Как устроена и насколько безопасно работает микроволновая печь

Устройство микроволновки

За последние десятилетия техника быстрого разогрева пищи довольно оперативно появилась в арсенале кухонного оборудования каждой семьи. Она же пользуется популярностью в офисах и рабочих бытовках.

Маркетологи производителей микроволновых печей заинтересованы в массовых продажах своей продукции. Они распространяют среди населения рекламу, показывающую преимущества своей техники перед аналогичным оборудованием, работающим по другим принципам. При этом опасные факторы микроволновок умело затушевываются обтекаемыми фразами или просто умалчиваются.

Попробуем беспристрастно разобраться в этом запутанном вопросе, чтобы сделать для себя полезные выводы и безопасно, грамотно использовать собственную технику.


Какие опасности таит в себе микроволновка

Ее конструкция подобна сказочному джину, запрятанному в бутылку — корпус, из которого опасная энергия может вылететь при возникновении случайной поломки или за счет неграмотной эксплуатации либо ремонта.

По степеням воздействия на человеческий организм можно выделить 3 различных фактора:

  1. облучение сверхвысокочастотным (СВЧ) излучением;
  2. наличие высоковольтного электрического напряжения от двух до четырех киловольт, необходимое для протекания постоянного тока внутри магнетрона;
  3. подключение микроволновки к цепи 220 вольт бытовой домашней сети.

Рассмотрим их подробнее.

Высокочастотное излучение

Оно осуществляет непосредственный разогрев пищи в замкнутом пространстве корпуса. Частота 2,45 ГГц вызывает резонансные колебания молекул воды, содержащихся в пище, за счет чего поднимается их температура.

Откуда берется в/ч излучение

Источником СВЧ волн микроволновки работает специальное устройство — магнетрон, имеющее:

  • катод с нитью накала, обеспечивающей за счет термоэлектронной эмиссии поток электронов. Подогрев нити осуществляется подачей напряжения 3 вольта;
  • анод из меди с пластинами радиаторов охлаждения и внутренними резонаторами;
  • постоянные магниты, создающие отклоняющееся магнитное поле;
  • антенну СВЧ излучения.

Упрощенно схему магнетрона микроволновки можно представить электронной лампой, в корпусе которой электроны вылетают из катода по направлению к аноду, но попадают в полости резонаторов, формирующих высокочастотные волны, направляемые на антенну.

Магнетрон в сборе
Более подробно этот вопрос объясняет владелец видеоролика Сергей Булавинов “Как работает магнетрон”.

Как работает схема в/ч излучения

Чем продолжительнее электромагнитные волны воздействуют на пищу, тем сильнее она нагревается. При этом важно понимать, что при работе СВЧ лучи магнетрона воздействуют только на определённые участки, создают отдельные очаги разогрева.

Направление СВЧ лучей в микроволновой печи
Чтобы сгладить такой недостаток используется поворотный стол в микроволновке, постоянно вращаемый электродвигателем. В итоге пища перемещается относительно лучей и прогревается равномернее.

Внутрь металлов излучение не проникает, а отражается от их поверхности. Общеизвестен факт, что первоначально СВЧ устройства использовались только для военных целей в радарах. Электромагнитные волны такого диапазона далеко распространяются в пространстве, позволяют отслеживать даже скоростные низколетящие самолеты.

При этом они способны воздействовать на компоненты электронного оборудования, нарушать работу мобильных телефонов, компьютеров, телевизоров и любой сложной техники, встретившейся на их пути.

Если внутрь рабочей камеры микроволновки поместить посуду из металла или даже блюдце с красивой золотой каемочкой, то вся энергия магнетрона сосредоточится на этой металлической поверхности, быстро разогреет ее, образуя дуговые разряды и разрушит печку. Восстановить ее работоспособность вряд ли получится.

Объясняется это тем, что работа камеры микроволновки происходит в схеме резонансного режима СВЧ тракта, максимально повышающем мощность разогрева пищи. Он требует обязательное наличие внутреннего источника поглощения энергии, без которого происходит саморазрушение. Об этом производитель предупреждает в своей инструкции.

