Зачем слюда в микроволновке? Она оберегает волновод от различных загрязнений, и увеличивает срок службы прибора.

Функция двойного излучения. Как работает такая микроволновка? Устройство и принцип работы такой СВЧ-печи отличаются только наличием двух источников высокочастотного излучения. Это позволяет добиться более качественного и равномерного прогревания пищи.

Встроенная кулинарная книга. Недешевая функция, но для тех, кто любит вкусно поесть, не тратя на это больших временных и интеллектуальных затрат, это самое оно.

Необходимые правила безопасности при использовании СВЧ-печи

Довольно часто обывателей волнует вопрос о том, не опасна ли для здоровья микроволновка. Принцип работы ее, конечно, основан на СВЧ-излучении. Но бояться этого не нужно.

Полностью исправная микроволновая печь представляет не большую опасность для потребителя, чем компьютер или телевизор. Вопреки стойким мифам, излучение от микроволновки не является радиоактивным или канцерогенным, и микроволновка после пары месяцев работы не начинает "фонить".

СВЧ-излучение в действительно может нанести серьезный ожог, но чтобы добиться этого от своей домашней микроволновки, придется попотеть - даже самые дешевые модели оснащаются многоуровневой защитой. И, например, засунуть руку во включенный прибор не получится - автоматика сразу же отключит питание.

Какую посуду стоит использовать в своей микроволновой печи

Лучше всего, если тарелка для микроволновки, которую вы собираетесь использовать в СВЧ-печи, будет специализированной, с соответствующей маркировкой. К ней относятся, например, наборы посуды из жаропрочного стекла. Если же у вас под рукой нет такой, то обратите внимание на следующие рекомендации:

  1. Стекло. Отличный материал для микроволновки, если он не слишком тонкий, и отсутствуют трещины и сколы.
  2. Фарфор и фаянс. Подходящие материалы, в том случае, если они полностью покрыты глазурью и не покрашены металлизированной краской. Опять же, фарфоровая или фаянсовая посуда не должна иметь механических повреждений.
  3. Бумага. Подходящий материал, но с допущениями - бумага должна быть плотной, не окрашенной, и лучше не использовать ее в течение долгого времени.
  4. Пластик. Да, но только специализированный. Сегодня многие фирмы выпускают целые линейки пластиковых контейнеров для разогрева в микроволновых печах. Идеальный вариант для офисного работника, который не хочет разоряться на бизнес-ланчи и походы в кафе.

Самая неподходящая тарелка для микроволновки - металлическая. От высокочастотного излучения она начинает искрить, а это вскоре отправит вас искать заведение, где осуществляют ремонт микроволновок.

Как ухаживать?

В этом вам поможет инструкция к микроволновке. В ней указано, какими специальными моющими средствами ее следует чистить. Недостатка в них нет, а покупать их стоит сразу, с микроволновкой. Не стоит затягивать с уборкой - многократно нагретый и спрессованный жир на стенках камеры вам придется мучительно долго оттирать, проклиная все на свете, а ежедневная уборка будет сводиться к нескольким легким движениям тряпкой. Если вы все же добились образования "древних отложений", то перед мытьем поставьте в печь стакан воды на минуту и включите максимальный режим. Жир и грязь набрякнут и отмоются в разы легче.

Немного юмора...

Одна дама в США выиграла судебное дело после того как "посушила" в микроволновой печи свою кошку. В исковом заявлении она указала, что не знала о том, что "нельзя сушить кошек в микроволновке".

Несмотря на общеизвестный факт о том, что сырые куриные яйца в микроволновке взрываются, энтузиасты по всему миру стараются придумать способ обойти эту проблему - проколоть дырку в скорлупе, завернуть в специальную пленку. Но, несмотря на все их усилия, яйца все равно взрываются.

Недавно взорвало интернет фейковое сообщение о том, что новую модель айфона можно подзарядить от микроволновки. Неизвестно, сколько владельцев смартфонов повелось на этот розыгрыш, но десятки фото с раскуроченными айфонами говорят сами за себя.

Принцип работы барьерного реле уровня СВЧ

Бесконтактный датчик уровня сыпучих продуктов

Во многих случаях, когда контактные методы ограничены, микроволновые барьеры являются подходящим решением.

Они предотвращают заклинивание, указывают уровни точек, решают задачи позиционирования и подсчета, обеспечивают бесконтактное измерение и, таким образом, не подвержены износу.

Типичными продуктами, подлежащими измерению, являются древесная щепа, бумажная и картонная стружка, известь, галька, песок или даже мешки и целые коробки.

Микроволновый барьерный выключатель

определяет верхний и нижний пределы силоса, бункера и т. Д. СВЧ-система обеспечивает бесконтактное обнаружение и простое обслуживание.

Кроме того, можно легко выбрать монтажные позиции, поскольку обнаружение работает, когда скопление материала блокирует прямую линию между передатчиком и приемником.

Принцип

Микроволны могут проходить через стены, сделанные из изоляторов с низкой диэлектрической проницаемостью, таких как пластмассы, стекло, гнутый кирпич, дерево и керамика.

Переключатель микроволнового барьера может обнаруживать присутствие или отсутствие материалов внутри контейнеров, сделанных из материалов с низкой диэлектрической проницаемостью, без какого-либо контакта с самими материалами внутри.

Поглощение микроволн используется для контроля предельных значений в микроволновых барьерах. Излучатель и приемник СВЧ образуют радиационный барьер. Узкий луч проходит через резервуар на контролируемом уровне.

Как только среда попадает в зону излучения, микроволновый сигнал затухает, так что только небольшая часть достигает приемника.Это распознается и используется для запуска сигнала переключения.

Это в принципе верно:

Высокая плотность = высокое демпфирование

Низкая плотность = низкое демпфирование

Преимущества

  • Регулируемая чувствительность
  • Скрытый монтаж, бесконтактное измерение
  • Отсутствие износа или технического обслуживания, длительный срок службы
  • Простота установки и ввода в эксплуатацию

Заявки:

Статья Источник: matsushima-m-tech

Принцип работы микроволновой печи - обзоры устройств

Как известно, использование микроволн для приготовления пищи было изобретено Перси Лебароном Спенсером в 1945 году.Уже в 1947 году была создана первая микроволновая печь, которая весила более 660 фунтов. Но во второй половине 20 века специалисты неоднократно обсуждали безопасность приготовления в микроволновой печи, что, конечно же, ограничивало распространение этих устройств. Ограничивающим фактором в тот период была и невозможность использования традиционной металлической посуды.

Но сегодня эти две проблемы полностью решены. Компании предлагают огромный ассортимент специальной пластиковой и стеклянной посуды для СВЧ по доступной цене, а многочисленные исследования неоднократно доказывали полную безопасность современных моделей.Кроме того, надежное дверное экранирование полностью исключает проникновение в помещение мощного микроволнового излучения.

Однако есть простой способ самостоятельно проверить качество дверной заслонки. Достаточно вставить в камеру мобильный телефон, закрыть дверь и набрать ее номер. Отсутствие связи будет убедительным доказательством надежности дверной заслонки. Тем не менее, знание принципа работы микроволновой печи может дополнительно снять подозрения о возможном вреде от ее использования.

Технические характеристики современных моделей варьируются в широком диапазоне, что влияет на их функциональность, цену и, соответственно, выбор оптимальной микроволновки.

Принцип действия

Как известно, микроволновая печь использует бесконтактный нагрев за счет преобразования электромагнитной энергии в тепло.

Традиционные методы приготовления предполагают подвод тепла к поверхности пищи. Дальнейшее тепло распределяется внутри за счет теплопроводности. Процесс разогрева пищи в микроволновой печи принципиально отличается.В этом случае тепло внутри пищи генерируется с помощью молекул воды.

Следовательно, скорость объемного нагрева микроволнами значительно выше.

Микроволновое излучение не вызывает химических изменений в пище и сохраняет от 75 до 98% содержащихся в пище витаминов. Для сравнения: обычная термообработка обеспечивает сохранность всего 35-60%.

Основные компоненты

Микроволновая печь содержит:

- рабочая камера с экранированной дверцей;

- трансформатор высоковольтный для питания магнетрона;

- схема включения и управления;

- магнетрон для генерации СВЧ-излучения;

- волновод для передачи излучения от магнетрона к камере.

Схема демонстрирует их традиционное размещение.

Вспомогательные элементы:

- поворотный стол увеличивает равномерность нагрева;

- цепь управления; p>

- вентилятор для охлаждения магнетрона и вентиляции камеры.

Процесс работы

СВЧ-генератор называется магнетроном и является основным элементом устройства. Специальный трансформатор - стабилизатор - самый дорогой элемент.

Обеспечивает питание магнетрона.Его номинальное рабочее напряжение на высоковольтной обмотке 2100-2300 В, номинальное напряжение первичной обмотки 3-3,2 В. Но его нет в современных инверторных СВЧ-печах, использующих иной принцип регулирования мощности магнетрона.

