Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của lò vi sóng

Lò vi sóng ngày càng trở nên quen thuộc trong các gia đình, nó rất linh hoạt, là loại bếp tiết kiệm thời gian nhờ bức xạ vi ba đốt nóng thức ăn phục vụ cho nhu cầu ăn uống của con người. Hằng ngày bạn đã tiếp xúc sử dụng nó thường xuyên nhưng có khi nào các mẹ nghĩ tại sao nó lại làm được những công việc đó hay chưa?

Bài viết dưới đây sẽ giới thiệu sơ qua về nguyên lý hoạt động cũng như cấu tạo của lò vi sóng cho người sử dụng hiểu hơn về thiết bị mình đang sử dụng.

Cấu tạo lò vi sóng gồm các bộ phận chính:

• Buồng nấu (usable space).
• Mạch vi điều khiển (microcontronller),
• Máy phát sóng cao tần (magnetron) – nguồn phát sóng.
• Ống dẫn sóng (Waveguide).

Lưới kim loại thường được quan sát ở cửa lò vi sóng.

Ngăn nấu là một lồng Faraday gồm kim loại hay lưới kim loại bao quanh, đảm bảo cho sóng không lọt ra ngoài. Lưới kim loại thường được quan sát ở cửa lò vi sóng. Các lỗ trên lưới này có kích thước nhở hơn nhiều bước sóng(12cm), nên sóng viba không lọt ra, nhưng anh sáng (ở bước sóng ngăn hơn nhiều) vẫn lọt qua được, giúp qua sát thức ăn bên trong. Lò vi sóng dùng sóng vi ba để hâm nóng thức ăn.

Nguyên lý hoạt động

Sóng viba được tạo ra từ một bộ dao động điện từ và được khuếch đại nhờ Magnetron hoạt động như một đèn điện tử 3 cực. Năng lượng (sóng viba) từ máy phát (magnetron) được truyền theo ống dẫn sóng đến quạt phát tán (phía trên nóc lò) để đưa sóng ra mọi phía (hình 1-21). Ở giữa lò các sóng phân tán đều đặn nhờ sự phản chiếu của sóng lên thành lò. Thức ăn được đốt nóng bởi các phân tử nước.

Sự đốt nóng chia ra làm hai giai đoạn:

• Nước chứa trong thức ăn được hâm nóng bằng các sóng cực ngắn.
• Nước nóng sẽ truyền nhiệt cho các phần khác của thức ăn.

Bộ phận phát sóng Magnetron

Magnetron gồm một hình trụ rỗng bằng kim loại, bên ngoài là cực dương (anốt), phía trong người ta đặt những khoang cộng hưởng (cavity resonance). Để làm tăng tần số từ 50 Hz đến 2450 Hz, người ta dùng một bộ dao động mà bộ phận thiết yếu là mạch cộng hưởng song song. Mỗi khoang cộng hưởng tương đương như một mạch cộng hưởng song song.

Ở giữa trụ rỗng là âm cực (catốt) trong đó có một dây để đốt nóng (filament).

Bên trong magnetron là chân không, giữa điện cực âm và dương người ta dùng hiệu điện thế khoảng 2300 volt để tạo từ trường. Từ trường này làm di chuyển các electron từ cực âm sang cực dương. Để tạo ra và giữ cho các dao động ở tần số cao, các điện từ phải di động theo đường xoắn ốc trước các khoang cộng hưởng. Đường đi này có được là nhờ một từ trường tạo bởi thanh nam châm mà đường sức của nó thẳng góc với điện trường E.

Trong một điện từ trường mạnh, phân tử nước hướng theo chiều các đường sức. Dưới tác dụng của điện từ trường, các nguyên tử hydro và oxy thay đổi cực 2,45 tỉ lần trong một giây. Sự cọ sát giữa các phân tử nước với nhau tạo ra nhiệt. Nước trong thức ăn được đốt nóng nhanh chóng và truyền năng lượng cho các thành phần khác của thức ăn, do đó toàn bộ thức ăn được đốt nóng.