Опасность воздействия СВЧ микроволновки на организм человека
  • Большая доза излучения даже при кратковременном воздействии может создать необратимые процессы. Она очень быстро доводит до кипения маленькие объемы воды. Среди печальных фактов статистики есть случаи, когда люди лишались зрения при прямом попадании лучей в глазное яблоко из-за того, что находящаяся внутри него жидкость практически мгновенно разогревалась до температуры кипения.
  • Незаметное вначале облучение других участков тела человека тоже отрицательно сказывается не здоровье, вызывая опасные повреждения органов. Кумулятивное воздействие лучей проявляется не сразу, а со временем, когда образуются геномы, лейкоз или рак кожных участков.
  • Люди, пользующиеся кардиостимуляторами, располагаясь около микроволновки, находятся в повышенной группе риска.

Интересен тот факт, что в разных странах границы допустимого влияния СВЧ лучей на человека трактуются не однозначно. По американским меркам принята норма, когда создается плотность потока электромагнитного излучения 1 Вт*с/м кв. Такую энергию человек уже ощущает своими органами и должен без промедления удалиться из опасной зоны, ибо быстро наступает плазмолиз клеток. По нормативам СССР этот показатель снижен в миллион раз — до 1 мкВт*с/м кв.

Как выполнена защита от в/ч излучения

Конструкция любой модели микроволновки состоит из корпуса, внутри которого расположено скрытое от доступа посторонних оборудование, а на лицевой панели установлены органы управления.

Защитный экран на дверце микроволновой печи
Металлическая коробка прямоугольной формы с передней стороны снабжена открывающейся дверцей с прозрачным стеклом и сеточным экраном. Она подвешена на двух запорах и фиксируется в корпусе специальными защелками с усами ограничителями.

Основные внешние органы микроволновой печи
Это обязательная часть системы электромеханической блокировки, обеспечивающей безопасность работы микроволновой печи.

Фиксаторы плотно прижимают закрытую дверцу к корпусу, входят в окна-прорези, снабженные специальными концевыми микро выключателями с перекидывающимися контактами. Их состояние соответствует одному из положений: закрыто или открыто пространство рабочей кулинарной камеры. Порядок переключения контактов настроен по времени.

За счет такой конструкции при работе магнетрона создается внутренний объем корпуса по принципу клетки Фарадея, исключающей выход электромагнитного сверхвысокочастотного излучения (СВЧ) из корпуса в помещение с людьми и оборудованием.

Режим работы микроволновки с открытой дверкой — это использование ее в качестве радара, облучающего определённый сектор пространства. Блокировка микро выключателями предотвращает его создание.

Если нарушена работа фиксирующих устройств или подвесы дверцы разбалансированы, то СВЧ излучение микроволновки станет проникать через образованные щели на кухню, создавать опасный фон.

Как проверить дверцу

Способ №1

Существует доступная каждому пользователю методика. Отрезают от листа писчей бумаги с плотностью 90÷110 полоску шириной 5÷7 см. Ее при открытой дверце поочередно закладывают в разные места:

  • сверху, снизу петель и между ними;
  • около защелок таким же способом.

Когда дверцу закрывают, то полоска бумаги должна удерживаться. Если она извлекается, значит необходима регулировка болтов крепления петель внутри установочных отверстий.

Способ №2

Обыкновенный мобильный телефон помещается в рабочую камеру, а дверца закрывается.

Внимание!
Микроволновку не включать!

Проверка защиты экрана микроволновой печи Samsung
Мобильник периодически посылает сигналы связи ближайшей приемной станции для обмена служебной информацией с ней на частоте 0,9÷1,9 ГГц.

Если экранировка исправна, то она нарушит работу этой связи.

Проверить это можно простым звонком на телефон.

Итогом будет один из результатов:

  1. телефон молчит, а станция сообщает, что абонент не обнаружен при исправной защите микроволновки;
  2. создание связи — при нарушенной.

Стоит заметить, что оба метода позволяют выявить явные дефекты. Более точные способы основаны на измерениях специальными приборами, которых в арсенале домашнего мастера нет.

А вот каналов прохода СВЧ излучения через корпус кроме неплотно закрытой дверцы может быть несколько. Оно хорошо «сифонит» сквозь малейшие щели волновода, проникая через выступающие наружу любые проводники электрического тока.

Принципиальная схема микроволновой печи
Антенна магнетрона излучает СВЧ колебания в волновод, который передает их через окно в рабочую камеру на продукты.

Если есть дефекты конструкции, не выявленные при производстве или допущенные при эксплуатации, то часть излучения высокой частоты выйдет из корпуса со всеми вытекающим последствиями.

Это довольно весомая причина не находиться при работе микроволновки ближе двух метров от нее. Особенно она актуальна для маленьких детей, организм которых еще развивается.

