Het werkingsprincipe en de opname van de magnetron van de magnetron

Een magnetron is stevig ingeburgerd en is een van de onmisbare kenmerken van elk appartement geworden. Met dit huishoudelijke apparaat kunt u voedsel opwarmen of koken in een kwestie van minuten met behulp van onzichtbare straling.

Maar om erachter te komen waar deze straling vandaan komt en hoe veilig het is voor mensen, is het noodzakelijk om het apparaat en het werkingsprincipe te begrijpen van een magnetron, een generator van hoogfrequente golven.

magnetron

Wat zijn magnetrons en hoe verwarmen ze voedsel

Microgolfstraling wordt elektromagnetische straling met een golflengte van 1 mm tot 1 m genoemd. Dit type straling wordt niet alleen gebruikt voor huishoudelijke doeleinden, maar ook in navigatie- en radarsystemen en biedt daarnaast cellulaire communicatie en satelliettelevisie.

Microgolven kunnen zowel kunstmatig als natuurlijk worden gegenereerd (bijvoorbeeld op de zon). Een andere naam voor magnetrons is microgolfstraling of magnetron.

Alle soorten huishoudelijke magnetrons hebben een enkele stralingsfrequentie van 2450 MHz. Deze waarde is een internationale norm waaraan fabrikanten van huishoudelijke apparaten zich strikt moeten houden, zodat hun producten de werking van andere magnetrons niet storen.

Microgolfstraling

Het thermische effect van microgolfstraling werd ontdekt door de Amerikaanse fysicus Percy Spencer in 1942. Hij was het die patent had op het gebruik van een apparaat dat microgolven genereert om te koken, waarmee de basis wordt gelegd voor het gebruik van magnetrons in het dagelijks leven.

In de komende decennia werd deze technologie geperfectioneerd, waardoor snel een massaproductie van eenvoudige en goedkope apparaten kon worden gerealiseerd voedsel opwarming.

Om elk materiaal in een magnetron te verwarmen, is de aanwezigheid van dipoolmoleculen, dat wil zeggen moleculen met tegengestelde elektrische ladingen aan beide uiteinden, noodzakelijk.

In voedingsmiddelen is hun belangrijkste bron water. Onder invloed van microgolfstraling beginnen deze moleculen zich langs de krachtlijnen van het elektromagnetische veld uit te lijnen en veranderen hun richting ongeveer 5 miljard keer per seconde. De wrijving tussen hen gaat gepaard met de afgifte van warmte, die het voedsel verwarmt.

Microgolven kunnen echter niet dieper dan 2-3 cm van het oppervlak van het product doordringen, dus alles wat zich onder deze laag bevindt, warmt op vanwege de warmtegeleiding van de verwarmde gebieden.

Magnetron verwarming

Magnetronapparaat en de toepassing ervan

In de meeste soorten magnetronapparatuur is een magnetron een generator van microgolffrequenties. Apparaten die vergelijkbaar zijn in hun werkingsprincipe - klystrons en platinotrons, worden niet zo veel gebruikt. De magnetron werd voor het eerst gebruikt in magnetrons in 1960. De meest gebruikte techniek is een magnetron met meerdere holtes, bestaande uit verschillende componenten:

1. Anode. Het is een koperen cilinder, verdeeld in sectoren met dikke metalen wanden. Deze volumetrische holtes zijn de resonatoren die het ringoscillatiesysteem creëren. Een spanning van ongeveer 4000 volt wordt op de anode aangelegd.
2. Kathode.Het bevindt zich in het centrale deel van de magnetron en is een cilinder, waarin zich een gloeidraad bevindt. In dit deel van het apparaat vindt elektronenemissie plaats. Een spanning van 3 volt wordt aangelegd op de verwarmer (gloeidraad).
3. Ringmagneten. Elektromagneten of permanente magneten met hoog vermogen die zich in de einddelen van de inrichting bevinden, zijn noodzakelijk om een ​​magnetisch veld te creëren dat parallel aan de as van de magnetron is gericht. De beweging van elektronen wordt ook in deze richting uitgevoerd.
4. Draadlus Het is verbonden met de kathode, bevestigd in de resonator en uitgevoerd naar de antenne-zender. De lus wordt gebruikt om microgolfstraling uit te voeren in de golfgeleider, waarna deze rechtstreeks de microgolfkamer binnenkomt.

