Микроволновые печи как выбрать. Правильное обращение с продуктами. Вред от микроволновой печи

Микроволновые печи настолько тесно вошли в нашу повседневную жизнь, что сегодня сложно представить квартиру или дом, на кухне которого не было бы этого полезного прибора. Функционал СВЧ печей позволяет выполнять широкий спектр работ, связанных с термической обработкой пищи: размораживание, подогрев и даже подготовка. Возможно, вы этого не знали, но с помощью них также можно производить дезинфекцию тряпок и губок, не содержащих в составе металла. В статье мы рассмотрим, как микроволновые печи устроены и, каков принцип их работы.

Как это нередко бывает с полезными и гениальными изобретениями человечества, польза СВЧ волн для бытового применения была обнаружена совершенно случайно. Это произошло в 1942 году в компании «Райтеон», где физик Перси Спенсер изучал свойства устройств со сверхвысокочастотным излучением.

Согласно одной из версий, ученый случайно положил бутерброд на установку и обнаружил спустя пару минут, что тот прогрелся по всей толщине. Другая версия говорит, что у Спенсера в кармане растаяла плитка шоколада и он, осчастливленный своим открытием, тут же побежал в магазин– спустя некоторое время ученый наблюдал, как СВЧ волны за пару секунд превращают купленную им свежую кукурузу в попкорн.

В 1945 году Перси Спенсер запатентовал технологию использования сверхвысокочастотных волн в пищевой отрасли и через два года первые устройства, аналогичные современным микроволновкам, появились в американских военных госпиталях и столовых. Стоит отдельно сказать, что эти агрегаты, в отличие от современных, действительно напоминали печи, поскольку весили около 340 кг.

В дальнейшем разработку и вывод СВЧ печей на рынок бытовой техники взяла на себя компания Sharp, именно ей принадлежат основные революционные достижения в этой отрасли:

• в 1962 году они выпустили в серийное производство первую бытовую микроволновку;
• в 1966 – стали оснащать печи вращающейся подставкой-столом;
• в 1979 – выпустили первое устройство с микропроцессорным управлением;
• в 1999 – создали первую модель микроволновой печи с возможностью выхода в Интернет.

Сегодня на рынке бытовой техники представлено огромное множество микроволновок с самым разным функционалом, однако все они просты, экономичны и безопасны для здоровья.

Как это работает?

Наверняка многих из нас хотя бы раз в жизни интересовало, на чем основан принцип работы микроволновой печи и как так получается, что продукты, помещенные в неё, довольно быстро прогреваются.

Дело в том, что продукты, используемые нами для приготовления еды, в различных пропорциях содержат воду, жир, минеральные компоненты, сахар. Все эти вещества содержат в своей структуре диполярные молекулы – это означает, что один из их концов положительно заряжен, а другой – отрицательно. В мясе, злаках, овощах и вообще любых продуктах питания содержится огромное количество таких молекул.

Вспомним физику – при отсутствии электрического поля диполярные молекулы находятся в беспорядочном положении. Как только вещество оказывается под воздействием электрического поля молекулы перестраиваются, и «укладываются» согласно направлению силовых линий: положительно заряженные концы – в сторону «плюсового» полюса, а отрицательные – к «минусовому». Соответственно, при изменении полярности электрического поля, молекулы начнут «разворачиваться» на 180˚. На данном явлении и основывается принцип работы микроволновой печи.

Итак, в среднем, рабочая частота микроволновой печи составляет 2,45 гигагерц. Это значит, что за одну секунду совершается 1 000 000 колебаний (переключений). За одно такое переключение полярность электрического поля внутри микроволновки меняется дважды – с «плюса» на «минус» и обратно. Простой математический расчет говорит нам, что за одну секунду электрическое поле, в которое мы помещаем еду, 4,9 миллиона раз меняет полярность. Именно поэтому эти устройства называют СВЧ печами – расшифровка аббревиатуры открывает слово «сверхвысокочастотные». Фактически мы заставляем молекулы вращаться с очень большой скоростью, в результате трения которых друг от друга и выделяется тепло. Под воздействие электрического поля попадают верхние 1-3 см вещества, от которых тепло распространяется вглубь. Именно поэтому для приготовления некоторых продуктов в микроволновой печи рекомендуется не включать ее «на полную», а выбрать среднюю мощность и увеличить продолжительность обработки.

Как устроена СВЧ печь?

Бытовая микроволновка состоит из следующих функциональных частей:

• металлическая камера с металлической дверцей, в которую помещаются продукты для разогрева;
• магнетрон – устройство, излучающее СВЧ волны;
• трансформатор для питания магнетрона;
• управляющие и коммутационные цепи;
• волновод, передающий излучение, созданное на магнетроне в камеру.

Кроме того, в конструкцию печи входят следующие компоненты, не влияющие на сам процесс разогрева, но служащие для улучшения работы устройства:

• вращающаяся подставка для равномерного воздействия волн;
• схема, обеспечивающая работу таймера;
• схема безопасности, блокирующая работу устройства в различных ситуациях (например, при открытии дверцы);
• вентилятор, необходимый для проветривания камены и охлаждения магнетрона.

Как работает магнетрон?

Магнетрон – это основное устройство микроволновой печи, который и излучает необходимые для разогрева СВЧ волны. Фактически он представляет собой высокочастотный электровакуумный диод с цилиндрическим анодом из меди. С внутренней стенки этот анод разделен на несколько секторов с медными стенками.

Катод, выполненный в виде стержня, составляет центр этой конструкции (ознакомьтесь с рисунком) Благодаря нити накала, размещенной внутри него, осуществляется эмиссия электронов. С торцевых сторон устройства располагаются мощные магниты кольцевой формы. С помощью магнитного поля, создаваемого ими внутри магнетрона, происходит генерация сверхвысокочастотного излучения.

Во время работы на анод подается напряжение величиной в 4 кВ, на нить – всего 3 В. Это провоцирует эмиссию электронов, подхватываемых высоконапряженным электрическим полем. Частота генерации магнетрона определяется величиной напряжения анода и геометрией резонаторных камер.

Для съема энергии используется специальная проволочная петля, идущая от катода на излучатель в виде антенны. От нее через волноотвод СВЧ волны попадают в основную камеру. Выходная мощность магнетронов, устанавливаемых в бытовых микроволновых печах, составляет, как правило, 800 ватт.

Для уменьшения интенсивности работы магнетрона схема управления включает его на небольшие временные промежутки, с паузами между ними. Так, например, для того, чтобы выходная мощность магнетрона составила 50% (400 Вт), необходимо осуществлять его поочередное включение и отключение через каждые 5 секунд. Такой принцип контроля называют широтно-импульсной модуляцией.

Работа магнетрона сопровождается выделением большого количества тепла, поэтому для предотвращения перегрева его оснащают пластинчатым радиатором, на который постоянно подается воздух от вентилятора.

Термопредохранитель

Температурная перегрузка (перегрев) является самой распространенной причиной выхода магнетронов из строя, поэтому на них устанавливают термопредохранители или термореле. Особую важность он имеет для СВЧ печей с функциями, предусматривающими длительную работу магнетрона, например, гриль.

Конкретное устройство подбирается исходя из номинальных температурных показателей, которые нанесены на их корпус.

