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微波炉的工作原理

来源:http://www.sdjnyuehong.com     发布时间:2020-09-30   浏览次数:

    1946年,斯潘瑟还是美国雷声公司的研究员。一个偶然的机会,他发现微波溶化了糖果。事实证明,微波辐射能引起食物内部的分子振动,从而产生热量。


顾名思义,微波炉就是用微波来煮饭烧菜的。微波是一种电磁波。这种电磁波的能量不仅比通常的无线电波大得多,而且还很有个性,微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但不会消耗能量;而含有水分的食物,微波不但不能透过,其能量反而会被吸收。 
 
微波炉正是利用微波的这些特性制作的。微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康。装食物的容器则用绝缘材料制成。微波炉的心脏是磁控管。这个叫磁控管的电子管是个微波发生器,它能产生每秒钟振动频率为24.5亿次的微波。这种肉眼看不见的微波,能穿透食物达5cm深,并使食物中的水分子也随之运动,剧烈的运动产生了大量的热能,于是食物煮熟了。这就是微波炉加热的原理。用普通炉灶煮食物时,热量总是从食物外部逐渐进入食物内部的。而用微波炉烹饪,热量则是直接深入食物内部,所以烹饪速度比其它炉灶快4至10倍,热效率高达80%以上。目前,其它各种炉灶的热效率无法与它相比。 
 
而微波炉由于烹饪的时间很短,能很好地保持食物中的维生素和天然风味。比如,用微波炉煮青豌豆,几乎可以使维生素C一点都不损失。另外,微波还可以消毒杀菌。 
 
使用微波炉时,应注意不要空烧,因为空烧时,微波的能量无法被吸收,这样很容易损坏磁控管。另外,人体组织是含有大量水分的,一定要在磁控管停止工作后,再打开炉门,提取食物。 摘自《科学改变人类生活的100个瞬间》
 
微波炉的基本结构 
微波炉的基本外形和构造 
①门安全联锁开关--确保炉门打开,微波炉不能工作,炉门关上,微波炉才能工作; 
②视屏窗--有金属屏蔽层,可透过网孔观察食物的烹饪情况; 
③通风口--确保烹饪时通风良好; 
④转盘支承--带动玻璃转盘转动; 
⑤玻璃转盘--装好食物的容器放在转盘上,加热时转盘转动,使食物烹饪均匀; 
⑥控制板--控制各档烹饪; 
⑦炉门开关--按此开关,炉门打开。 
 
详细工作原理 
 
(1)炉腔。炉腔是一个微波谐振腔,是把微波能变为热能对食品进行加热的空间。为了使炉腔内的食物均匀加热,微波炉炉腔内设有专门的装置。初生产的微波炉是在炉腔顶部装有金属扇页,即微波搅拌器,以干扰微波在炉腔中的传播,从而使食物加热更加均匀。目前,则是在微波炉的炉腔底部装一只由微型电机带动的玻璃转盘,把被加热食品放在转盘上与转盘一起绕电机轴旋转,使其与炉内的高频电磁场作相对运动,来达到炉内食品均匀加热的目的。国内的自动升降型转盘,使得加热更均匀,烹饪效果更理想。 
 
(2) 炉门:炉门是食品的进出口,也是微波炉炉腔的重要组成部分。对它要求很高,即要求从门外可以观察到炉腔内食品加热的情况,又不能让微波泄漏出来。炉门由金属框架和玻璃观察窗组成。观察窗的玻璃夹层中有一层金属微孔网,既可透过它看到食品,又可防止微波泄漏。由于玻璃夹层中的金属网的网孔大小是经过精密计算的,所以完全可以阻挡微波的穿透。 
 
为了防止微波的泄漏,微波炉的开关系统由多重安全联锁微动开关装置组成。炉门没有关好,就不能使微波炉工作,微波炉不工作,也就谈不上有微波泄漏的问题了。 
 
为了防止在微波炉炉门关上后微波从炉门与腔体之间的缝隙中泄漏出来,在微波炉的炉门四周安有抗流槽结构,或装有能吸收微波的材料,如由硅橡胶做的门封条,能将可能泄漏的少量微波吸收掉。抗流槽是在门内设置的一条异型槽结构,它具有引导微波反转相位的作用。在抗流槽入口处,微波会被它逆向的反射波抵销,这样微波就不会泄漏了。 
 
由于门封条容易破损或老化而造成防泄作用降低,因此现在大多数微波炉均采用抗流槽结构来防止微波泄漏,很少采用硅橡胶门封条。抗流槽结构是从微波辐射的原理上得到的防止微波泄漏的稳定可靠的方法。广东格兰仕企业(集团)公司生产的格兰仕微波炉所采用的就是抗流槽结构和生产工艺,加上其开发研制的多重防微波泄漏技术。 
 
(3) 电气电路:电气电路分高压电路、控制电路和低压电路三部分。 
 
(a) 高压电路:高压变压器次级绕组之后的电路为高压电路,主要包括磁控管、高压电容器、高压变压器、高压二极管。 
 
(b) 磁控管:磁控管是微波炉的心脏,微波能就是由它产生并发射出来的。磁控管工作时需要很高的脉动直流阳极电压和约3~4V的阴极电压。由高压变压器及高压电容器、高压二极管构成的倍压整流电路为磁控管提供了满足上述要求的工作电压。 
 
(c) 低压电路:高压变压器初级绕组之前至微波炉电源入口之间的电路为低压电路,也包括了控制电路。主要包括保险管、热断路器保护开关、联锁微动开关、照明灯、定时器及功率分配器开关、转盘电机、风扇电机等。 
 