Magnetron apparaat

Vanwege de eenvoud van het ontwerp en de lage kosten, hebben magnetrons op veel gebieden toepassing gevonden, maar ze komen het meest voor:

• In magnetrons. Naast het snel koken en ontdooien van voedsel in huishoudelijke ovens, kunt u met magnetrons ook productietaken uitvoeren. Een industriële magnetron kan verwarmen, drogen, smelten, braden en meer. Het is belangrijk om te onthouden dat de magnetron niet leeg kan worden ingeschakeld, omdat in dit geval de straling door niets wordt geabsorbeerd en terugkeert naar de golfgeleider, wat kan leiden tot uitval.
• In radar. De radarantenne aangesloten op de golfgeleider is eigenlijk een conische voeding en wordt gebruikt in combinatie met een parabolische reflector (plaat). De magnetron genereert krachtige korte energiepulsen met een kleine golflengte, waarvan een deel, gereflecteerd, weer naar de antenne gaat en vervolgens naar de gevoelige ontvanger, die het signaal verwerkt en op het scherm weergeeft.

Magnetrons in radar

Het werkingsprincipe van de magnetron

De werking van de magnetron is gebaseerd op de omzetting van elektrische energie in elektromagnetische straling met ultrahoge frequentie, die de watermoleculen in voedsel aandrijft. Dipoolmoleculen, die constant van richting veranderen, produceren warmte, waardoor u producten snel kunt verwarmen, met behoud van hun gunstige eigenschappen. Het apparaat dat magnetrons genereert is een magnetron.

De magnetron is in feite een elektro-vacuümdiode, waarbij het fenomeen van thermionische emissie wordt toegepast. Dit fenomeen doet zich voor tijdens het verwarmen van het oppervlak van de zender of kathode. Onder invloed van hoge temperatuur hebben de meest actieve elektronen de neiging om het oppervlak te verlaten, maar dit zal alleen gebeuren wanneer spanning op de anode wordt aangelegd. In dit geval ontstaat een elektrisch veld en beginnen de elektronen naar de anode te bewegen, langs hun krachtlijnen. Als de elektronen zich in het magnetische veld bevinden, wijken hun banen af ​​in de richting van de krachtlijnen.

Vacuüm diode

De magnetronanode heeft de vorm van een cilinder met een systeem van holtes of resonatoren, waarin zich een kathode met een gloeidraad bevindt. Twee ringmagneten die zich langs de randen van de anode bevinden, creëren een magnetisch veld in de anode, waardoor de elektronen niet direct van de kathode naar de anode bewegen, maar hun pad veranderen, roterend rond de kathode. Nabij de resonatoren geven de elektronen hen een deel van hun energie, wat leidt tot de vorming van een krachtig microgolfveld in hun holten, dat naar buiten wordt gebracht met behulp van een draadlus die is verbonden met de zenderantenne.

Om de magnetron te activeren, is het noodzakelijk om een ​​hoge spanning in de orde van 3-4 duizend volt op de anode aan te leggen. Daarom is de magnetron via een hoogspanningstransformator verbonden met een huishoudelijke stroomvoorziening. Bovendien omvat het schakelcircuit van de magnetron een golfgeleider die straling doorgeeft in de kamer, een schakelcircuit, een regeleenheid, evenals beschermings- en koelelementen.Bovendien belemmeren de binnenwanden van de kamer en een dun metalen gaas op de deur van het apparaat de uitgang van straling daarachter.

Magnetron schakelcircuit

Hoe een magnetron het magnetronvermogen beïnvloedt

De meeste moderne fabrikanten van magnetrons bieden de mogelijkheid om de kracht van het apparaat te kiezen. Op hun beurt zijn de bedrijfsmodus (ontdooien of verwarmen) en de verwarmingssnelheid van voedsel afhankelijk van deze parameter. De ontwerpkenmerken van de magnetron laten echter niet toe het vermogen ervan te verminderen, om de intensiteit van de verwarming te verminderen, wordt er op bepaalde intervallen vermogen aan geleverd. Deze pauzes in de werking van de magnetron kunnen worden gezien als u de magnetron op gemiddeld vermogen inschakelt en naar het geluid van zijn werk luistert.