Принцип их работы довольно прост:

• Термореле имеет алюминиевый корпус и устанавливается на месте, температуру которого необходимо контролировать, с помощью фланцевого соединения, обеспечивая непосредственный тепловой контакт.
• Биметаллическая пластина, расположенная внутри предохранителя, заранее настроена на срабатывание по заданной температуре.
• Как только устройство нагревается до указанного предела, пластинка изгибается и с помощью толкателя разрывает соединение на пластинах контактной группы, в результате чего прекращается питание СВЧ печи.
• По мере остывания устройства биметаллическая пластина принимает свою прежнюю форму, толкатель возвращается в начальное положение и контактная группа снова замыкается, подавая питание.

Важность вентилятора

Одной из важнейших частей любой СВЧ печи является встроенный вентилятор. Благодаря ему охлаждается не только магнетрон, но и вся остальная схема.

Использование одного только термореле для предотвращения перегрева компонентов микроволновки недостаточно. Во-первых, это приведет к постоянному срабатыванию термопредохранителя и включению-отключению магнетрона, что негативно скажется не только на нем, но и на других устройствах. Во-вторых, в некоторых микроволновках термореле просто не сможет справиться с нагревом – в приборах с функцией гриля без вентилятора никак не обойтись.

Во время работы микроволновой печи большое количество тепла выделяется не только компонентами, входящими в её конструкцию, но и разогреваемыми продуктами. А поскольку основной «целью» СВЧ волн является вода, разогрев сопровождается также выделением пара. Вентилятор позволяет избавиться от лишнего влажного воздуха, нагнетая в камеру свежий. Благодаря этому выделяющийся пар выходит через вентиляционные отверстия наружу.

В СВЧ печах с одним вентилятором, расположенным в задней части прибора, от него идут специальные воздуховоды, несущие свежий воздух сначала на магнетрон, а затем – внутрь камеры.

Система защиты

Мощное высокочастотное излучение магнетрона может нанести непоправимый урон человеческому (и не только) здоровью, поэтому особое внимание в современных моделях микроволновых печей уделяется предотвращению данной опасности.

Для защиты пользователя и других живых существ от вредного излучения камеры микроволновок изготавливают из экранированного металла. А поскольку сама камера также помещена в металлический корпус, фактически осуществляется двухуровневая изоляция СВЧ излучения.

Вы можете задать вполне резонный вопрос: а представляет ли опасность стеклянная дверца, через которую мы наблюдаем за готовностью блюда? Не является ли она «прорехой» в этой обороне? Будьте спокойны – стекло покрывается специальной мелкоячеистой металлической сеткой, отражающей испускаемое магнетроном излучение с частотой до 2,45 ГГц (с длиной волны до 122 мм) обратно в камеру.

Немаловажное значение имеет то, как плотно дверца закрывается и прилегает к корпусу. Зазор между её пазом и корпусом специально замеряется на заводе (он равен ¼ длины волны, например, 122/4=30,5мм) и должен сохраняться на протяжении всего срока эксплуатации. Это расстояние способствует образованию стоячей электромагнитной волны, которая не выходит за пределы устройства по той причине, что амплитудное значение в месте соприкосновения корпуса и дверцы равно нулю. Такая простая и эффективная схема организации защиты от излучения известна как СВЧ-дроссель.

Что происходит при открывании дверцы?

Бытует мнение, что при открывании дверцы микроволновки в момент работы на пользователя обрушивается опасное высокочастотно излучение, оказывающее большой вред на организм. В действительности это лишь миф – схема управления магнетроном включает в себя несколько переключателей, реагирующих на состояние дверцы. Их количество зависит от конкретной модели, но обычно их как минимум три. Один отвечает за отключение магнетрона в момент открывания дверцы, второй – за подсветку, а третий передает в микропроцессор информацию о том, в каком положении находится дверца. Работа этих переключателей организована так, что магнетрон может работать только при плотно закрытой дверце микроволновки.

Блок управления

Самую важную роль в работе любой микроволновки играет блок управления. Фактически он является мозгом печи, осуществляющим две базовые функции:

• поддерживает значение мощности на заданном уровне;
• завершает работу прибора по истечению заданного отрезка времени.

Схема блока управления старых моделей представляла собой конструкцию из двух переключателей, один из которых служил для установки таймера, а другой – для выбора интенсивности обработки. По мере развития технологий усовершенствовалась и «начинка» микроволновок – на смену электромеханическим блокам управления пришли электронные, которые на сегодняшний день уже вытеснены микропроцессорными. Их преимущество заключается не только в компактности, но и в более широком функционале, включающем:

• настройка мощности с помощью сенсорной или кнопочной клавиатуры;
• отображение текущей мощности на дисплее;
• встроенные часы;
• многочисленные предустановки для приготовления различных блюд и выполнения специфических задач (несколько режимов разморозки для продуктов разного типа);
• автоматические расчеты – к примеру, вы вводите лишь вес размораживаемого куска мяса, а печь сама подбирает для него мощность;
• большой выбор звуковых сигналов завершения рабочего цикла.

Для питания управляющей схемы используется отдельный блок питания. Для передачи сигналов и команд между блоком, клавиатурой, магнетроном, грилем, лампой и вентилятором служит релейный блок. Для подключения к схеме других компонентов (индикация, клавиатура), используются шлейфы.

Инверторная технология

Многие потребители при выборе микроволновой печи стараются найти модель с большим объемом камеры, чтобы обеспечить максимальную универсальность. К сожалению, функциональные элементы часто занимают большую часть всего объема устройства, соответственно, размер печи большой, но её полезный объем маленький. Эта проблема была одной из основных до появления инверторных печей.

Данная технология позволяет существенно уменьшить занимаемое магнетроном место за счет использования компонентов меньшего размера. Это позволяет создавать камеры большего размера, сохраняя габариты всей микроволновки в пределах принятых стандартов.

Инверторная технология кардинально выделяется тем, что в таких СВЧ печах излучатель не должен постоянно работать на предельной мощности, в отличие от классических магнетронов. Интенсивность обработки регулируется импульсным путем, благодаря чему на пищу не попадают мощные скачки СВЧ энергии, что влияет на ее качество. Исследованиями подтверждено, что капуста, обработанная в инверторной микроволновке, удерживает на треть больше витамина C, а свинина сохраняет на 41% больше витамина B1.

Помимо компактности и полезности инверторные СВЧ печи являются и более экономичными устройствами, благодаря использованию только того количества электроэнергии, которое необходимо для поддержания выбранной мощности. Тонкая импульсная настройка режима работы служит и ускорению размораживания продуктов.

На сегодняшний день флагманов в применении данной технологии является компания Panasonic, которая как раз и выпустила первую инверторную СВЧ печь.

Мифы о микроволновом излучении

Существует несколько прочно устоявшихся заблуждений по поводу вредности и опасности использования СВЧ-печей. В действительности, большинство (как правило, все) ошибочны. Ниже перечислены типичные мифы о микроволновках, которые на самом деле не стоят вашего беспокойства.