Найти и устранить причину выхода СВЧ излучения в домашних условиях без специального оборудования и подготовки невозможно, а ухудшить самостоятельным ремонтом — вполне вероятно.

Высоковольтное напряжение

Для обеспечения магнетрона питанием работает трансформатор, создающий на выходе 2 киловольта. Они поступают через высоковольтный конденсатор, накапливающий заряд и диод, обрезающий половину гармоники, на электроды.

Все эти элементы схемы очень опасны, могут вызвать серьёзную электротравму при неправильном обращении.

Отключение питания от сети еще не гарантирует отсутствие высоковольтного напряжения на оборудовании. Конденсатор хранит его продолжительное время.

Если вздумаете разбирать заводскую конструкцию, то хотя бы выполните нижерасположенные рекомендации.

Последовательность подготовительных операций

Доступ к высоковольтному оборудованию осуществляется в следующем порядке:

  1. микроволновка отключается от сети выдергиванием вилки шнура из питающей розетки;
  2. засекается время 20 минут, необходимое для разряда емкости высоковольтных конденсаторов штатными резисторами;
  3. после окончания выдержки отсоединяется провод заземления (нередко им не пользуются вообще);
  4. выжидается 1 час, необходимый для окончания процесса разряда.

Когда все четыре пункта последовательно выполнены можно снимать кожух и искать неисправность. Проверить отсутствие опасных потенциалов будет нелишним. А подавать напряжение на схему для пробных включений или проверок вообще недопустимо.

Помните не только об опасности высоковольтного напряжения, но и СВЧ излучения от магнетрона, которое без экранирования защитным корпусом чрезвычайно опасно.

Напряжение бытовой сети 220 вольт

Микроволновая печь создается для безопасной работы в трехпроводной сети, выполненной по схеме заземления TN-S. Для ее подключения требуется задействовать все три контакта евророзетки.

Если использовать старую проводку с двумя жилами, то работоспособность схемы микроволновки не нарушается. Она полностью выполняет функции разогрева пищи. Однако вопросы обеспечения электрической безопасности квартиры резко снижаются. Риски получения электротравм значительно возрастают.

Автоматические выключатели, на которые возложена вся защита в старых зданиях, не обладают способностью отключать токи, возникающие от прохождения потенциала фазы на корпус при повреждениях изоляции. А подобные ситуации чреваты серьезными последствиями.

Для их устранения необходимо использовать УЗО или дифавтомат, защиты которых способны эффективно работать только при соблюдении определенных условий, связанных с обязательным и качественным использованием контура заземления здания.

В схеме питания микроволновой печи часто используют фильтр снижения радиопомех, сглаживающий возможные пульсации напряжения, выдаваемые в сеть. Для его эффективной работы также необходимо учитывать способ заземления оборудования квартиры. Иначе на корпусе микроволновки может образовываться опасный потенциал фазы около 110 вольт.

Это значит, что минимальные неприятные ощущения от прохождения электрического тока через ваше тело уже подготовлены, а более печальные происшествия — не исключены.

Рекомендуем серьёзно подойти к вопросу собственной безопасности при пользовании микроволновкой, как и любыми другими бытовыми приборами.

Электрическая схема микроволновой печи

Рассмотрим ее на примере модели Samsung RE2900. Она позволяет понять принцип работы, который используется во всех моделях любых производителей и отличается различными специфическими модификациями.

На схеме уже сделаны красным цветом поясняющие пометки.

Принципиальная электрическая схема микроволновой-печи «Samsung-RE290D»
Сразу в левой части видно, что заземляющий контакт электрической вилки соединен с корпусом, имеющим подключение от средней точки конденсаторной развязки фильтра снижения в/ч помех.

На входе питания схемы расположен плавкий предохранитель FU1. Его состояние необходимо проверять электрическими методами — прозвонкой цепи мультиметром, переключенным в режим омметра.

Второй доступный предохранитель, который может перегореть, защищает микроволновку от использования в аварийном режиме, когда нарушена последовательность работы микровыключателей дверцы.

Чтобы схема магнетрона начала выдавать СВЧ излучение, необходимо разомкнуть контакт исправности микровыключателей дверцы и замкнуть все остальные. Отключение любого приводит к снятию питающего напряжения с высоковольтного трансформатора.

В схему включены два термических предохранителя-датчика, размыкающих свое положение в зависимости от температуры контролируемых объектов:

  1. корпуса магнетрона, на котором он установлен;
  2. рабочей камеры.

