نحوه کارکرد مایکروفر و قطعات آن

استفاده از مایکروویو یا مایکروفر در دهه 1970 میلادی رایج شد که راحتی غذا پختن را به سطح جدیدی ارتقا داد. یک اجاق گاز معمولی غذا را بسیار آهسته از بیرون به داخل آن گرم می کند، اما مایکروفرها از امواج رادیویی کوتاه و پر قدرت برای پخت یکنواخت تمام قسمت های مواد غذایی به صورت یکنواخت استفاده می کنند. به همین دلیل است که مایکروویو می تواند مثلا یک تکه گوشت را تقریبا شش برابر سریع تر از اجاق گازهای معمولی بپزد. این دستگاه همچنین در مصرف انرژی نسبت به اجاق گاز صرفه جویی می کند، زیرا می تواند بلافاصله بدون این که منتظر گرم شدن آن بمانید، فورا غذا را درون دستگاه بپزید یا گرم کنید.

در این مقاله به توضیح نحوه کارکرد مایکروفر و قطعات آن خواهیم پرداخت تا شما با کسب این اطلاعات در صورت بروز ایراد در مایکروویو خود، توانایی و اطلاعا کافی برای رفع مشکل را داشته باشید.

خصوصیات امواج مایکروویو

امواج مایکروویو بسیار شبیه به امواج تلویزیون و رادیو است که از الکتریسیته و مغناطیس تشکیل شده است. این امواج به طور متناوب و با سرعت نور (300000 کیلومتر در ثانیه) می توانند در هوا جریان پیدا کنند که البته با چشم قابل دیدن نیستند. طول موج امواج رادیویی می تواند بسیار طولانی (مثلا ده ها کیلومتر) یا خیلی کوتاه باشد. امواج مایکروفرها از کوتاه ترین امواج رادیویی هستند که فقط ۱۲ سانتی متر طول دارند. در حقیقت این امواج از نظر طول، مابین امواج رادیویی و فروسرخ قرار می گیرند.

داخل محفظه مایکروفر با فولاد ضد زنگ پوشانده شده است تا بتواند امواج مایکروویو را به خوبی منعکس کرده و از نشت این امواج به بیرون نیز جلوگیری کند. اگر امواج مایکروویو با سلول ها و بافت های بدن موجودات زنده از جمله انسان تماس پیدا کنند، می تواند به آن ها آسیب برساند. به همین دلیل مایکروفرها را طوری می سازند که محفظه آن ها اجازه خروج به هیچ امواجی را ندهد. بنابراین سالم بودن قطعات و محفظه مایکروویو برای حفظ سلامتی افراد بسیار مهم است.

مایکروفر چگونه غذا را گرم می کند؟

عملکرد مایکروویو بسیار سریع و کارآمد است، زیرا انرژی گرمایی را از طریق امواج الکترومغناطیسی مستقیما به داخل مولکول های آب، چربی و قند درون مواد غذایی هدایت می کند.

مایکروفر دارای دو سیستم مجزا است که در ارتباط با یکدیگر کار می کنند. این دو سیستم به نام های بخش کنترل و بخش ولتاژ بالا شناخته می شوند. بخش کنترل، الکتریسیته را به طور ایمن از منبع به قطعات مایکروفر انتقال می دهد. سپس بخش ولتاژ بالا، کار اصلی یعنی پختن یا گرم کردن غذا را با تبدیل الکتریسیته به پرتوهای امواج مایکروویو و انتشار آن ها به محفظه اصلی انجام می دهد. علاوه بر این، هر دوی این بخش ها دارای سنسورهای مختلف و یا دستگاه های امنیتی هستند که وظیفه آن ها جلوگیری از تولید گرمای بیش از حد یا بروز هر گونه نقص است که ممکن است خطرناک باشد.

روند کار مایکروفر به این صورت است که در داخل دستگاه، یک ژنراتور تولید کننده امواج وجود دارد که به آن مگنترون (magnetron) می گویند. وقتی مایکروفر روشن می شود، مگنترون برق را از منبع دریافت کرده و آن را به امواج رادیویی پر قدرت با طول موج 12 سانتی متر تبدیل می کند. سپس مگنترون این امواج را از طریق یک کانال به داخل محفظه مایکروویو که مواد غذایی در آن وجود دارد، انتشار می دهد. سپس امواج مایکروویو با برخورد به دیواره های فلزی داخلی مجددا بازتاب شده و با مولکول های غذا برخورد می کنند. همانطور که امواج رادیویی می توانند از دیوارهای خانه عبور کنند، امواج مایکروویو نیز به داخل غذا نفوذ کرده و مولکول های غذا را با سرعت بیشتری به ارتعاش در می آورند. در حقیقت در اینجا انرژی پرتوهای الکترومغناطیسی به انرژی جنبشی تبدیل می شود.

