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图解微波炉工作原理(组图)  

2013-04-20 03:57:19|  分类: 厨卫电器维修 |  标签: |举报 |字号 订阅

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图解微波炉工作原理(组图) - 甘肃-卓越维修 - 甘肃-卓越维修

  偶尔关注一下身边那些不起眼的小玩意儿,也会很有趣。普通的微波炉甚至比鞋子还便宜,但它却能将电源插座输出的220V电压提升到3,000V以上,在一两分钟内安全地烹饪好食物。而且,我们还能通过透明的炉门观看食物烹饪过程。

  微波炉的关键部件是磁控管(magnetron)。这个名字听起来像是某部科幻电影中的军事装备——这种先进真空管所产生的微波确实威力巨大,足够用于军用雷达(这也是研制磁控管的最初目的)。


微波炉不是用火焰或线圈产生的热量从外部加热食物,而是让微波穿透食物,在其内部产生热量。

  自上世纪50年代以来,微波炉走入了人们的生活,然而有些人似乎仍旧对这一技术感到担忧,他们担心微波会通过炉门飞射出来,危害我们的身体——特别是我们的眼睛。其实这种情况不会出现,因为微波会被嵌埋在炉门玻璃夹层中的金属丝网反射回去。美国弗吉尼亚大学物理学教授路易斯·A·布卢姆菲尔德(Louis A. Bloomfield)说:“金属丝网的孔洞比微波波长小很多,因此它可以起到实体金属反射镜一样的作用。”

  若干年前,一些营养学家担心微波会破坏食物中的营养成分。但是,一些研究却得出与此相反的结论:所有的烹饪方法都会破坏维生素,破坏程度视温度高低和烹饪时间长短而定。大多数研究表明,微波炉不会产生极端高温,与燃气灶或烤箱相比,它所需要的烹饪时间实际上更少。用煮的方法加热食物,对维生素和营养成分的破坏反而特别严重。

  微波炉是否会影响Wi-Fi网络?这是最近出现的一种担忧。严格密封的微波炉不会出现这种情况,因为电磁波辐射无法从微波炉中泄漏出来。但是极少量微波的泄漏仍可能带来一些干扰。布卢姆菲尔德说:“无线传输对电磁辐射极为敏感,十亿分之一数量级的泄漏量对我们的身体来说决不会有丝毫感觉,但是会使Wi-Fi信号受到影响。”

图解微波炉工作原理(组图) - 甘肃-卓越维修 - 甘肃-卓越维修

  水分子存在于大多数食物中。水分子的“两端”分别带有正电荷和负电荷。电场会使水分子的正电荷端指向同一个方向。微波电场的正、负极方向每秒钟转换49亿次,水分子也不停地随之转换方向。随着水分子不断转向,彼此发生碰撞,相互摩擦进而产生热量。陶瓷和玻璃容器中不含水分,因而不会发热,但变热的食物会通过热传导使它们变热。

  变压器、二极管和电容器将民用电从220V提升到3,000V以上,通过导线将高压电送往磁控管。磁控管产生微波,微波由天线送出,经由波导管(waveguide)进入炉腔,炉腔的金属腔壁不断反射微波。旋转的玻璃托盘会让食物均匀受热。一些型号的微波炉中没有玻璃托盘,但波导管端部有一个旋转小叶片,它能将微波完全散布开。

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  高压电被传送到阴极灯丝。灯丝变热后便会发射出电子,这些电子被外围带正电的阳极板吸引。一些大磁铁块施加的磁场使向外流动的电子云旋转。在旋转的过程中,电子云形成轮辐状,从阳极板之间的每一个空腔中穿过。移动着的电子云“轮辐”将负电荷传递给空腔,此后负电荷又会在下一个“轮辐”到达之前流出空腔。负电荷的反复增减在空腔内产生出2.45千兆赫兹的振荡电磁场。磁控管上的天线以这一频率发生谐振,从其顶部尖端发射出微波——这和无线电传输天线的原理几乎一模一样。

  你知道吗?

  ◆呼呼声:微波炉发出的呼呼声与磁控管无关,磁控管的谐振频率很高,远高于人耳所能听见的声音频率。这种噪声来自用于给磁控管降温的风扇。

  ◆嗡嗡声:微波炉还会产生一种嗡嗡声。这种噪声来自于变压器、二极管和电容器。它们在将电源插座50赫兹电流的电压逐渐升高时会产生振动,发出嗡嗡声。

  ◆火花:大家都认为金属物件会导致微波炉内部产生火花,但是情况并非完全如此。实际上微波炉的腔壁就是金属制造的。火花由带电粒子积聚而引起,当很短距离上电压发生大幅度改变时,这些带电粒子就会突然发出弧光。一块扁平的圆形金属盘,会让电荷分散到周围空间中,防止电荷堆积;那些可用微波炉加热的比萨饼托盘,或者是三明治套袋,上面就有一种金属涂层,它们会变得很热,把食物烤熟,却不会产生火花。但是一些带有尖端的金属物件,例如叉子的叉尖或铝箔的许多薄边,便会集聚电荷,还会导致局部电压下降,这样便会产生电晕放电(corona discharge),也就是我们看见的火花。

  ◆解冻:以前的微波炉在“解冻”或低功率模式下工作时,并不是采用调节磁控管功率大小的方法,而是靠不断打开和关闭磁控管来实现。因此,在烹饪的过程中,磁控管是断断续续地满负荷工作的,我们用耳朵就可以清楚地听到它的不断开启和关闭。一些新型微波炉采用了一种脉宽调制器(pulsewidth modulator),这块巨大的电路板能调节变压器的功率,从而减小微波炉的功率。

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