Первый из них работает периодически, защищая магнетрон от перегрева, а второй — при засорении вентиляционных отверстий или неисправностях вентилятора. Проявляется это преждевременным отключением микроволновки до момента времени, установленного программатором.

Электродвигатели таймера и вентилятора охлаждения подключаются контактом страхующего реле, обмотка которого выводится из работы перегоранием предохранителя Monitor fuse.

Микропереключатель управления мощности расположен на таймере и снимает напряжение со схемы питания магнетрона по его алгоритму.

Резистором R1 осуществляется снижение на несколько миллисекунд пускового тока трансформатора за счет работы релейного контакта inrush relay. Он ограничивает импульс, вызванный разрядом высоковольтного конденсатора при включении до момента приобретения им заряда. За счет этого печь плавно входит в режим работы без импульсного включения.

Подобная силовая схема электрических соединений, как видите, довольно проста и надежна в работе. А вот электронные блоки, используемые различными производителями, отличаются многообразием своих конструкций и функциональных возможностей. Но, это тема совсем другой статьи.

Рекомендуем для закрепления прочитанного материала посмотреть видеоролик владельца Ярослава Волкова “Как работает микроволновая печь”.

Надеемся, что помогли вам понять насколько безопасно работает схема вашей микроволновки, а как ей пользоваться в дальнейшем — решайте самостоятельно с учетом полученных сведений.

Если у вас остались вопросы, то задавайте их в комментариях. Также можете поделиться статьей с друзьями в соц сетях.

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1
(12 голосов, в среднем: 5 из 5)

4 комментария

  1. Здравствуйте Алексей. У меня микроволновка LG 10 лет. Недавно стал замечать, греть стала хуже. Причем раньше грела равномерно и посуда почти не нагревалась. А сейчас греет только верхнюю часть продуктов. Пришлось даже подставку сделать, чтобы тарелки с содержимым выше стояли. В чем дело? Можно ли как-то отрегулировать?
    С уважением, Андрей.

    1. Здравствуйте, Андрей. Алексей пару дней еще не сможет ответить, ввиду проблем с ноутбуком, попробую я посоветовать.
      В микроволновке, за выходным окном волновода должна находиться слюдяная пластина, которая играет важную роль для разогрева пищи. С большой вероятностью проблема именно в ней: попал жир, либо еще хуже — прогорела. Возможны и другие причины.

    2. Здравствуйте, Андрей.
      За 10 лет эксплуатации микроволновка вполне может стать хуже разогревать пищу. Я в статье попробовал объяснить, откуда берется тепло и как формируется СВЧ излучение. Давайте проанализируем еще раз на вашем примере.
      Источником энергии служит электричество, поступающее от снабжающей организации. Его параметры строго регламентированы, хоть и могут отклоняться в заданных технических нормативах. Они явно в норме.
      Идем дальше. Напряжение бытовой сети преобразуется высоковольтным трансформатором. Там всего две раздельных обмотки, выполненных изолированным проводом и металлический сердечник — магнитопровод, который сам по себе никак не поломается. У обсмоток же может возникнуть пробой изоляции. Но тогда трансформатор просто сгорит. У вас он работает.
      С трансформатора напряжение поступает на магнетрон — обыкновенный аналог лампового триода, выполненного из куска меди. Нарушить его термоэлектронную эмиссию можно в принципе. Но это сложно.
      Из магнетрона СВЧ излучение поступает в волновод и через слюдяное окно проникает на пищу. Вот на этот этап и стоит обратить внимание.
      Дело в том, что слюда хорошо выдерживает повышенные температуры, но она не работает вечно. Ее состояние можно повредить, если при разогреве пищи не пользоваться защитными крышками, которыми производитель рекомендует пользоваться. Пары и захваченные ими капельки жира оседают на стенках камеры и слюде. Со временем, если их своевременно не убирать, то накапливаются и образуют твердую пленку, разрушающую не только слюду, но и металл корпуса микроволновки.
      В итоге образуются щели, через которые начинает проникать СВЧ излучение наружу. Отслужившая свой ресурс слюда значительно ослабляет нагрев пищи.
      Вам надо проверить состояние корпуса микроволновки, ее волновод и особое внимание обратить на слюду. Если будете ее менять, то приобретать лучше подготовленный по размеру кусок, а не больший, который рекомендуют разрезать. Связано это с ее механическими свойствами и технологией обработки. Конечно. Можно рискнуть: взять острый нож и линейку и разрезать…но я не буду такое советовать.

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *