Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 7/2017 vyšlo
tiskem 28. 6. 2017. V elektronické verzi na webu od 28. 7. 2017. 

Téma: Kabely, vodiče a kabelová technika; Konektory; Software; Značení a štítkování

Hlavní článek
Elektrická izolace a tepelná vodivost

Aktuality

Finálové kolo soutěže EBEC přivede do Brna 120 nejlepších inženýrů z celé Evropy Co vše je možné stihnout navrhnout, smontovat a následně odprezentovat během dvou dní? To…

Co si akce „Světlo v praxi“ klade za cíle V České republice se prvním rokem koná akce v oblasti světelné techniky, která chce…

Startuje hlasování veřejnosti o vítězích 9. ročníku ekologické soutěže E.ON Energy Globe V Praze byly 20. 6. 2017 slavnostně představeny nominované projekty 9. ročníku prestižní…

Nejnovější monopost týmu ČVUT eForce FEE Prague Formula se představil na Václavském náměstí Dne 16. června se v dolní části Václavského náměstí prezentoval tým Fakulty…

IQRF Summit 2017 svědkem reálných IoT aplikací Akce zaměřená na reálná řešení v oblasti chytrých měst, budov, domácností, transportu,…

Konference Internet a Technologie 17 Sdružení CZ.NIC, správce české národní domény, si Vás dovoluje pozvat na již tradiční…

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.