1. Микроволновка способна вывести из строя электрически приборы, расположенные в нескольких метрах от неё, если будет оставаться включенной продолжительное время. На самом деле, современные СВЧ-печи полностью защищены от выхода излучения за пределы камеры. Минимальное излучение, которое и может быть в непосредственной близости у прибора, не превышает излучение компьютерного системного блока.
2. СВЧ-печи могут стать причиной возникновения у пользователя аллергии на электромагнитные волны. Это просто невозможно. В мире есть лишь несколько человек с таким редким заболеванием и его причины никак не связаны с использованием микроволновки. Вообще, ни один бытовой прибор не создает настолько опасное излучение, поскольку все модели проходят сертификацию безопасности.
3. Продукты становятся радиоактивными под воздействием СВЧ-волн. Это тоже неверно. Сверхвысокочастотное излучение микроволновки является неионизирующим, поэтому не изменяет свойства еды. Также неверно и утверждение о канцерогенности продуктов, подверженных СВЧ-обработке – микроволны имеют абсолютно другой принцип действия, нежели рентгеновские лучи и, еще раз, никак не могут влиять на свойства продуктов.
4. Микроволны представляют высокую опасность для здоровья. Об этом уже было частично сказано – непосредственное воздействие сверхвысокочастотного излучения действительно губительно для тканей, однако при соблюдении правил эксплуатации микроволновки вы никогда не будете подвержены такому воздействию. Фактически, излучение от СВЧ-печи представляет лишь малую долю в общее электромагнитное поле, в котором мы находимся, пользуясь многочисленными другими бытовыми приборами.

Просто помните, что дверца печи должна плотно закрываться, а корпус — быть целым, а также не касайтесь работающей микроволновки руками и другими частями тела и можете быть спокойны – на расстоянии полуметра от прибора вы подвергаетесь не большему электромагнитному облучению, чем при просмотре телевизора.

Микроволновая печь - один из незаменимых приборов на кухне, без которого сегодня домохозяйкам приходится сложно. Все прекрасно знают, как ею пользоваться: ставите блюдо, нажимаете 1-2 кнопки и ждете 2-3 минуты, после чего остается достать уже разогретую пищу. Однако мало кто понимает принцип работы микроволновки, то есть то, как работают основные ее элементы. Попробуем разобраться в этом вопросе.

Принцип работы микроволновки

Все СВЧ-печи работают по одному принципу, и в роли основного элемента выступает магнетрон - специальное устройство, способное излучать волны малой длины и частотой 2450 МГц. В современных приборах его мощность составляет 700-1000 Вт. Отметим, что при работе он сильно нагревается, поэтому возле него устанавливают вентилятор, который выполняет сразу несколько функций: в первую очередь, он отводит тепло от магнетрона, во вторую - обеспечивает циркуляцию воздуха в камере микроволновой печи. В свою очередь, это обеспечивает равномерный разогрев продуктов.

Собственно, на этом и основан весь принцип работы микроволновки: магнетрон подает короткие волны с высокой частотой, которые воздействуют на пищу и разогревают ее. Конечно, подобное объяснение является примитивным, но и оно дает возможность понять суть процесса.

Более подробное объяснение

Микроволны, излучаемые магнетроном, проходят в камеру печи через специальный волновод - канал с металлическими стенками, отражающими магнитное излучение. После того как эти волны попадают в камеру, они воздействуют на пищу, а точнее - на молекулы воды, которые содержатся в любом продукте питания. В результате диполи (молекулы) под действием микроволн начинают быстро перемещаться, тереться друг о друга, что способствует выделению тепловой энергии. Так и происходит нагрев еды.

Особенность микроволн заключается в том, что они могут проникать вглубь до 3 сантиметров. Остальной объем продукта нагревается от верхнего слоя. Такой принцип работы магнетрона в микроволновке объясняет, почему после разогрева еда может быть горячей сверху и одновременно холодной внутри. Вглубь тепло проникает из-за естественной теплопроводности.

Если вы использовали подобный прибор ранее, то не могли не заметить, что в процессе разогрева он вращается. Это необходимо для того, чтобы микроволны попадали на все участки разогреваемых продуктов.

Защита от микроволн

Учитывая принцип работы микроволновки, логично задуматься о вреде ее для здоровья человека. Безусловно, излучаемые магнетроном микроволны являются вредными для человека. Однако после открытия дверцы магнетрон прекращает свою работу, поэтому человек физически не может ощутить на себе их влияние. А чтобы они не выходили за пределы камеры для разогрева, предусмотрена специальная защита. Все ее стенки выполнены из металла, который отражает волны, и те не могут покинуть пределы прибора. Что касается стеклянной дверцы (она просто обязана быть, чтобы пользователь мог видеть процесс разогрева или приготовления), то она покрыта специальной сеткой, отражающей микроволны. Если эту сетку убрать, то волны могут покидать пространство камеры, и это может реально навредить человеку. Недопустимо использовать СВЧ-печь, если есть повреждение, например, уплотнителя дверцы или ее сетки.

Кстати, учитывая тот факт, что металл отражает микроволны, металлическую посуду использовать недопустимо.

Конструкция устройства

Все СВЧ-печи работают одинаково, следовательно, они имеют один и тот же состав деталей. В частности, можно выделить следующие конструктивные элементы:

1. Магнетрон - основной агрегат, который является источником микроволн.
2. Камера с вращающимся подиумом и металлическими стенками, отражающими радиоволны.
3. Трансформатор для повышения напряжения.
4. Дверца с защитной сеткой и прозрачным стеклом.
5. Коммуникации и схема управления.
6. Волновод.
7. Вентилятор для охлаждения магнетрона.

Все эти элементы принимают то или иное участие в работе печи.

Работа магнетрона

Как уже было сказано, магнетрон - это сердце СВЧ-печи. Он представляет собой электровакуумный диод, выполненный из большого анода цилиндрической формы. Сам анод является медным, он сочетает в себе 10 секторов медной стенки.

В центре устройства находится стержневой катод, внутри канала которого расположена нить. Он предназначается для эмиссии электронов. Чтобы устройство генерировало микроволны, нужно создать в полости магнитное поле. Для этого применяются кольцевые магниты высокой мощности - они находятся по торцам детали. А для создания эмиссии к аноду подают напряжение, равное четырем тысячам вольт. Для достижения такого напряжения вступает в дело трансформатор в микроволновке. Принцип работы любой модели предполагает его наличие.

Также внутри прибора есть проволочные петли, которые подключаются к катоду, а тот к излучательной антенне. Именно с этого элемента микроволны попадают непосредственно в сам волновод, откуда они выходят и попадают в камеру с пищей.

Контроль мощности

Если для готовки еды требуется меньше мощности, то магнетрон может циклически включаться или отключаться. В науке подобная технология называется широтно-импульсной модуляцией.

Для того чтобы прибор мощностью 400 Вт выдал её половину в течение 20 секунд, то его активируют на 10 секунд, после чего отключают питание на те же 10 секунд. Конечно, все это происходит на полной автоматизации.

Охлаждение магнетрона

Отметим, что при работе прибор выделяет большое количество теплоты, следовательно, его нужно охлаждать. Для этого само устройство устанавливают в пластинчатый радиатор, а рядом располагают кулер. Он обдувает радиатор и отводит тепло от магнетрона. Если вентилятор не будет работать, то устройство может просто перегреться в процессе работы и банально выйти из строя. Но чтобы этого не произошло, его дополнительно комплектуют специальным термопредохранителем - защитным устройством.

Назначение предохранителя

Для того чтобы гриль и магнетрон не перегревались, в некоторых моделях устанавливают специальные термопредохранители (термореле). Они могут быть разными. В частности, основное отличие заключается в количестве тепла, которое они способны выдерживать.

