Как сделать микроволновку

Кто придумал это «чудо»?

Разобрав устройство микроволновки и как она работает, давайте сделаем небольшой исторический экскурс.

Хозяйки обязаны этому прибору американскому инженеру П. Б. Спенсеру. Именно он запатентовал в 1946 году свч печь. Считается, что открытие произошло случайно. Спенсер изготавливал оборудование для радаров. И в один прекрасный день, проводя эксперимент с магнетроном – расплавил в кармане шоколадку. Так было открыто уникальное свойство магнетрона – разогревать продукты.

Для обычных хозяек в Европе микроволновая печь стала доступна только в 1962 году. Тогда японская фирма Шарп стала выпускать бытовые микроволновки для разогрева пищи. В Советском Союзе в пользование простых хозяек она попала еще позже. Только в 1978 году данный прибор был пущен в массы. Тем не менее его могли себе позволить не все. Первые свч печи стоили около 350 рублей. Средняя же зарплата была всего 200 рублей.

Постепенно цены на эти изделия снижались. Конструкция прибора совершенствовалась. Появились микропроцессоры, которые позволяли выбирать разные режимы готовки. В печи стали не только разогревать продукты. Или использовать ее для их разморозки, но и готовить. Когда же микроволновки стали оснащать грилем – этот прибор стал еще более популярным. Последнее слово техники — печи с конвекцией. В такой микроволновке можно готовить самые сложные блюда. Благодаря конвекции прибор становится полноценной духовкой.

Устройство магнетрона и его применение

В большинстве видов микроволновой техники генератором сверхвысокочастотных колебаний является магнетрон. Устройства, похожие по своему принципу действия – клистроны и платинотроны, не получили настолько широкое распространение. Впервые магнетрон был применен в СВЧ-печах в 1960 году. Наиболее часто в технике используется многорезонаторный магнетрон, состоящий из нескольких компонентов:

1. Анод. Представляет собой медный цилиндр, разделенный на сектора с толстыми металлическими стенками. Эти объемные полости и являются резонаторами, создающими кольцевую систему колебаний. На анод подается напряжение порядка 4000 вольт.
2. Катод. Расположен в центральной части магнетрона и представляет собой цилиндр, внутри которого находится нить накаливания. В этой части устройства происходит эмиссия электронов. На подогреватель (нить накала) подается напряжение 3 вольта.
3. Кольцевые магниты. Электромагниты или постоянные магниты большой мощности, расположенные в торцевых частях прибора, необходимы для создания магнитного поля, направленного параллельно оси магнетрона. Движение электронов также осуществляется в этом направлении.
4. Проволочная петля. Она соединена с катодом, закреплена в резонаторе и выведена к антенне-излучателю. Петля служит для вывода сверхвысокочастотного излучения в волновод, после которого оно попадает прямо в камеру микроволновки.

Устройство магнетрона

Благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости магнетроны нашли применение во многих сферах, но наибольшее распространение они имеют:

В СВЧ-печах. Помимо быстрого приготовления и размораживания пищи в бытовых печах, магнетроны позволяют также выполнять производственные задачи. Промышленная микроволновая печь может осуществлять нагрев, сушку, плавление, обжиг и многое другое

При этом важно помнить, что микроволновку нельзя включать пустой, поскольку в этом случае излучение не будет ничем поглощаться и вернется обратно на волновод, что может привести к его поломке.
В радиолокации. Антенна радара, подключенная к волноводу, фактически является коническим облучателем и используется совместно с параболическим отражателем (тарелкой)

Магнетрон вырабатывает мощные короткие импульсы энергии с малой длиной волны, часть которой, отражаясь, снова поступает на антенну и далее на чувствительный приемник, обрабатывающий сигнал и выводящий его на экран.

Магнетроны в радиолокации

Возможные неисправности

Внутренняя схема магнетрона содержит множество деталей, и, если случается поломка, то причина может крыться именно в них. Случается так, что одна из частей пришла в негодность, но влияет на работу всей лампы. Следует понять, в чем причина неисправности, и решить проблему в домашних условиях. Как именно, мы расскажем далее.

• Металлический колпачок отвечает за сохранность вакуума внутри трубы.Зачастую он ломается, и требуется новая замена;
• Радиатор может прийти в негодность, если деталь перегорает;
• Нить накаливания в результате перегрева может оборваться. Для выявления такой неисправности нужен специальный прибор;
• Фильтр может также перестать нормально функционировать, следует проверять тестером. Исправный элемент будет показывать бесконечность, а сломанный – численное сопротивление;
• Изменение герметичности детали из-за перегрева;
• Нарушение работы высоковольтного диода;
• Неисправность конденсатора высокого напряжения;
• Разлом контактов предохранителя, основная задача которого не допускать перегрева.

Будет интересно Устройство и применение кенотрона

Микроволновка похожа на мобильный телефон

Поясню сразу: микроволновка сконструирована не для того, чтобы засовывать в нее голову. А вот телефон предназначен для работы прямо возле головы. Хотя излучает он гораздо больше, чем заэкранированная микроволновка. Сравним обычные режимы работы. Микроволновка гораздо мощнее мобильного телефона. Но, где микроволновка, а где Вы? Вряд ли, Вы находитесь ближе полуметра от микроволновки в процессе приготовления пищи? А вот, практически всегда, при разговоре по мобильному телефону он плотно прижат к уху. А так, по сути дела принцип работы микроволновки и мобильного телефона похож. Излучать электромагнитные волны сверхвысокой частоты.

Отличия небольшие: мобильный телефон имеет не только излучатель радиоволн, но и приемник. Кроме того, микроволновка излучает практически все волны внутрь себя и экранирована, чтобы не пустить излучение наружу. А мобильные телефон излучает все наружу, не защищая человека, который по нему разговаривает. Диапазон волн микроволновок во всем мире 2 450 МГц (2,45 ГГц) для бытовых устройств и 950 МГц для индустриальных микроволновых СВЧ-печей. Мобильные телефоны используют сравнимый диапазон частот: от 824 до 1990 МгЦ (0,8-1,99 ГГц) для стандартов GSM-850 / GSM-900 / GSM-1800 / GSM-1900 / CDMA2000.

Даже частота излучаемых радиоволн у обоих устройств практически одинакова. Самое главное, что мощность передатчика мобильного телефона ограничена 2 Вт. при стандартной мощности магнетрона микроволновой печи в 500-850 Вт. Но нужно учесть, что микроволновка сконструирована так, чтобы не пускать излучение вокруг себя, а излучает внутрь. Т.е. микроволновка лучше защищает человеческий организм, чем мобильный телефон, излучающий вокруг себя. И главное: расстояние от мобильного телефона до мозга всего 2-3 сантиметра при схожем механизме вредного воздействия! Все факты противостояния «микроволновка VS мобильник» будут приведены в нашей статье ниже.

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.

Электроны и микроволновые печи

Технические характеристики микроволновых печей различны, в основе лежит общее явление – поглощение энергии электромагнитной волны молекулами воды. Принцип работы микроволновой печи остается прежним. Говорят, что концепция отобрана Америкой у разгромленной фашистской Германии. Пару слов о работе микроволновой печи.

В физике принята двойственная корпускулярно-волновая теория, согласно которой электромагнитная волна ведет себя, как частица. С понижением частоты всплывают эффекты, характерные для морей и рек: сложение волн не количественно, а с учетом фазы, в результате интерференционная картина примет причудливый вид. Свет ведет себя часто подобно частицам. Квант – кусочек света.

Однажды в лаборатории ученые решили проверить: что такое кванты. Взяли специальную пушку, испускающую элементарные частицы. Последовательность опытов:

1. Из пушки начали обстреливать щель в листе непрозрачного материала, позади поставили чувствительный экран и начали регистрировать интенсивность. Получился отпечаток исходной щели, спроецировавший лучи пушки.

2. Поместили на удалении друг от друга две щели и стали обстреливать. В результате получилась интерференционная картина. Словно сложились две морские волны, прошедшие через щели волнолома. Максимумы и минимумы плотности потока, на картинке показанные светлыми и темными полосами.
3. Когда стали пытаться выяснить, через которую щель прошел фотон и поставили два телескопа, картина интерференции пропала.

Ученые выдвинули теории: частица проходит одновременно через обе щели, либо через единственную. В результате электрон словно ударяется сам о себя, образуя картину интерференции. Что касается волновой теории, известно нечто подобное. Стали говорить, что частица «знает» о наблюдении. Нам ближе теория комментатора видео на Ютуб, сказавшего, что телескоп забирает энергию фотона, потому нельзя продемонстрировать волновую картину. Экран не является аналогичным средством измерения, отсюда результат разный.

Магнетрон в микроволновой печи работает за счет упорядоченного (если корректно так говорить) движения электронов. Не видим противоречий в опыте, забавно, что ученые не хотят видеть дальнейших аналогий с волной. В магнетроне микроволновой печи процесс управляется иначе.

Работа микроволновки

Вне зависимости от природы частиц установлено, что в магнитном поле испущенные термокатодом электроны начинают двигаться по кругу. Чтобы создать равномерное распределение напряженности, используется два постоянных магнита по обе стороны шайбообразной рабочей камеры магнетрона.