Nog niet zo lang geleden kondigden sommige fabrikanten van huishoudelijke apparaten de verschijning aan van een aantal modellen magnetrons met een omvormervoeding. De toepassing van dit schema stond niet alleen toe om de hoeveelheid bruikbare ruimte in de kamer te vergroten door de afmetingen van de zender te verminderen, maar ook om het stroomverbruik van het apparaat te verminderen. In tegenstelling tot conventionele modellen verandert de verwarmingstemperatuur in ovens van het invertertype soepel, maar hun kosten zijn veel hoger.

Magnetron koeling en bescherming

Tijdens het gebruik geeft de magnetron een grote hoeveelheid warmte af, zodat een radiator op zijn lichaam wordt geïnstalleerd. Omdat oververhitting de belangrijkste reden is voor het falen van de magnetron, worden ook andere methoden gebruikt om deze te beschermen:

1. Thermisch relais. Dit apparaat wordt gebruikt om de magnetron te beschermen, evenals de grill, indien beschikbaar in het model. De thermische zekering is uitgerust met een bimetaalplaat, die op een specifieke temperatuur kan worden ingesteld. Als deze waarde wordt overschreden, buigt en opent het stroomcircuit.
2. De fan. Het blaast de magnetronradiator niet alleen met koele lucht, maar voert ook een aantal andere nuttige functies uit, zoals het koelen van de elektronische componenten van het apparaat, het circuleren van de lucht in de kamer terwijl de grill werkt, en ook het verwijderen van hete stoom door speciale openingen.
3. Lock-systeem. Verschillende microschakelaars regelen de positie van de microgolfdeur, waardoor de magnetron niet wordt ingeschakeld wanneer deze open is.

Thermisch relais

Is het mogelijk om de magnetron te vervangen

Het belangrijkste voordeel van moderne magnetrons voor huishoudelijke magnetrons is hun uitwisselbaarheid. Magnetrons geproduceerd door andere bedrijven zijn geschikt voor verschillende modellen magnetrons, zodat ze indien nodig kunnen worden gewijzigd. In dit geval is de enige noodzakelijke vereiste de naleving van de stroomvoorziening. Je kunt in veel elektronicawinkels een magnetron kopen, maar om de juiste keuze te maken, moet je de parameters en labels begrijpen. Meestal worden de volgende magnetronmodellen in magnetrons geïnstalleerd:

• 2M 213 (600 watt nominaal vermogen en 700 watt onder belasting);
• 2M 214 (1000 W);
• 2M 246 (1150 W - het hoogste vermogen).

Zelfs na het bestuderen van alle noodzakelijke parameters van dit apparaat, wordt het niet aanbevolen om de magnetron thuis te vervangen. Ten eerste zal het vrij moeilijk zijn om het zelf te verwijderen, en ten tweede kan alleen een gekwalificeerde specialist zorgen voor een veilige werking na installatie.

Standaard magnetronconfiguratie

Diagnostiek van storingen en de redenen voor het optreden ervan

Het vervangen van een magnetron kan behoorlijk aanzienlijke financiële kosten vergen, dus voordat u een nieuw apparaat koopt, moet u een diagnose stellen van het oude om er zeker van te zijn dat het echt defect is. Testen kan thuis worden gedaan met behulp van een conventionele tester. Dit vereist:

1. Haal de stekker uit het stopcontact.
2. Verwijder de beschermkap en inspecteer het onderdeel visueel.
3. "Ring" de belangrijkste elementen van de printplaat met behulp van een tester of "multimeter".
4. Inspecteer het thermische relais.

diagnostiek

Aan het einde van de diagnose kunt u conclusies trekken over de storing van bepaalde onderdelen. De belangrijkste redenen voor het falen van de magnetron zijn de volgende:

• Defecte vacuümkap. U kunt het zelf vervangen door eenvoudig een soortgelijke dop van een andere magnetron op te pakken. De zittingen van deze doppen hebben een standaardconfiguratie.
• Kachelbreuk. bij de lege magnetron inschakelen of onjuist laden van de magnetron zal oververhit raken, wat kan leiden tot overmatig gloeidraad en breuk. Voor de diagnose is het noodzakelijk om de weerstand tussen de benen van de condensator te meten. Als de waarde tussen 5-7 Ohm ligt, werkt de kachel.
• Defect van de doorgangscondensator. Als de tester geen "oneindige" weerstandswaarde tussen zijn contacten vertoont, moet de condensator worden vervangen.