Это устройство достаточно простое в плане своей работы. Оно выполнено из алюминиевого сплава, крепится при помощи фланцевого соединения, обеспечивающего надежный контакт с тем участком, на котором производится замер температуры. Внутри корпуса установлена биметаллическая пластина, которая может сопротивляться определенной температуре. И если значение температуры выходит за определенную границу, то пластина сжимается и активирует толкатель, и он размыкает цепь контактной группы. Подача электричества на агрегат после этого прекращается, магнетрон отключается и постепенно остывает, пластина возвращается в свое исходное положение по мере остывания магнетрона. Через определенное время контакты снова замыкаются.

Вот такой простой принцип работы микроволновки, в частности предохранителя от перегрева. Отметим, что в дешевых моделях этот элемент может отсутствовать, так как он совершенно не нужен для нормального функционирования устройства. Это лишь элемент защиты, повышающий надежность и срок службы печи, не более того.

Роль кулера

Говоря о том, как работает микроволновка, принцип работы необходимо объяснять с учетом всех конструктивных элементов, которые в ней могут применяться. Кулер - один из них. Безусловно, это важный компонент системы, без которого устройство и работа микроволновки не будут полноценными.

Его задачаи:

1. Охлаждение магнетрона. Это самая важная задача, без которой магнетрон сгорел бы в первый же день использования печи.
2. Охлаждение других компонентов, которые выделяют тепло при работе. В частности, речь идет о микросхемах.
3. В моделях, где есть гриль, кулер производит охлаждение термореле.
4. Создание избыточного давления в камере, где находится еда. Из-за этого пары и воздух выводятся через вентиляционные пути.

Чаще всего для выполнения всех этих функций достаточно всего одного вентилятора. Благодаря наличию в камере воздуховодных отверстий сам воздух распространяется равномерно.

Устройство камеры

В принципе, физика работы микроволновки сложной не является, ведь еще со школы известно, что сильное электромагнитное излучение опасно для человека. Именно оно исходит от магнетрона и поступает в камеру с пищей, поэтому в этом устройстве необходима сильная многоуровневая система защиты.

Вся рабочая камера внутри покрывается эмалью, что блокирует электромагнитное излучение. Сверху находится металлический кожух, препятствующий проникновению волн в помещение. А для защиты стеклянной дверцы предусматривается стальная сетка с мелкими ячейками - она блокирует излучение частотой до 2450 Гц и длиной волн до 12 см.

Отметим, что дверца - это самое слабое место, через которое микроволны могут просочиться, поэтому она должна максимально прочно прилегать к корпусу и не иметь зазоров. Если будет щель, то эксплуатация прибора запрещается. В этом случае необходимо поправить петли дверцы и вернуть ее в исходное положение.

К тому же алгоритм работы микроволновки предусматривает использование специального защитного устройства от включения с открытой дверцей. Подобная система может быть реализована по-разному, чаще всего используются микропереключатели, контролирующие положение дверцы. Эти переключатели могут выключать магнетрон, передавать информацию о положении дверцы на блок управления.

Панель управления

Она есть на любой модели. В старых устройствах панель управления представлена в виде всего лишь двух (или даже одного) механических переключателей. Одним задается режим работы (разогрев, размораживание и т. д.), другим время. Схема примитивная, но рабочая и простая.

Однако современные модели оснащаются большой сенсорной панелью. Такие панели управления предоставляют пользователю большой функционал и даже возможность программировать режим. Например, можно задать определенное время старта разогрева пищи, длительность процесса, можно даже указать еду или блюда, которые будут разогреваться. И хотя кажется, что такие приборы являются более совершенными, в техническом плане отличий мало. Электронная панель управления не меняет то, как работает микроволновка.

Блок управления

Командоаппарат есть в каждом устройстве (не только в СВЧ-печах), где в определенный момент должно быть выполнено то или иное действие. Благодаря ему обеспечиваются разные функции. В частности, прибор с его помощью может поддерживать заданную температуру, включать или отключать печь после заданной операции.

В более старых СВЧ-печах это устройство представлено в виде двух электромеханических переключателей - они и отвечают за описанные выше функции и играют важную роль в общем устройстве микроволновки. Конечно, со временем электроника развивалась, и в результате появились полностью электронные блоки управления. Сейчас в СВЧ-печах (и не только в них) применяются микропроцессоры и специальные программы, в соответствии с которыми прибор может выполнять ту или иную функцию:

1. Встроенные часы.
2. Размораживание пищи.
3. Подача звукового сигнала о завершении процесса размораживания, приготовления или разогрева еды.

Заключение

Теперь вы более точно понимаете, как работает микроволновка. Принцип работы данного устройства относительно прост. Он основывается на элементарных законах физики.

Закрепим изученное: магнетрон (основной элемент СВЧ-печи) излучает очень короткие радиоволны с высокой частотой. Они воздействуют на молекулы воды, из-за чего те начинают активно двигаться. Этот процесс сопровождается выделением теплоты. Учитывая тот факт, что волны проникают неглубоко в пищу, нагревается только поверхность продуктов, а далее за счет естественной теплопроводности тепло переходит вглубь.

Это и есть основной принцип работы микроволновки. Устройство и основные элементы мы также рассмотрели в данной статье. Все они являются классическими и используются в абсолютно всех моделях от любых производителей. На данный момент описанная выше рабочая схема является единственной, хотя разные производители могут использовать отличающиеся по каким-либо параметрам модули. К примеру, в одной модели может быть использован более мощный магнетрон, который сможет разогреть еду гораздо быстрее. В других компактных моделях этот элемент может иметь низкую мощность, что позволяет создать прибор небольших размеров. Подобных отличий сотни, но принцип работы от этого не меняется совершенно. Конечно, более сильный магнетрон определяет то, сколько работает микроволновка по времени для разогрева пищи одного объема. Поэтому, если не любите ждать, то лучше выбирать модель помощнее.

На этом все. Мы полностью разобрали устройство этого предмета бытовой техники и ответили на большинство вопросов, с ним связанных.

Выбор хорошей микроволновой печи – задача непростая, но легко решаемая. Важно учесть с десяток параметров, оценить повседневные задачи, которые будет «решать» СВЧ-печь, а также разобраться с функциями, актуальными именно для вас.

Виды микроволновых печей

Современные микроволновые печи делятся на три типа, но стоимость их в рамках каждой группы может отличаться в несколько раз:

1. Печи с микроволнами, иначе именуемые как соло-печи. Самый дешевый сегмент – можно приобрести прибор за 1,5-2 тысячи рублей, но есть дорогие модели с великолепным дизайном и качеством внутренних деталей от продвинутых брендов типа Bork и Gorenje, стоимость которых может достигать 10 тысяч рублей.

Соло-печи используются для разогрева пищи, размораживания продуктов и приготовления некоторых блюд в рамках автоматических программ (например, пиццу, овощи, рыбу, супы и каши).

Самые дешевые варианты таких печей подойдут для комплектации офиса или рабочего места, где присутствует необходимость в разогревании пищи. Модели дороже, с набором дополнительных функций и программ, – великолепный вариант для дома, если для основного приготовления блюд используется качественная духовка.

2. Печи с функцией гриля. Сочетают в себе возможность стандартного разогрева и приготовления достаточно сложных блюд из овощей, мяса, рыбы. Стоимость такого прибора начинается от 3-4 тысяч рублей. СВЧ-печь с грилем способна заменить духовку, если вы обожаете готовить блюда с «той самой хрустящей корочкой».