Внутри царит вакуум, чтобы не создавать помех движению элементарных частиц. В результате придумали сделать нечто наподобие револьверного барабана, где каждая камера соединяется с центральным каналом узкой щелью. Недолго думая, ученые рассчитали размеры и создали резонатор для магнетрона микроволновой печи. В результате, гонимые электричеством и управляемые магнитом, электроны стали порождать колебания разного толка. Но выживала лишь частота резонатора магнетрона микроволновой печи, прочие быстро затухали.

Поданное на катод напряжение 3 кВ со схемной землей на аноде магнетрона микроволновой печи вызывает вращающиеся колебания заданной частоты в камерах. Съем сигнала происходит через специальный штырь в одной из множества. Добавим, что для облегчения электронам процесса покидания поверхности анода пользуются двумя уловками:

1. С умом выбирают материал катода: вольфрам и торий.
2. Подают напряжение подогрева (6,3 В 50 Гц) на нить накала.

Подобным образом работает магнетрон микроволновой печи. Заметьте, о природе электронов ничего в точности не известно, физики-теоретики до сих пор бьются над решением задачи, практики уже давно пользуются результатом.

Воздействие волн на пищу

Когда началось серийное производство

К cсерийному производству модели, о которой сказано выше, приступили в 1949 году. А через шесть лет первую бытовую микроволновку

, рассчитанную на широкие слои населения, создали в .

Годом серийного производства бытовых микроволновок считается 1962 год

. Оно было налажено японской компанией Sharp. К сожалению, новинка не стала популярной, поскольку потребитель встретил ее с недоверием.

В СССР к серийному производству микроволновых печей приступили в начале 80-х минувшего века. Их изготавливали на таких известных промышленных предприятиях, как ЗИЛ, ЮжМаш, а также тамбовский , машиностроительный завод имени В. И. Ленина в Днепропетровске.

С годами внешний вид микроволновки существенно изменился. Это стало компактное устройство, которое очень удобно в применении. А еще со временем она приобрела множество полезных функций

Где лучше установить микроволновую печь на кухне ↑

Правила размещения СВЧ-печи ↑

Существует несколько простых правил размещения микроволновой печи на кухне:

1. Вентиляционные зазоры для отведения горячего воздуха от корпуса должны быть не менее 15-ти сантиметров в ширину.
2. Установка прибора производится исключительно на ровную и устойчивую поверхность, никаких шатающихся или ненадежных подставок.
3. Расстояние от пола до СВЧ-печи должно превышать 90 см.
4. Чем меньше поблизости источников тепла (другой бытовой техники и батарей отопления), тем лучше.
5. Даже кратковременное закрытие мусором или кухонным полотенцем вентиляционных отверстий на корпусе недопустимо.
6. Под микроволновку нужно в обязательном порядке укладывать теплоизоляционную подкладку, которая будет принимать на себя тепловой удар.
7. Печь должна стоять на регулируемых ножках, непосредственного соприкосновения ее днища с поверхностью следует избегать.

Совет! В качестве теплоизолятора можно использовать лист фанеры или резину. Они обладают достаточными теплоизоляционными характеристиками и имеют плотную структуру, которая не продавится под весом электроприбора. От клеенки или скатерти в этом случае толку будет мало.

Установка СВЧ-печи на холодильник – это исключительный случай, когда иных вариантов просто нет

Высота размещения микроволновой печи не должна превышать полутора метра от пола, иначе открывать дверцу будет неудобно. Да и доставать посуду с горячей пищей, держа ее на вытянутой руке, рискованно. Ожог вместо вкусной еды вряд ли кого-то обрадует, а ставить рядом скамеечку или табурет – удовольствие сомнительное.

Совет! Если микроволновку пришлось поставить на холодильник, лучше всего ее использовать исключительно для разогрева блюд. Применение в этом случае техники в качестве духового шкафа стоит исключить.

Холодильная камера под СВЧ-печью должна быть низкой, высотою 90–120 см, иначе ежедневная эксплуатация прибора превратится в пытку. Вместо помощи и удобства домохозяйка в результате только усложнит себе жизнь. Да и вынимать горячие блюда из печки, когда она находится на уровне или выше головы, попросту опасно.

Крайне неудобное и небезопасное решение

Самые удачные варианты размещения ↑

Бытовые МП имеют небольшие размеры. Существуют модели с объемными внутренними камерами и габаритным корпусом, но они на отечественных кухнях встречаются редко. Это больше вариант для коммерческого использования. Для разогрева завтрака по-быстрому достаточно маленькой печи.

Наиболее удачные варианты размещения микроволновой печи на кухне

В малогабаритной кухне даже для небольшой микроволновки приходится искать такой уголок, чтобы использовать прибор было удобно, и чтобы он не занимал драгоценные сантиметры пространства.

Оптимальная высота размещения МП — на 7-8 см ниже плеча хозяйки, и не выше 130 см от пола

МП в кухне можно установить:

на кронштейнах или подвесной полке;

под варочной поверхностью вместо обычной электрической духовки, или купить духовой шкаф с микроволновым режимом;

Как правильно выбрать хорошую микроволновку для дома

Прежде, чем выбрать микроволновку, определитесь с местом размещения. Вся бытовая техника делится на 2 вида: отдельностоящая и встраиваемая. Как правило, СВЧ-печи устанавливают на кухонном разделочном столе, но иногда техника может быть строена в столешницу. Если вы – почитатель минимализма – подойдет второй вариант. В том случае, если вам больше по душе стационарная техника, определитесь с цветом и дизайном. Согласитесь, не очень удобно, когда даже самая функциональная и производительная модель совсем не вписывается в интерьер.

Впрочем, многие производители выпускают одну и ту же модель в различных цветах. Универсальный цвет – белый. Именно такой оттенок имеют многие микроволновки, представленные на рынке. Конечно, ассортимент на этом не ограничивается. Любите контрасты? Присмотритесь к СВЧ-печам в черном, красном или коричневом, и даже в желтом, оранжевом или зеленом цветах корпуса. Наряду с ними выпускаются устройства в более сдержанных тонах: серый, серебристый, бежевый. При выборе учитывайте дизайн и цветовую гамму окружающего пространства

И, конечно же, при выборе микроволновой печи обращайте внимание не только на дизайн, но и на технические характеристики

Объем камеры и габариты

Размеры и объем микроволновок могут быть разными. Как правило, стандартный вариант, который чаще всего встречается на рынке следующий:

• высота – в пределах 30–35 см;
• глубина от 40 до 45 см;
• ширина примерно полметра.

Размеры могут колебаться в зависимости от производителя и конкретной модели, но чаще всего находятся в пределах, указанных выше.

Что касается объема, здесь выбор нужно основывать, исходя из того, как часто вы будете готовить и для скольких человек. Если вы намерены готовить в микроволновой печи в маленьких объемах или вовсе планируете использовать технику лишь для разогрева или приготовления горячих бутербродов, достаточно небольшой микроволновки с объемом 13–19 литров. Для большой семьи подойдет печь на 23 л. А если вы намереваетесь не только греть продукты, но и использовать устройство в качестве альтернативы кухонной плиты (т. е. готовить первые блюда, варить крупы, запекать мясо, делать домашнюю выпечки и т. п.) – присмотритесь к СВЧ-печи, объемом 38 литров.

Материал внутренней поверхности

Камера СВЧ-печи может иметь стальную, эмалированную или биокерамическую поверхность. Последняя – разработка компании LG. Такое покрытие еще называют антибактериальным, оно является абсолютно гладким. Его преимущества – высокая прочность, простота чистки и ухода, устойчивость к царапинам, меньшее энергопотребление (за счет того, что такая поверхность сохраняет большее количество тепла, значит, КПД выше). Считается, что при приготовлении пищи в СВЧ-печи с биокерамическим покрытием сохраняется больше витаминов и других полезных веществ, чем если использовать микроволновку с другим видом покрытия. Из минусов отметим слишком высокую цену.

Главное достоинство покрытия из нержавеющей стали – способность выдерживать высокие температуры. Такое покрытие очень прочное и долговечное, устойчивое к механическим повреждениям, к тому же его можно чистить абразивными средствами. А вот эмалированное покрытие, несмотря на свою дешевизну, считается самым недолговечным. Благодаря активному использованию, такая эмаль может повредиться уже через несколько месяцев. Конечно, при соблюдении всех правил эксплуатации и рекомендаций к уходу эмалированное покрытие может прослужить долго.

Мощность

Скорость приготовления пищи и потребление электричества зависят от мощности волн. На современном рынке представлены микроволновые печи с мощностью от 450 до 1650 Вт. Но не думайте, что чем больше, тем лучше. Слишком большую мощность может не выдержать проводка квартиры, особенно если речь идет о старых домах. С этой целью не следует одновременно включать слишком мощные потребители: например, микроволновку, утюг и пылесос вместе с электрическим водонагревателем. Не всегда для приготовления нужно использовать максимальную мощность. Ее можно и нужно регулировать. Так, большая мощность (около 900 Вт) подойдет для быстрого разогрева и приготовления, мощность 550–700 Вт обеспечивает медленный разогрев (предусмотрен рецептурами приготовления некоторых блюд), а для разморозки подойдет мощность 150–300 Вт.