(4) 定时器。微波炉一般有两种定时方式,即机械式定时和计算机定时。基本功能是选择设定工作时间,设定时间过后,定时器自动切断微波炉主电路。 
 
(5) 功率分配器。功率分配器用来调节磁控管的平均工作时间(即磁控管断续工作时,工作、停止时间的比例),从而达到调节微波炉平均输出功率的目的。机械控制式一般有3~6个刻度文件位,而计算机控制式微波炉可有10个调整档位。 
 
(6) 联锁微动开关。联锁微动开关是微波炉的一组重要安全装置。它有多重联锁作用,均通过炉门的开门按键或炉门把手上的开门按键加以控制。当炉门未关闭好或炉门打开时,断开电路,使微波炉停止工作。 
 
(7) 热断路器。热断路器是用来监控磁控管或炉腔工作温度的组件。当工作温度超过某一限值时,热断路器会立即切断电源,使微波炉停止工作。 
 
使用、维护上的禁忌
 
[一]微波炉要放置在通风的地方,附近不要有磁性物质,以免干扰炉腔内磁场的均匀状态,使工作效率下降。还要和电视机、收音机离开一定的距离,否则会影响视、听效果。 
 
[二]炉内未放烹饪食品时,不要通电工作。不可使微波炉空载运行,否则会损坏磁控管,为防止一时疏忽而造成空载运行,可在炉腔内置一盛水的玻璃杯。 
 
[三]凡金属的餐具,竹器、塑料、漆器等不耐热的容器,有凹凸状的玻璃制品,均不宜在微波炉中使用。瓷制碗碟不能镶有金、银花边。盛装食品的容器一定要放在微波炉专用的盘子中,不能直接放在炉腔内。 
 
[四]微波炉的加热时间要视材料及用量而定,还和食物新鲜程度、含水量有关。由于各种食物加热时间不一,故在不能肯定食物所需加热时间时,应以较短时间为宜,加热后可视食物的生熟程度再追加加热时间。否则,如时间太长,会使食物变得发硬,失去香、色、味。按照食物的种类和烹饪要求,调节定时及功率(温度)旋钮,可以仔细阅读说明书,加以了解。 
 
[五]带壳的鸡蛋、带密封包装的食品不能直接烹调。以免爆炸。 
 
[六]一定要关好炉门,确保连锁开关和安全开关的闭合。微波炉关掉后,不宜立即取出食物,因此时炉内尚有余热,食物还可继续烹调,应过1分钟后再取出为好。 
 
[七]炉内应经常保持清洁。在断开电源后,使用湿布与中性洗涤剂擦拭,不要冲洗,勿让水流入炉内电器中。
 
[八]定期检查炉门四周和门锁,如有损坏、闭合不良,应停止使用,以防微波泄漏。不宜把脸贴近微波炉观察窗,防止眼睛因微波辐射而受损伤。也不宜长时间受到微波照射,以防引起头晕、目眩、乏力、消瘦、脱发等症状,使人体受损。
 
使用微波炉的9个禁忌
 
1.忌用普通塑料容器:一是热的食物会使塑料容器变形,二是普通塑料会放出有毒物质,污染食物,危害人体健康。使用专门的微波炉器皿盛装食物放入微波炉中加热,
 
2.忌用金属器皿:因为放入炉内的铁、铝、不锈钢、搪瓷等器皿,微波炉在加热时会与之产生电火花并反射微波,既损伤炉体又加热不熟食物。 
 
3.忌使用封闭容器:加热液体时应使用广口容器,因为在封闭容器内食物加热产生的热量不容易散发,使容器内压力过高,易引起爆破事故。即使在煎煮带壳食物时,也要事先用针或筷子将壳刺破,以免加热后引起爆裂、飞溅弄脏炉壁,或者溅出伤人。
 
4.忌超时加热:食品放入微波炉解冻或加热,若忘记取出,如果时间超过2小时,则应丢掉不要,以免引起食物中毒。 
 
5.忌将肉类加热至半熟后再用微波炉加热:因为在半熟的食品中细菌仍会生长,第二次再用微波炉加热时,由于时间短,不可能将细菌全杀死。冰冻肉类食品须先在微波炉中解冻,然后再加热为熟食。 
 
6.忌再冷冻经微波炉解冻过的肉类:因为肉类在微波炉中解冻后,实际上已将外面一层低温加热了,在此温度下细菌是可以繁殖的,虽再冷冻可使其繁殖停止,却不能将活菌杀死。已用微波炉解冻的肉类,如果再放入冰箱冷冻,必须加热至全熟。 
 
7.忌油炸食品:因高温油会发生飞溅导致火灾。如万一不慎引起炉内起火时,切忌开门,而应先关闭电源,待火熄灭后再开门降温。 
 
8.忌将微炉置于卧室,同时应注意不要用物品覆盖微波炉上的散热窗栅。
 
9.忌长时间在微波炉前工作:开启微炉后,人应远离微波炉或人距离微波炉至少在1米之外。
 
如何清除微波炉顽垢
 
微波炉用过后若不随即擦拭,很容易在内部结成油垢,所以只好用特别的招数除垢:将一个装有热水的容器放入微波炉内热两三分钟,让微波炉内充满蒸气,这样可使顽垢因饱含水分而变得松软,容易去除。
 

清洁时,用中性清洁剂的稀释水先擦一遍,再分别用清水洗过的抹布和干抹布作后的清洁,如果仍不能将顽垢除掉,可以利用塑料卡片之类来刮除,千万不能用金属片刮,以免伤及内部。后,别忘了将微波炉门打开,让内部彻底风干。

微波炉的工作原理(图1)


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