3. Печи с грилем, микроволнами и конвекцией. Если вы хотите выбрать микроволновку, которая станет полноценной заменой духовки, то это идеальный выбор. Функция конвекции дает бесконечные возможности для кулинарного творчества, обеспечивая наивысшее качество приготовленных блюд. Стоимость таких печей начинается от 7-8 тысяч рублей. В печах с конвекцией реализовано 10, а то и 20 автоматических программ приготовления, а также возможность сочетания режимов:

• микроволны + конвекция,
• микроволны,
• гриль,
• гриль + конвекция,
• гриль + микроволны.

Конвекция – это функция, реализуемая с помощью вентилятора, установленного в микроволновой печи. С его помощью создаются потоки горячего воздуха, которые качественнее и быстрее нагревают продукты, чем гриль или простые микроволны.

4. Еще один тип – инверторные печи. Чаще такая технология применяется в приборах с грилем и конвекцией с целью уменьшения занимаемого пространства на кухне. В этих печах аппаратная часть максимально уменьшена, а объем камеры увеличен. Инверторные печи «разумно» расходуют электроэнергию, автоматически регулируя температуру в процессе приготовления. Большое внимание инверторным печам уделяет фирма Panasonic, у других производителей модели с такой технологией встречаются редко.

Параметры выбора СВЧ-печи

Многое в этом вопросе зависит от имеющегося бюджета, но даже в том случае, если у вас есть 20 тысяч, которые можно потратить на печь, не всегда самая дорогая модель с набором множества функций будет актуальна. Например, духовки с объемом 30-40 литров займут значительную часть пространства кухни, но использоваться при этом будет только режим разогрева. В этом случае разумный и правильный выбор – соло-печь.

Объем внутренней камеры

СВЧ-печи оснащаются камерами объемом от 12 до 40 литров. Самый большой объем чаще встречается в микроволновках с режимом конвекции, так как это позволяет вместить в прибор большое количество продуктов и целые тушки птиц, как в обычной духовке. Печь для разогрева оснащается камерой в 12-17 литров, этого вполне достаточно для размораживания и приготовления несложных блюд.

Выбирать микроволновку в соответствии с количеством человек в семье – не самое верное решение, так как некоторые любят готовить сразу же много, чтобы хватило на 3-4 дня. Но если вы отдаете предпочтение свежим блюдам и выбираете в пользу печи с грилем или конвекцией, то 20-30 литров будет достаточно.

Секрет: для уменьшения пространства, занимаемого печью, обратите внимание на заднюю стенку прибора. Если она выпуклая, то это несколько увеличит ее объем.

Мощность прибора

Мощность микроволновых печей зависит от их типа:

• для соло-приборов максимально допустимая мощность – 800-900 Вт. Этого достаточно для разогрева, размораживания и приготовления простых блюд, более мощная печь – это лишние траты на электричество;
• для микроволновок с грилем оптимальная мощность находится в пределах 1200-1500 Вт. А вот 800-1000 Вт может не хватить;
• для приборов с конвекцией мощность должна быть не меньше 1350 Вт, но предпочтение лучше отдавать устройствам мощностью 1800-2000 Вт.

Если электричество в вашем регионе стоит очень дорого, а готовите вы часто, то вполне уместно приобрести микроволновку с меньшей мощностью.

Внутреннее покрытие камеры

1. Окрашивание «под эмаль». Внутреннее покрытие используется в самых дешевых моделях СВЧ-печей. Недолговечное, осыпается после полугода активного использования прибора. Знаменитые производители печей такое покрытие не используют, а вот с новинками рынка и неизвестными брендами нужно быть начеку.
2. Термостойкая эмаль. Относится к недорогому типу покрытий. Из плюсов можно отметить относительно несложный уход за покрытием – достаточно протирать влажной тряпочкой после каждого использования и тщательно мыть 1-2 раза в месяц. Но такое покрытие непригодно для высоких температур, поэтому в печах с конвекцией должно быть другое покрытие. Эмаль чувствительна к механическим повреждениям, с ней нужно обращаться аккуратно.
3. Нержавеющая сталь. Надежный и прочный материал, который не боится ни царапин, ни температуры. Требует основательного ухода, так как к стали легко прилипает жир, но использовать нужно специальные средства без содержания кислоты. Не допускается использование жестких губок и щеток.
4. Биокерамическое и антибактериальное покрытие. Дорогое и качественное покрытие. Загрязнения удаляются максимально быстро и легко, покрытие не боится царапин, но при сильном ударе может треснуть.

В микроволновых печах используется два типа гриля:

• ТЭН – гриль расположен сверху или сбоку, встречаются модели с двойным грилем (верх + низ или с боковых сторон). Приборы с тэновым грилем стоят дешево и обеспечивают хорошее качество приготовленных продуктов, в том числе и великолепную хрустящую корочку. Минус такого гриля – большая занимаемая площадь;
• кварцевый гриль устанавливается в верхнюю часть камеры, стоит дороже, но занимает очень мало рабочего пространства.

Кварцевым грилем оснащаются дорогие модели микроволновых печей для дома.

Тип управления

Микроволновки оснащаются тремя видами кнопочных механизмов. Первый – механическое управление. В нем предусмотрены круглые рукоятки, обычно 2 или 3. Они регулируют время и температуру. Плюсы такого механизма: редко ломается, понятное управление. Минусы: сложно чистить, невозможно настроить секунды. Механическим управлением оснащаются обычно самые дешевые модели, но можно встретить сочетание электроники и механики в среднем сегменте.

Кнопочное управление . Микроволновки с такой системой обладают привлекательным внешним видом, позволяют легко устанавливать программы и секунды. Но между кнопками скапливается грязь, которую сложно вычистить.

Сенсорное управление . Дорогой вариант электроники, который выглядит безупречно, но часто ломается из-за перепадов напряжения. Самый важный плюс – простота ухода. Протирать сенсорную панель легко, грязь на ней не скапливается, в отличие от кнопок и механики.

Безопасность микроволновых печей для дома

Современное оборудование надежно защищает вас от исходящего излучения. Для этого предусмотрено специальное покрытие и камеры, и дверцы прибора (специальная сеточка на стекле). Чтобы убедиться в наличии необходимой защиты, проверьте сертификат устройства: в нем должно быть написано о тестировании прибора по 4 ступеням безопасности.

Совет: выбирая микроволновку по параметрам, протестируйте ее на защиту от исходящих волн. Для этого положите телефон в печь, закройте ее и позвоните с другого мобильного. Если сигнал проходит без проблем – защита у печи не самая лучшая. Если сигнала нет, значит, прибор не пропускает микроволны совсем.

Как выбрать микроволновку для разогрева?

Если проанализировать параметры, приведенные выше, то можно сделать вывод, что микроволновая печь для разогрева:

• не должна быть мощнее 900 Вт;
• покрытие рабочей камеры должно быть из термостойкой эмали или нержавеющей стали;
• достаточно объема в 15-17 литров;
• гриль и конвекция не нужны.

Если в семье есть дети, то предпочтение лучше отдать микроволновке с кнопочным или сенсорным управлением, так как посекундный разогрев детских продуктов крайне востребован.

Обзор лучших моделей микроволновых печей

Каждая уважающая себя марка, кроме разве что высокого сегмента, предлагает широкий выбор микроволновых печей. Подборка основана на отзывах покупателей и анализе технических характеристик приборов.

Одна из самых дешевых моделей российской сборки. Предназначена для разогрева и размораживания. Также к плюсам относится русифицированное механическое управление и термостойкое эмалированное покрытие. Минус модели – нет никаких дополнительных функций, маленькая площадь вращающейся тарелки.

Недорогая модель, предназначенная для разогрева пищи. Плюсы: термостойкая эмаль, 5 режимов мощности, механическое управление. Из минусов можно выделить лишь отсутствие автоматического режима размораживания продуктов.

Более дорогой вариант микроволновки для разогрева. Сочетает в себе лучшие параметры: мощность 800 Вт, биокерамическое покрытие с антибактериальным эффектом, 30 автоматических программ для приготовления популярных русских рецептов. В печи реализовано кнопочное управление, присутствует функция автоматической разморозки. Объем печи – 20 литров. Незначительный минус – темное стекло дверцы.

Инверторная печь с грилем. Обладает стильным дизайном, великолепно прогревает пищу. Мощность микроволновки – 1000 Вт. Внутри прибор покрыт термостойкой эмалью, а объем камеры равен 27 л. Оптимальный вариант для небольшой семьи. Из минусов – сенсорное управление.

Великолепная микроволновая печь для дома с грилем мощностью 900 Вт. Внутри выполнена из нержавеющей стали, внешне – безупречная немецкая элегантность. Объем микроволновки равен 25 литрам. В ней реализована блокировка от детей. Из минусов – неприятный громкий писк и маленькое количество автоматических программ.

Невероятно стильная черная микроволновая печь с кварцевым грилем мощностью 900 Вт. Внутреннее покрытие из нержавеющей стали и блокировка от детей – несомненные плюсы модели. Оснащена большим количеством автоматических программ и режимов, из минусов можно выделить лишь сенсорное управление.

Эталон немецкого качества – микроволновка с кварцевым грилем. Мощность волн – 700 Вт, а гриля – 1000 Вт. Стильный серебристый дизайн и удобная ручка. В приборе предусмотрено кнопочное управление, множество автоматических программ. Минусов у этой техники нет.

Элегантная встраиваемая печь с грилем и конвекцией. Кнопочное управление и качественное внутреннее покрытие, которое легко мыть. Несколько автоматических программ помогут приготовить безупречно вкусные блюда максимально быстро. Из недостатков у техники можно отметить лишь ее стоимость, близкую к 20 тысячам рублей.

Стильная микроволновая печь с грилем и конвекцией. Плюсы: кварцевый гриль, набор оптимальных функций и автоматических программ, мощность гриля 1100 Вт, блокировка от детей. Из минусов – цена и небольшой объем в 25 л.

Смотрите полезное видео о том, как выбрать микроволновую печь:

Правильно выбранная микроволновая печь – надежный помощник на кухне, который обеспечит быстрый разогрев и размораживание продуктов. При выборе многофункциональной модели с режимом гриля и конвекции вы получите очень вкусные блюда и, что самое важное, полезные. Ведь хорошая микроволновая печь при соблюдении правильного температурного режима сохраняет в 2-3 раза больше витаминов в продуктах!

Вконтакте

Если раньше печи СВЧ использовали только для разогрева еды, то современные модели предоставляют широкие возможности для полноценного приготовления блюд. Являясь многофункциональными устройствами, они варят, жарят и запекают, причем делают это быстрее, чем традиционные кухонные приборы.

Принцип действия микроволновой печи

Нагрев пищи в микроволновке происходит под воздействием сверхвысоких частот (СВЧ). Они воздействуют на молекулы жидкости, которые присутствуют в каждом продукте. Под влиянием электромагнитных колебаний молекулы воды начинают двигаться быстрее, сталкиваясь друг с другом. Благодаря этому повышается температура продукта, и еда быстро нагревается (максимум до 100 ºС).
Низкая максимальная температура не позволяет добиться золотистой корочки при приготовлении мяса и выпечки, однако производители нашли выход, оснастив современные микроволновки грилями . Эта опция позволила СВЧ-печам сравняться по функциональности с духовками , опередив их в скорости приготовления пищи, правда, и цена таких устройств стала выше.
Несмотря на удобство и оперативность микроволновок, многие пользователи не спешат обзаводиться этим полезным прибором, сомневаясь в его безопасности. На самом деле печи СВЧ безвредны для человека. Этому способствуют несколько степеней защиты:

• плотное прилегание дверцы;
• экран с защитной сеткой, улавливающей электромагнитные волны;
• блокировка дверцы работающего устройства или автоматическое выключение печи при открывании.



Уникальность СВЧ-устройств

Главное преимущество СВЧ-печей перед другими кухонными приборами – скорость. По этому параметру соперничать с ними могут современные мультиварки-скороварки , в которых продукты готовятся под давлением. Однако у микроволновок имеется неоспоримый «плюс»: в процессе работы их можно открывать, тогда как приготовление под высоким давлением подразумевает герметичность.
Разница в скорости объясняется тем, что сверхвысокие частоты мгновенно проникают внутрь на глубину до 5 см и одновременно разогревают все молекулы воды, а значит, весь продукт целиком. При подогревании с помощью огня или электричества вначале разгоняются молекулы наружных оболочек, тогда как прогрев внутренних слоев наступает позже.
Кроме скорости, печи СВЧ имеют следующие преимущества перед традиционными кухонными приборами:

• компактные размеры;
• простота ухода;
• отсутствие запахов готовящихся продуктов;
• высокий КПД: энергия тратится на нагрев еды, а не окружающего пространства;
• сохранение в продуктах витаминов.

Согласно исследованиям российских ученых, еда из микроволновой печи сохраняет 75-98% полезных веществ, тогда как в продуктах, приготовленных на плите , их остается не более 60%.

Параметры выбора

Объем

Габариты камеры рассчитывают исходя из количества членов семьи и желаемой функциональности, чем эти параметры выше, тем выше будет и стоимость микроволновки.

• Агрегат объемом 12-15 л  оптимален для 1 человека. В нем можно разогревать бутерброды, печь картошку или размораживать продукты.
• Печь вместительностью 16-20 л  достаточна для 2 человек. Там можно приготовить суп в небольшой кастрюле либо запечь курицу.
• Аппараты от 20 до 30 л  рассчитаны на среднестатистическую семью из 3-4 человек и приготовление самых разных блюд: от борщей до пирогов.
• Устройство объемом более 30 л  способно удовлетворить аппетиты 5-6 едоков. В такую камеру целиком поместится гусь или индейка, в ней можно выпекать коржи для тортов и готовить большое количество супов и гарниров за 1 раз. Но помните, что и стоить такая микроволновка будет в разы дороже, чем модели на 1-2 человек.

Габаритные устройства могут с успехом заменить плиту вместе с духовым шкафом. Поэтому если кухня небольшая, имеет смысл приобрести именно СВЧ-печь.

Особенности конструкции

Конструкция и цена микроволновой печи во многом зависят от ее размеров и функциональности. Чем более «продвинутой» будет модель, тем ее поддон окажется больше, а система управления – удобнее и приятнее.
Выбирая СВЧ-устройство, обратите внимание на следующие моменты.
Диаметр поддона . В зависимости от объема камеры, поддон может быть маленьким или большим. Нестандартный поддон с оригинальной формой посадочного места найти в продаже довольно тяжело. Самыми популярными являются поддоны с диаметром 245-270 мм и посадочным местом в виде крестика либо трилистника.
Тип открывания дверцы . Для открывания устройства может быть предусмотрена как кнопка , так и ручка . Оба варианта одинаково надежны: пользователю остается лишь выбрать способ, удобный лично для него.
Способ управления. Существуют 3 типа управления: механический (поворотный), тактовый и сенсорный . Первый вариант дешевле, он самый простой и надежный: мощность и время задаются с помощью круглых рукояток. Недостаток этого метода – невозможность установки точного до секунды времени. В кнопочных и сенсорных механизмах предусмотрен дисплей , на котором можно программировать время и способ приготовления блюда. Сенсорные панели более гигиеничны, однако иногда бывают менее надежны, чем кнопочные.