مولکول های غذا درون مایکروفر که دارای ارتعاش هستند با حرکت خود به مولکول های اطراف برخورد کرده و انرژی جنبشی را به گرما تبدیل می کنند، بنابراین هر چه این مولکول ها سریع تر ارتعاش کنند، غذا داغ تر می شود. در این حالت امواج مایکروویو، مواد غذایی که روی صفحه گردان قرار دارد و به آرامی در حال چرخیدن است را نسبتا به طور یکنواخت از بیرون به داخل گرم می کند.

به طور کلی عملکرد قطعات اصلی مایکروفر برای گرم کردن یا پختن غذا طی این مراحل صورت می گیرد:

1. باز کردن درب مایکروفر
2. قرار دادن ظرف غذا روی صفحه گردان داخل محفظه مایکروفر
3. بستن درب مایکروویو
4. انتخاب برنامه و فشردن دکمه “Start” در مایکروفر
5. فعال شدن ترایاک و به جریان افتادن برق
6. چرخیدن صفحه گردان داخل مایکروفر به منظور گرم شدن یکنواخت
7. تقویت برق توسط ترنسفورماتور فشار قوی
8. انتقال الکتریسیته تقویت شده به مگنترون
9. تبدیل انرژی الکتریسیته به امواج الکترومغناطیسی توسط مگنترون
10. هدایت امواج الکترومغناطیسی از طریق هدایت کننده امواج به سمت محفظه مایکروویو
11. انتشار امواج الکترومغناطیسی درون محفظه مایکروفر و بازتاب آن ها در صورت برخورد با دیواره های داخلی
12. نفوذ امواج الکترومغناطیسی به درون مواد غذایی و به حرکت درآوردن مولکول های غذا
13. گرم شدن یا پختن مواد غذایی

تفاوت کارکرد مایکروویو نسبت به فر و اجاق گاز

در یک فر معمولی، گرما باید از المنت گرمایشی الکتریکی یا مشعل گازی که در کف، سقف یا اطراف فر قرار گرفته اند، به غذا منتقل شود. بنابراین در این حالت غذا از طریق رسانش از لایه های بیرونی به لایه های داخلی شروع به گرم شدن می کند. در واقع فرهای معمولی از هوای گرم و خشک برای پختن غذا از طریق جریان همرفتی، استفاده می کنند که این جریان گرما از بیرون به سمت مرکز غذا اجازه می دهد تا سطح خارجی غذا برشته شده و داخل آن آب دار باقی بماند. به همین دلیل است که لبه های یک کیک در فر معمولی ممکن است بسوزد، در حالی که داخل آن هنوز نپخته است. گاهی اوقات بعضی از افراد می گویند که مایکروویوها غذا را از داخل به بیرون گرم می کنند، اما این ادعا کاملا صحیح نیست. در واقع امواج مایکروویو به طور همزمان و یکنواخت به مولکول های مواد غذایی ارتعاش بخشیده و آن ها را به حرکت در می آورند، بنابراین به طور کلی این دستگاه ها سریع تر و یکنواخت تر از فر، باعث پختن یا گرم شدن غذا می شوند.

نحوه گرم شدن مواد غذایی در مایکروویو نسبت به اجاق گاز و فر، بیشتر به عواملی همچون نوع مواد غذایی، شکل و اندازه آن بستگی دارد. از آنجایی که مایکروویو مولکول های مایع موجود در غذاها را به حرکت درمی آورد، بنابراین مواد غذایی شبیه به تارت یا پای سیب که محتوای مرکزی آن نسبت به اطراف دارای مولکول های مایع بیشتری است، از داخل به بیرون شروع به گرم شدن می کند، زیرا مولکول های مایع آن سریع تر به ارتعاش در می آیند. اما در مورد سایر غذاها که محتوای آب آن ها به طور یکنواخت پخش شده است، احتمالا متوجه خواهید شد که مایکروفر نیز مانند فر آن را از بیرون به داخل گرم می کند. در نتیجه از آنجایی که مایکروویو با انرژی دادن به مولکول های آب کار می کند، بنابراین نسبت به اجاق گازهای معمولی می تواند بیشتر باعث خشک شدن مواد غذایی شود.

