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发表于
2009-3-23 23:19:36
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微波炉的工作原理
第一节 微波炉的工作原理
1946 年，美国斯潘瑟一个偶然的机会，发现微波溶化了糖果。事实证明，微波幅射能引起食物内部的分子振动，从而产生热量。 1947 年，第一台微波炉问世。但大家用微波来煮饭烧菜还是最近几年的事。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4.5 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，其他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，解冻，干燥 ……。
(一) 微波炉的种类和性能
微波炉按控制方式的不同，可分为：机电控制型 和 电脑控制型。机电控制型，微波通过定时器和功率调节器等机械装置来控制微波加热的时间。电控制型，按设定的程序完成各种操作。 微波炉按功能分，可分为：单一微波加热型 和 多功能组合型。
单一微波加热型，又分：转盘式 和 搅拌式两种。
多功能组合型，在单一微波加热的基楚上，增加烘烤装置。
按微波的容量还可划分为 17 升 ， 18 升 ， 20 升 ， 23 升 ， 24 升 ， 26 升 28 升 等微波炉。
微波炉的微波输出功率一般在 600W ～ 900W 范围内。转换效率一般按 30% ～ 60% 计算，微波炉的实际消耗功率约为 1100W ～ 1400W 。
本文由浅入深地主要介绍机电控制型单一微波加热的转盘式微波炉的工作原理及一般的检修方法。其它的，待后再继续探讨。
(二) 微波炉的工作原理
1. 微波的特性
微波是一种频率为 300MHZ~300GHZ 的电磁波，它的波长很短，具有可见光的性质，沿直线传播。微波在遇到金属材料时能反射，遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料可以穿透，在遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收，并将微波的电磁能量变为热能。由于微波的频率较高，它的传输需要用高导电率的 波导管来传输。
微波的频段虽然很宽，但是真正用于微波加热的频段却很窄，主要原因是避免使用较多的无线电频率，防止对微波通讯造成干扰。国际上，家用微波炉有 915MHz 和 2450MHz 两个频率， 2450MHz 用于家庭烹调炊具， 915MHz 用于干燥、消毒等工业，医疗行业等。
2. 微波加热原理
被加热的介质一般可分为 无极性分子电介质和有极性分子电介质 。有极性分子在没有外加电场时不显示极性。如果将这种介质放在外加电场中，每个极性分子会沿着电场力的方向形成有序排列，并在电介质表面会感应出相反的电荷，这一过程称为极化。外加电场越强，极化作用也越强。当外加电场改变方向时，极性分子也随之以相反的方向形成有序排列。若外加的是交变电场和磁场，极性分子将被反复交变磁化，交变电场的频率越高，极性分子反复转向的极化也就越快。此时，分子热运动的动能增大，也就是热量增加，食物的温度也随之升高，便完成了电磁能向热能的转换。
家用微波炉的频率是2450MHz ，电场方向每秒钟变化24.5 亿次，其生成的热量之大是可想而知的。微波炉是用微波来烹调食物的，它是由一种电子真空管——磁控管，产生2450MHz 的超短波电磁波，通过微波传导元件——波导管，发射到炉内各处，通过发射、传导、被食物吸收，引起食物内的极性分子（如水、脂肪、蛋白质、糖等）以每秒 24.5 亿次的极高速振动．并由振动所引起的摩擦使食物内部产生高热，将食物烹熟．
3. 微波炉的工作过程
电控系统将 220V 交流电压通过高压变压器和高压整流器，转换成4000V左右的直流电压，送到微波发生器产生微波，微波能量通过波导管传入炉内腔里．由于炉内腔是金属制成的，微波不能穿过．只能在炉腔里反射，并反复穿透食物，加热食物．从而完成加热过程。 |
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