Все микроволновые печи делятся на 2 категории: встраиваемые и отдельно стоящие. Первый тип оптимален для небольших кухонь, однако его цена выше. Отдельно стоящие устройства доступнее, но занимают много кухонного пространства, поэтому перед покупкой желательно заранее подумать о том, где будет стоять новое приобретение.

Мощность

Максимальная мощность микроволновых печей может колебаться от 450 до 1700 Вт. Чем объемнее устройство, тем большая мощность ему требуется, и тем быстрее будут готовиться блюда, именно поэтому и цена таких микроволновок обычно выше. Большое количество затраченной на это электроэнергии компенсируется уменьшением времени ее потребления, так что удастся ли сэкономить, купив маломощный аппарат, неизвестно.
В процессе приготовления мощность, а значит, и количество потребляемой энергии, можно регулировать. Бытует мнение, что при запекании мяса в микроволновке оно получается более жестким, чем при традиционном приготовлении. Это происходит лишь в том случае, если выставлять только время приготовления. По умолчанию задается максимальная мощность, из-за чего блюдо и приобретает излишнюю жесткость.


При использовании СВЧ-печи для каждого продукта нужно выставлять свои параметры приготовления:

• 100% мощности лучше устанавливать для быстрого разогрева;
• 70% для запекания мяса и птицы;
• 50-60% для приготовления рыбы и полуфабрикатов;
• 20-30% для заваривания трав;
• 10% для расстойки теста.

В целом для работы микроволновки в режиме подогрева хватает 100-150 Вт, медленное размораживание совершается при потреблении 150-300 Вт, а быстро разморозить продукты можно при 400-500 Вт. Для приготовления блюд нужно больше энергии: 550-700 Вт хватает для медленного тушения, 800-900 Вт устройство потребляет в режиме быстрой готовки.

Функции

В функции простейших дешевых микроволновок входит простой подогрев и размораживание еды. Более продвинутые модели позволяют готовить блюда по рецептам. Это удобно, вместо того, чтобы запоминать оптимальную для блюда мощность и время приготовления, достаточно нажать кнопку с названием блюда и указать его вес. В некоторых печах можно не только пользоваться стандартными режимами, но и программировать свои любимые рецепты.


Если вы хотите изготавливать сложные кулинарные шедевры и не планируете экономить на покупке, можно приобрести технику с рядом дополнительных функций.
Двойное излучение. Аппараты с такой функцией позволяют прогревать продукты более равномерно, потребляя при этом меньше энергии.
. С его помощью можно получить румяную корочку на мясе или хлебе, приготовить тосты или обжарить сосиски. Гриль может быть кварцевым или тэновым. Первый вариант более дорогой, однако он экономичен, быстр и легок в уходе. Тэн занимает больше места в камере печи, зато пользователь может менять его расположение, добиваясь максимального прогрева продуктов в нужном месте.


. Аппараты с этой функцией оснащены вентилятором, который обеспечивает непрерывную циркуляцию воздуха, нагретого до 240-250 ºС. Таким образом, пища получает равномерный нагрев, а на ее поверхности образуется аппетитная корочка. При отсутствии на кухне духовки микроволновка с конвекцией может стать хорошим выходом. Иногда подобные устройства оснащаются еще и грилем, так что пользователи могут подбирать для себя оптимальные сочетания трех режимов. Конвекционные аппараты имеют 2 недостатка: высокая цена и большое потребление электроэнергии.
Удаление запахов. Аппараты с функцией удаления запахов хороши при интенсивном использовании печей. В них можно поочередно готовить продукты с резкими ароматами и не бояться, что сладкие пирожки будут пахнуть мясом или чесноком.


Автоматическое взвешивание. Чтобы каждый раз не задавать вес продуктов, можно приобрести конструкцию со встроенными цифровыми весами. Печь сама определит вес и приготовит блюдо в соответствии с этим параметром.
В дополнение к этим функциям производители встраивают в микроволновые печи хлебопечки , пароварки и тостеры . Многие модели оснащаются дополнительными полезными устройствами: так, на металлической «тарелке Крусти» можно жарить продукты, как на сковороде, а многоуровневая решетка позволит одновременно разогревать еду сразу в нескольких тарелках; автоматический подогрев позволит не запоминать требуемую мощность и время для каждого продукта, система определит эти параметры автоматически.
Стоит помнить о том, что многофункциональные агрегаты не только стоят дороже, но и представляют собой довольно громоздкие и объемные конструкции, поэтому вряд ли будут уместны на небольших кухнях.

Внутреннее покрытие камеры

От того, каким материалом покрыта камера, зависит простота ухода за ней и срок службы всей конструкции.
Эмаль. Слой эмали характерен для простых и дешевых моделей. Он просто моется, однако не выдерживает слишком высоких температур.
Нержавеющая сталь . Покрытие способно выдерживать любые температуры и режимы работы, но очищать его от загрязнений довольно сложно.
(антибактериальное покрытие) . Камеры с отделкой из подобных материалов долговечны, устойчивы к термическим воздействиям, их легко мыть, однако стоимость таких печей довольно высока. Биокерамическое покрытие достаточно хрупкое и при неосторожном обращении может расколоться.


Таким образом, если микроволновка служит лишь для разогрева бутербродов и размораживания, достаточно и эмалированного покрытия камеры. А вот камеры печей, приобретаемых в качестве основной кухонной техники, должны быть покрыты сталью или биокерамикой.

Стоимость микроволновых печей

Цены на различные модели СВЧ-печей могут сильно отличаться. Стоимость зависит не столько от популярности бренда, сколько от характеристик техники. Так, простое устройство с механическим управлением объемом 15-20 л можно купить за

Микроволновая печь прочно вошла в обиход и стала одним из незаменимых атрибутов любой квартиры. Этот бытовой прибор позволяет за считаные минуты разогреть или приготовить пищу при помощи невидимого для глаза излучения.

Но чтобы узнать, откуда берется это излучение и насколько оно безопасно для человека, необходимо понимать устройство и принцип работы магнетрона микроволновой печи, который и является генератором высокочастотных волн.

Магнетрон

Что такое микроволны и как они нагревают пищу

Микроволновым называется электромагнитное излучение с длиной волны от 1 мм до 1 м. Данный вид излучения используется не только в бытовых целях, но также в системах навигации и радиолокации, а кроме того обеспечивает работу сотовой связи и спутникового телевидения.

Микроволны могут генерироваться как искусственным, так и естественным способом (например, на Солнце). Другое название микроволн – это излучение сверхвысокой частоты, или СВЧ.

Во всех типах бытовых микроволновок установлена единая частота излучения, равная 2450 МГц. Данная величина является международным стандартом, которого производители бытовой техники должны строго придерживаться, чтобы их продукция не создавала помехи в работе других микроволновых устройств.

Микроволновое излучение

Тепловое воздействие СВЧ-излучения было обнаружено американским физиком Перси Спенсером в 1942 году. Именно он запатентовал применение устройства, генерирующего микроволны, для приготовления пищи, тем самым положив начало использования микроволновых печей в быту.

В последующие несколько десятилетий эта технология была доведена до совершенства, что позволило наладить массовый выпуск простых и недорогих устройств для быстрого .

Чтобы нагреть какой-либо материал в микроволновой печи, необходимо присутствие в его составе дипольных молекул, то есть молекул, имеющих противоположные электрические заряды на обоих концах.

В пищевых продуктах главным их источником является вода. Под воздействием излучения сверхвысокой частоты эти молекулы начинают выстраиваться вдоль силовых линий электромагнитного поля, меняя свое направление около 5 миллиардов раз в секунду. Возникающее между ними трение сопровождается выделением тепла, которое и нагревает пищу.

Однако микроволны не способны проникнуть глубже, чем на 2-3 см от поверхности продукта, поэтому все, что находится под этим слоем, прогревается за счет теплопроводности от нагретых участков.

Нагрев пищи при помощи СВЧ

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

Принцип работы магнетрона

Работа микроволновой печи основана на преобразовании электрической энергии в электромагнитное излучение сверхвысокой частоты, которое приводит в движение молекулы воды, находящиеся в пище. Дипольные молекулы, постоянно меняющие направление, вырабатывают тепло, которое и позволяет быстро нагреть продукты, при этом сохраняя их полезные свойства. Устройством, которое генерирует микроволны, является магнетрон.

Магнетрон, по сути, является электровакуумным диодом, в работе которого применяется явление термоэлектронной эмиссии. Данное явление возникает в процессе нагрева поверхности эмиттера или катода. Под действием высокой температуры наиболее активные электроны стремятся покинуть его поверхность, но это будет происходить только тогда, когда на анод подается напряжение. При этом возникает электрическое поле, и электроны начинают движение к аноду, направляясь вдоль его силовых линий. Если электроны оказываются в зоне действия магнитного поля, то их траектории отклоняются в сторону направления силовых линий.

Электровакуумный диод

Анод магнетрона имеет форму цилиндра с системой полостей, или резонаторов, внутри которого находится катод с нитью накаливания. Два кольцевых магнита, расположенных по краям анода, создают внутри анода магнитное поле, благодаря которому электроны не движутся напрямую от катода к аноду, а меняют свою траекторию, вращаясь вокруг катода. Вблизи резонаторов электроны отдают им часть своей энергии, что приводит к образованию в их полостях мощного сверхвысокочастотного поля, которое выводится наружу с помощью проволочной петли, подключенной к антенне-излучателю.

Чтобы привести в действие магнетрон, необходимо подать на анод высокое напряжение порядка 3-4 тысяч вольт. Поэтому подключение магнетрона к бытовой электросети осуществляется посредством высоковольтного трансформатора. Помимо этого схема включения микроволновой печи включает в себя волновод, передающий излучение внутрь камеры, цепь коммутации, блок управления, а также элементы защиты и охлаждения. Кроме того, внутренние стенки камеры и тонкая металлическая сетка на дверце устройства препятствуют выходу излучения за его пределы.

Схема включения магнетрона

Как магнетрон влияет на мощность СВЧ

Большинство современных производителей микроволновых печей предлагают возможность выбора мощности прибора. От этого параметра, в свою очередь, зависит режим работы (разморозка или нагрев) и скорость нагрева пищи. Однако конструктивные особенности магнетрона не позволяют уменьшить его мощность, поэтому для снижения интенсивности нагрева питание на него подается через определенные промежутки времени. Эти паузы в работе магнетрона можно заметить, если включить микроволновку на средней мощности и прислушаться к звуку ее работы.

Не так давно некоторые производители бытовой техники заявили о появлении ряда моделей микроволновых печей с инверторной схемой питания. Применение этой схемы позволило не только увеличить объем полезного пространства в камере за счет уменьшения габаритов излучателя, но и снизить энергопотребление устройства. В отличие от обычных моделей, температура нагрева в печах инверторного типа меняется плавно, однако их стоимость на порядок выше.

Охлаждение и защита магнетрона

Во время работы магнетрон выделяет большое количество тепла, поэтому на его корпус устанавливается радиатор. Поскольку перегрев является основной причиной выхода из строя магнетрона, то для его защиты применяются и другие методы:

1. Термореле. Данное устройство используется для защиты магнетрона, а также гриля, если он имеется в модели. Термопредохранитель оснащен биметаллической пластиной, которая может быть настроена под определенную температуру. При превышении этого значения она изгибается и размыкает цепь питания.
2. Вентилятор. Он не только обдувает прохладным воздухом радиатор магнетрона, но и выполняет ряд других полезных функций, таких как охлаждение электронных компонентов устройства, циркуляция воздуха внутри камеры во время работы гриля, а также отвод горячего пара наружу через специальные отверстия.
3. Система блокировки. Несколько микропереключателей контролируют положение дверцы микроволновки, не позволяя магнетрону включаться при ее открытом положении.

Термореле

Можно ли заменить магнетрон

Главное преимущество современных магнетронов для бытовых микроволновых печей в их взаимозаменяемости. На различные модели микроволновок будут подходить магнетроны производства других фирм, поэтому при необходимости их можно менять. При этом единственным необходимым требованием будет соответствие по мощности. Купить магнетрон можно во многих магазинах электроники, однако чтобы сделать правильный выбор, необходимо разобраться в его параметрах и маркировке. Наиболее часто в микроволновках устанавливаются следующие модели магнетронов:

• 2М 213 (600 Вт номинальной мощности и 700 Вт под нагрузкой);
• 2М 214 (1000 Вт);
• 2М 246 (1150 Вт – наибольшая мощность).

Даже изучив все необходимые параметры этого устройства, производить замену магнетрона в домашних условиях не рекомендуется. Во-первых, снять его самостоятельно будет довольно тяжело, а во-вторых, обеспечить его безопасную работу после установки сможет только квалифицированный специалист.

Стандартная конфигурация магнетрона

Диагностика неисправностей и причины их появления

Замена магнетрона может потребовать довольно существенных финансовых затрат, поэтому прежде чем покупать новое устройство, необходимо произвести диагностику старого, чтобы убедиться, что оно действительно неисправно. Проверка может быть выполнена в домашних условиях с помощью обычного тестера. Для этого потребуется:

1. Отключить микроволновку от электросети.
2. Снять защитную крышку и провести визуальный осмотр детали.
3. «Прозвонить» основные элементы печатной платы при помощи тестера или «мультиметра».
4. Провести осмотр термореле.

Диагностика

По окончании диагностики можно сделать выводы о неисправности тех или иных деталей. К основным причинам выхода из строя магнетрона можно отнести следующие:

• Неисправность колпачка вакуумной трубки. Его можно заменить самостоятельно, просто подобрав аналогичный колпачок с другого магнетрона. Посадочные места таких колпачков имеют стандартную конфигурацию.
• Обрыв подогревателя. При или ее неправильной загрузке магнетрон будет перегреваться, что может привести к чрезмерному накаливанию нити и ее обрыву. Для ее диагностики необходимо измерить сопротивление между ножками конденсатора. Если его значение находится в пределах 5-7 Ом, то подогреватель исправен.
• Пробой проходного конденсатора. Если тестер не показывает «бесконечное» значение сопротивления между его контактами, то конденсатор необходимо заменить.