Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Elektrický ohřev mikrovlnný (10 – dokončení)

číslo 8-9/2005

Elektrický ohřev mikrovlnný (10 – dokončení)

prof. Václav Černý

Mikrovlnné elektromagnetické záření dobře proniká sklem, plasty, porcelánem a papírem, ale odráží se od kovových materiálů. Nelze tedy připravovat jídlo v kovovém nádobí. Pro mikrovlnný ohřev se využívají elektromagnetická pole o frekvenci 2 450 MHz (2,45 GHz), přičemž mikrovlnný ohřev vzniká přímo uvnitř biologického materiálu.

Obr. 1.

Obr. 12. Uspořádání mikrovlnné trouby Philips (1 – ohřívací prostor, 2 – dvířka trouby, 3 – tlumicí vysokofrekvenční vrstva, 4 – děrovaná vložka, 5 – ohřívaná potravina, 6 – podložka z plastu, 7 – plastový kryt oddělující vstupní anténu a rotující lopatkové reflektory 8 a 13 od vnitřku trouby, 9 – dutý vazební rozvod s výstupními otvory, 10 a 11 – magnetron, 12 – kryt ventilátoru

Konstrukční nákres mikrovlnné trouby je na obr. 12. Prostor trouby je uspořádán tak, aby mohl rezonovat se vstupním vysokofrekvenčním zářením i její vnitřek. Tím se zvyšuje účinnost zařízení. Od kovových stěn se mikrovlny odrážejí, a naopak bez omezení procházejí vložkami z plastu. K rovnoměrnému rozptýlení elektromagnetického záření v celém prostoru přispívají i rotující lopatkové reflektory, oddělené plastovou deskou, které jsou umístěny v horní části prostoru trouby (u některých systémů se používá otáčivý talíř). Díky tomu vstupují mikrovlny do ohřívaného materiálu ze všech stran. Aby se mikrovlnná trouba nepřehřívala, nesmí běžet naprázdno, tj. bez vložené ohřívané potraviny. Mikrovlnná trouba je proti přehřátí vybavena ochranou, která ji v takovém případě odpojí od přívodu proudu.

Elektrické příkony domácích mikrovlnných trub se obvykle pohybují v rozmezí 600 až 1 600 W. U ručně ovládaných přístrojů je možné příkon volit ve dvou až třech stupních. U automatických systémů se výkony nastavují samočinně podle volitelného programu.

Kombinované mikrovlnné trouby mají kromě mikrovlnného ohřevu zabudován ještě gril a spodní ohřev v podobě klasických odporových těles.

Obr. 2.

Obr. 13. Energetická bilance mikrovlnné trouby

Bezpečnost mikrovlnných trub musí splňovat platné mezinárodní předpisy; to je výrobce povinen deklarovat na výrobním štítku. Zdroj mikrovlnného záření i celý pracovní prostor jsou odstíněny a utěsněny proti prosaku mikrovln. Ve vzdálenosti 5 cm od přístroje nesmí být hodnota prosaku mikrovlnného záření při plném výkonu trouby větší než 5 mW·cm–2 a při chodu naprázdno 10 mW·cm–2. Uzavření dvířek je automaticky kontrolováno a při jejich náhodném otevření je zdroj záření okamžitě odpojen. Mikrovlnné trouby je třeba podle pokynů výrobce umístit v předepsané vzdálenosti od okolních zařízení, aby bylo zajištěno dostatečné chlazení. Musí také splňovat i ostatní předpisy s ohledem na provedení a připojení domácích elektrických spotřebičů, a to včetně elektromagnetické kompatibility.

Účinnost mikrovlnného ohřevu je asi 50 %. To znamená, že až 800 W se v mikrovlnné troubě přemění přímo na ztrátové teplo. Na obr. 13 je energetická bilance mikrovlnného ohřevu.

Tab. 1. Dielektrické vlastnosti některých materiálů při frekvenci 2,45 GHz

Materiál

e ´ (–)

e ² (–)

Teplota (°C)

PD (cm)

Al2O3

9,0

0,004

25

1 461

Al2O3

9,46

0,01

296

599

Al2O3

10,15

0,055

683

113

Al2O3

11,18

0,241

1 221

27

křemenné sklo

3,78

0,0002

25

18 937

SiC

10,4

0,9

25

7

ZrO4

18,0

2,34

300

4

ZrO4

18,8

3,38

500

3

ZrO4

22,3

8,25

800

1

PVC

2,9

0,016

25

107

PTFE

2,1

0,0006

25

4 700

rostlinný olej

2,0

0,2

20

14

voda

77,4

9,2

25

1,87

voda

69,4

4,9

50

3,3

voda

62,3

2,6

75

5,9

voda (zmrzlá)

3,2

0,003

–12

1 162

alkohol

6,0

1,32

25

4

etanol

8,0

7,5

25

0,7

metanol

24,0

13,5

25

0,7

metylalkohol

24,0

15

25

0,6

propanol

5,0

3,5

25

1

dřevo

4,0

0,88

25

4,4

borité sklo

4,0

0,0016

25

2 794

6. Závěr

Mikrovlnný ohřev nachází uplatnění také v mnoha průmyslových odvětvích, např. v potravinářském a farmaceutickém průmyslu, ve výrobě plastů a v gumárenském průmyslu. Výkony současných průmyslových mikrovlnných zařízení jsou 100 kW i více. Z ekonomického hlediska je nejvýhodnějším mikrovlnným zdrojem magnetron o výkonu 1,5 kW. Proto se u velkých zařízení paralelně zapojuje 100 i více modulů s magnetrony 1,5 kW.