فاکتور مهم دیگر در نحوه گرم شدن غذا در مایکروفر نسبت به اجاق گاز و فر، اندازه و شکل غذا است. امواج مایکروویو نمی توانند بیشتر از یک یا دو سانتی متر به درون مواد غذایی نفوذ کنند. مانند شناگری که در آب شیرجه می زند، امواج مایکروویو نیز از لحظه ورود به غذا انرژی خود را کم کم از دست داده و پس از طی فاصله کوتاهی دیگر انرژی کافی برای نفوذ به عمق بیشتری از غذا را ندارند. بنابراین اگر در حال پختن مواد غذایی بزرگ مثل یک تکه گوشت در مایکروفر باشید، فقط لایه بیرونی آن توسط خود امواج دستگاه پخته می شود و قسمت داخلی توسط پدیده همرفتی پخته می شود. پدیده همرفتی به این معنی است که با گرم شدن مولکول های خارجی غذا توسط امواج الکترومغناطیسی، گرما و ارتعاش آن ها به مولکول های داخلی منتقل می شود و مولکول های داخلی غذا توسط گرما و ارتعاش مولکول های بیرونی گرم می شوند.

در حالی که همه مایکروویوها دارای یک سری ویژگی های اولیه مشترک هستند، مدل های مدرن تر ممکن است دارای عملکردهای دیگری از جمله برشته کردن (Browning)، بخارپز و قابلیت همرفت یا کانوکشن (Convection) که مانند فر عمل می کند، باشند. این امر باعث می شود که بتوانید غذاهایی مانند تخم مرغ، برنج، سبزیجات بخارپز و ماهی را نیز در مایکروفر بپزید. برای مثال مایکروفرهای کانوکشن با همین روش غذا را گرم می کنند، با این تفاوت که عملکرد اضافه تری نیز دارند. در این مایکروفرها یک المنت حرارتی و یک فن تعبیه شده است که هوای گرم را در داخل محفظه دستگاه به گردش در می آورد. این امر به شما کمک می کند که بتوانید غذاهایی مانند خوراک لوبیا یا حتی یک مرغ کامل را فقط در مایکروفر بپزید و آن ها را برشته کنید. همچنین مایکروویوهای پیشرفته با داشتن یک سنسور پخت و پز می توانند به طور خودکار زمان پخت را تنظیم و کنترل کنند تا نیازی به انجام دستی این کار نباشد.

انواع قطعات به کار رفته در مایکروفر

درست است که مدل های مختلف مایکروفرها می توانند خصوصیات، ویژگی ها و عملکردهای متفاوتی داشت باشند، اما پایه و اساس کارکرد آن ها مشابه هم می باشد. درک مکانیسم قطعات به کار رفته در مایکروویو به شما کمک می کند تا بتوانید از دستگاه خود به درستی استفاده کرده و همچنین در صورت بروز مشکل، عیب یابی آن را به درستی انجام دهید.

در ادامه به توضیح مهم ترین قطعات مایکروفر پرداخته و کارکرد هر یک را توضیح خواهیم داد.

1. ترایاک

ترایاک که بخشی از سیستم کنترل مایکروفر می باشد، وسیله ای است که به انتقال الکتریسیته از منبع (به عنوان مثال انتقال برق از طریق سیم) به بخش ولتاژ بالا کمک می کند. به طور پیش فرض این رله الکترومکانیکی، ارتباط مدارهای مایکروویو با برق را تا موقعی که نیاز نباشد، به صورت قطع نگه می دارد. سپس هنگامی که مایکروفر روشن می شود و سنسورها فعال می شوند، ترایاک نیز فعال شده و آماده برق رسانی به ترنسفورماتور بخش ولتاژ بالا در مایکروویو برای گرم کردن غذا می شود. البته توجه داشته باشید که ترایاک تنها در صورتی فعال می شود که تمام فیوزها و کلیدهای انتقال برق در سراسر مایکروفر به درستی کار کنند.

2. ترنسفورماتور

مایکروویوها به انرژی بیشتری نسبت به ولتاژ معمولی که سیم کشی برق خانه تولید می کند، نیاز دارند. وجود ترانسفورماتور فشار قوی در مایکروفر این مشکل را برطرف می کند. زیرا وظیفه ترانسفورماتور این است که برق سیم کشی خانه را در دستگاه، تا سطحی که برای تولید امواج الکترومغناطیسی در مایکروویو نیاز است، تقویت کند.

در واقع ترانسفورماتور فشار قوی در مایکروفر از یک سری خازن تشکیل شده است که این خازن ها، جریان الکتریکی را در یک حلقه جمع کرده تا آن را تقویت کنند. به طوری که ترنسفورماتور معمولا می تواند برق حدود 3000 تا 5000 ولت را از برق خانگی تولید کند.

3. مگنترون (Magnetron)

هنگامی که ولتاژ برق در مایکروفر توسط ترنسفورماتور به اندازه کافی تقویت شود، این الکتریسیته به مگنترون منتقل می شود. مگنترون یک لوله خلاء دو قطبی است که یک میدان مغناطیسی با استفاده از آهنربا به آن اضافه می شود. بر این اساس مگنترون با دریافت برق می تواند جریان الکتریکی را به امواج الکترومغناطیسی تبدیل کند.