Отличительной чертой таких трансформаторов является высокая индуктивность рассеяния на обмотке высокого напряжения и особая конструкция магнитопровода с магнитными шунтами. Они обеспечивают стабильность высокого напряжения. Это значение изменяется всего на 1,2% при колебании напряжения питания на 10%.

Отдельные элементы магнитопровода свариваются друг с другом для обеспечения бесшумной работы трансформатора. Накопительный высоковольтный конденсатор емкостью от 0,8 до 1,2 мкФ рассчитан на работу при напряжении до 10 кВ.

Прямоугольный волновод используется в качестве линии для передачи энергии от магнетрона к эмиттеру. Излучатель обеспечивает ВЧ-мощность в рабочей камере. Конструкция эмиттера и волновода обеспечивает согласование рабочей камеры с магнетроном.Излучатель возбуждает в камере широкий спектр волн для обеспечения однородности нагрева.

Рабочая камера представляет собой полый прямоугольный резонатор. Размеры внутренних стенок намного больше длины волны. Электромагнитные волны многократно отражаются в камере от ее стенок и образуют многочисленные стоячие волны электромагнитного поля с узлами и пучками.

Пищевая термообработка

Напряженность электромагнитного поля в камере увеличена до уровня поглощения микроволновой энергии пищей.Точечный нагрев пищи пропорционален квадрату эффективного значения напряженности электрического поля в данной точке.

Инженеры обеспечивают оптимальное наложение стоячих волн для максимальной однородности нагрева пищи. Но, к сожалению, идеальная равномерность нагрева невозможна из-за значительных колебаний диэлектрических свойств и формы блюд и посуды. Поэтому эта проблема решается дополнительными методами.

К ним относятся:

- поворотный стол для пищевых продуктов;

- наложение оси вращения антенны на ось симметрии рабочей камеры;

- несимметричная форма диаграммы направленности;

- крыльчатка вращающаяся с металлическими лопастями, выполняющая функцию мешалки СВЧ потока;

- использование двух излучателей с разветвленным волноводом.

Дверца микроволновой печи

Дверца рабочей камеры является очень важной деталью, так как предотвращает распространение микроволновой энергии на кухне. Поэтому конструкция двери довольно сложная.

Дверца имеет высокочастотную дроссельную заслонку по всему периметру, которая снижает мощность микроволн до безопасного значения. Открытая щель дроссельной заслонки заполнена специальным пластиком, который эффективно поглощает микроволновую энергию.

Конструкция дверцы обеспечивает очень плотное прилегание к плоскости лицевой поверхности рабочей камеры.Установленные официальные требования допускают зазор не более 0,5 мм. В этом случае плотность потока энергии вне СВЧ печи не превышает допустимого уровня - 2,1 мВт / см.

Характеристики

Регулирование мощности обычно осуществляется изменением соотношения длительностей пауз и периодов генерации магнетрона. Отсутствие пауз соответствует максимальной мощности. Равенство длительности паузы и периодов генерации соответствует уровню мощности 50% и т. Д.Управление работой магнетрона осуществляется через первичную обмотку трансформатора.

У всех микроволновых печей есть общая черта. Они не предназначены для использования посуды с содержанием металлов из-за риска возникновения индукции тока. Индукционный ток сопровождается искренним и может вызвать дуговой разряд.

Панель управления современных моделей обеспечивает их программирование и отключение устройства при нарушении блокировки дверцы или при повышении температуры магнетрона, трансформатора или в рабочей камере.Органы управления включают электромеханические циферблаты, электронные кнопки и сенсорную панель.

Некоторые встроенные и комбинированные современные микроволновые печи поддерживают управление по Wi-Fi. В ролике демонстрируются возможности умной микроволновки с поддержкой Alexa.

Как работает СВЧ диод IMPATT »Примечания к электронике

Описание принципа работы микроволнового диода IMPATT: описание, теория; операция


Учебное пособие по диоду IMPATT Включает:
диод IMPATT Как работает диод IMPATT Структура диода IMPATT Диод TRAPATT БАРИТОВЫЙ диод

Другие диоды: Типы диодов


Структура IMPATT-диода очень похожа на стандартный диод Шоттки или PIN-диод, но если посмотреть, как работает IMPATT-диод, можно увидеть, что он сильно отличается.

В микроволновом диоде IMPATT используется комбинация лавинного пробоя и времени прохождения носителя заряда для создания области отрицательного сопротивления, которая позволяет ему действовать как генератор.

Поскольку характер лавинного пробоя очень зашумлен, и сигналы, создаваемые диодом IMPATT, имеют высокий уровень фазового шума.