در حقیقت مگنترون مایکروفر به عنوان یک دیود منحصر به فرد، از میدان مغناطیسی برای کنترل حرکت الکترون ها استفاده می کند. در این سیستم دو آهنربای حلقه ای وجود دارد که الکترون ها را در مسیر خاصی منحرف می کند. این امر باعث می شود که الکترون ها به صورت دایره ای حرکت کرده و از پخش شدن آن ها جلوگیری شود. در واقع هنگامی که الکترون ها از دیود عبور می کنند، باعث می شود که در نهایت به شکل امواج مایکروویو از هم جدا شوند.

4. هدایت کننده امواج

پس از ایجاد امواج الکترومغناطیسی در مایکروویو، قطعه ای فلزی به نام هدایت کننده امواج، این امواج را به داخل محفظه پخت و پز هدایت می کند تا مستقیما به درون مواد غذایی نفوذ کرده و یا پس از برخورد به دیواره های داخلی و بازتاب امواج به سمت مواد غذایی هدایت شوند.

5. محفظه پخت و پز مایکروفر

محفظه پخت و پز مایکروفر در واقع یکی از مهم ترین اجزای این دستگاه برای دستیابی به گرمایش مورد نیاز می باشد. دیواره های داخلی این محفظه مکعب مستطیل شکل، طوری طراحی شده اند که بتواند پرتوهای الکترومغناطیسی را بازتاب کنند. توجه داشته باشید که امواج تولید شده در مایکروویو می تواند برای انسان بسیار خطرناک باشد. به همین دلیل است که محفظه ای مخصوص برای مایکروفر در نظر می گیرند تا در هنگام تولید امواج از نشت آن به بیرون و به خطر انداختن سلامتی افراد جلوگیری شود. بنابراین سالم بودن این محفظه مورد مهمی است که هنگام استفاده از مایکروویو باید در نظر گرفت.

6. درب مایکروفر

هنگامی که درب مایکروفر بسته می شود، محفظه دستگاه کاملا مهر و موم شده تا از نشت امواج مضر مایکروویو به بیرون جلوگیری شود. زیرا اطراف درب با درزگیرهایی محکم شده است که از خروج این امواج جلوگیری می کند. روی درب مایکروفر یک شبکه فلزی نازک با سوراخ های ریز برای جلوگیری از عبور امواج به بیرون از محفظه تعبیه شده است. با این حال این سوراخ ها طوری طراحی شده اند که به کاربر اجازه می دهند تا بتواند داخل محفظه پخت و پز را ببیند و از شرایط غذای خود مطلع شود. علاوه بر این چفت درب دارای میکروسوئیچ هایی است که برای حفظ ایمنی افراد تعبیه شده است. در حقیقت میکروسوئیچ درب مایکروفر بسته بودن صحیح درب را تشخیص داده و در صورت وجود اشکال در چفت یا قفل درب، از روشن شدن دستگاه جلوگیری می کند.

7. فن خنک کننده

مانند سایر وسایل الکترونیکی گرم کننده، مایکروویو نیز در خطر گرم شدن بیش از حد قرار دارد. از این رو دارای یک فن خنک کننده برای جلوگیری از وقوع این امر می باشد. فن خنک کننده در مایکروفر تلاش می کند تا گرمای ایجاد شده را به بیرون پخش کند تا حرارت دستگاه از سطح مشخصی بالاتر نرود. این فن به صورت اتوماتیک هنگامی که مایکروفر روشن می شود، شروع به چرخش می کند.

9. کنترل پنل

کنترل پنل مایکروفر قطعه ای است که کاربر به وسیله آن دستور پخت یا گرم کردن غذا را به دستگاه می دهد. طراحی پنل کنترل مایکروویوها از مدلی به مدل دیگر متفاوت است. به طوری که در برخی از آن ها این صفحه ممکن است لمسی و در برخی دیگر غیر لمسی و دارای دکمه ها باشد. در حقیقت انواع برنامه های پخت و پز شامل گریل، یخ زدایی، برشته کردن و سایر موارد در کنترل پنل مایکروفر قابل انتخاب و اجرا هستند.

سخن پایانی

با مطالعه این مقاله از نحوه کارکرد مایکروفر، قطعات به کار رفته در آن و همچنین چگونگی ارتباط این قطعات با یکدیگر آشنا شدید. به طوری که کسب این اطلاعات کاربردی می تواند تا حد زیادی شما را در عیب یابی ایرادات و مشکلات مختلف مایکروویو یاری کند. اما در صورتی که موفق به تشخیص مشکل مایکروفر خود نشده اید، تعمیرکاران مجرب داره چاره می توانند به راحتی در عیب یابی و تعمیر مایکروفر شما، اقدامات لازم را انجام دهند.