Основы теории диодов IMPATT

IMPATT-диод имеет очень схожую вольт-амперную характеристику с любыми другими формами диодов с PN переходом. Он проводит в прямом направлении после достижения напряжения включения.В обратном направлении он блокирует ток, пока не будет достигнуто напряжение пробоя диода. В этой точке происходит лавинный пробой, и ток течет в обратном направлении.

ВАХ

диода IMPATT Для работы в качестве генератора СВЧ-сигналов диод IMPATT работает в условиях обратного смещения. Они настроены так, что происходит лавинный выход.

Пробой происходит в области, очень близкой к P + (т.е. сильно легированной области P). Электрическое поле в PN-переходе очень велико, потому что напряжение появляется в очень узком зазоре, создавая высокий градиент потенциала.В этих условиях любые перевозчики очень быстро разгоняются.

В результате они сталкиваются с кристаллической решеткой и освобождают другие носители. Эти недавно освобожденные носители аналогичным образом ускоряются и сталкиваются с кристаллической решеткой, освобождая больше носителей. Этот процесс приводит к так называемому лавинообразному разрушению, поскольку количество носителей очень быстро увеличивается. Для этого типа пробоя возникает только при приложении определенного напряжения к переходу. Ниже этого потенциала потенциал недостаточно ускоряет носители.

С точки зрения работы IMPATT-диод можно рассматривать как состоящий из двух областей, а именно области лавины или области инжекции и, во-вторых, области дрейфа.

Эти две области выполняют разные функции. Область лавины или инжекции создает носители, которые могут быть либо дырками электронов, а область дрейфа - это то место, где носители перемещаются через диод, занимая определенное время в зависимости от его толщины.

Движение носителей заряда внутри диода IMPATT

Работа диода IMPATT

После того, как носители сформированы, устройство использует отрицательное сопротивление для создания и поддержания колебаний.Эффект не возникает в устройстве при постоянном токе, но вместо этого здесь это эффект переменного тока, который вызывается разностью фаз, наблюдаемой на рабочей частоте. Когда подается сигнал переменного тока, обнаруживается, что пики тока сдвинуты по фазе на 180 ° по фазе с напряжением. Это происходит из-за двух задержек, которые происходят в устройстве: задержки впрыска и задержки времени прохождения, когда носители тока перемещаются или дрейфуют через устройство.

Осциллограммы напряжения и тока диода IMPATT

Напряжение, приложенное к диоду IMPATT, имеет среднее значение, когда оно находится на грани лавинного пробоя.Напряжение изменяется как синусоида, но генерация носителей не происходит синхронно с изменениями напряжения. Можно было ожидать, что это произойдет при пиковом напряжении. Это происходит потому, что генерация носителей является функцией не только электрического поля, но и количества уже существующих носителей.

С увеличением электрического поля увеличивается и количество носителей. Тогда даже после того, как поле достигнет своего пика, количество носителей все еще продолжает расти в результате количества уже существующих носителей.Это продолжается до тех пор, пока поле не упадет ниже критического значения, когда количество несущих начнет падать. В результате этого эффекта возникает фазовая задержка, так что ток примерно на 90 ° отстает от напряжения. Это известно как задержка фазы впрыска.

Когда электроны движутся через область N +, наблюдается внешний ток, и это происходит в пиках, что приводит к повторяющейся форме волны.

Диодные схемы IMPATT

Диоды

IMPATT обычно используются на частотах выше примерно 3 ГГц или более.Обнаружено, что когда настроенная схема подается вместе с напряжением, близким к напряжению пробоя, к IMPATT, возникают колебания.

По сравнению с другими устройствами, использующими отрицательное сопротивление и доступными для работы на этих частотах, IMPATT способен производить гораздо более высокие уровни мощности. Обычно можно получить десять или более ватт, в зависимости от устройства.

Типовая схема генератора на диоде IMPATT

Диод IMPATT питается от источника питания через токоограничивающий резистор.Значение этого ограничивает ток до требуемого значения. Ток пропускается через радиочастотный дроссель, чтобы изолировать постоянный ток от радиочастотного сигнала. Микроволновый диод IMPATT помещен поперек настроенной цепи. Обычно диод может быть установлен в резонаторе волновода, который обеспечивает необходимую настроенную схему. При подаче напряжения питания цепь будет колебаться.

Одним из основных недостатков IMPATT-диода при его работе является генерация высоких уровней фазовых шумов в результате лавинного механизма пробоя.Установлено, что устройства, основанные на технологии арсенида галлия, намного лучше, чем устройства, использующие кремний.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *