Устройство

Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:

• металлическая , с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется высокочастотное излучение, например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;
• трансформатор - источник высоковольтного питания магнетрона;
• цепи управления и коммутации;
• непосредственно СВЧ-излучатель - магнетрон ;
• волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
• вспомогательные элементы:
  • вращающийся столик - необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
  • схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
  • вентилятор , охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

Разновидности

• с конвекцией (означает, что МВП может обдувать продукт горячим воздухом таким же образом, как обычная духовка).

Принцип работы

Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы . Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется дипольным моментом . А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг - это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.

Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже. У льда замороженные молекулы воды удерживаются в кристаллической решётке , требуют для дипольного сдвига более низкой частоты (килогерцы вместо гигагерц, например, для удаления льда с линий электропередачи используется частота 33 кГц), и частота излучения, используемая в микроволновой печи, оказывается не оптимальной.

Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом деле микроволны идут снаружи внутрь, задерживаются в наружных слоях пищи, потому разогрев равномерно влажного продукта происходит приблизительно так же, как и в духовой печи (чтобы убедиться в этом - достаточно подогреть варёный картофель «в мундире», где тонкая кожура достаточно защищает продукт от высыхания). Неверное представление вызвано тем, что микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы, которые обычно бывают на поверхности продуктов, и поэтому их нагревание в некоторых случаях начинается глубже, нежели при других способах нагрева (хлебные изделия, к примеру, разогреваются именно «изнутри», и именно по этой причине - хлеб и булочки снаружи имеют подсохшую корочку, а большинство влаги сосредоточено внутри).

Мощность печи

Мощность СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 2500 Ватт и выше.
Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать уровень излучаемой мощности. Для этого нагреватель (магнетрон) периодически включается и выключается, согласно установке регулятора мощности (т. е. сам магнетрон имеет только два состояния - вкл./выкл., но чем больше длительность включённого состояния, по отношению к выключенному - тем больше излучённая мощность печи в единицу времени - метод т. н. широтно-импульсной модуляции). Эти периоды включения/выключения можно наблюдать во время работы печи непосредственно (слышать это в виде изменений шума, производимого работающей печью, а также - по изменению внешнего вида некоторых продуктов (надувания некоторых воздушных продуктов, в том числе - пакетов) и т. п.) во время включения и выключения магнетрона.

Меры предосторожности

Советская микроволновая печь «Днепрянка-1»

Вопросы безопасности

Электромагнитная безопасность

Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы

Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия. При воздействии излучения 8 и более часов предельно допустимый уровень (ПДУ) - 0,025 мВт/см², при воздействии 2 часа, ПДУ - 0,1 мВт/см², а при воздействии 10 минут и менее, ПДУ - 1 мВт/см².

Мифы о СВЧ-печах

В прессе встречаются утверждения, что микроволновые печи (со снятой дверцей) могут использоваться в военном деле для недорогой имитации радаров, с целью заставить противника истратить для их подавления дорогостоящие боеприпасы или ресурсы самолётов постановки помех. Обычно публикации ссылаются на опыт сербской армии в Косово .

См. также

Ссылки

• Вода и микроволны (англ.)

Примечания

На основе электромагнитных волн работает не только микроволновка. Те же принципы физики используются и в телефонии, и в радиосвязи. Процесс работы устроен так, что волны разгоняют молекулы воды, тем самым давая продуктам нагреваться (подробнее — в статье как работает микроволновая печь). Так кто же изобрел такое незаменимое сегодня устройство, как микроволновая печь?

Существует две версии того, как микроволновки появились в нашей жизни. Интересно и то, что они совсем не взаимоисключающие, а значит, обе имеют право на существование:

1. В первом варианте изобретение СВЧ приписывают нацистам. Во время проведения военных действий трата времени на приготовление еды могла стоить жизни. Для решения этой проблемы они и придумали такое устройство. Позднее, документы с исследованиями и варианты первых печей получили исследователи крупных стран, в том числе и Россия.
2. По второй версии изобретение микроволновой печи приписывают американскому инженеру Перси Спенсеру, доказавшему воздействие магнетрона на продукты. Проводя свои исследования, он выяснил, что волны определенной частоты выделяют большое количество тепла.

Перси Спенсер — изобретатель микроволновой печи

Патент на свое изобретение Спенсер оформил 8 октября 1945 года. А первая печь была выпущена в 1947 г. Правда, использовали ее только военные и только для размораживания продуктов.

Споры ученых и критика микроволновых печей

Долгие годы широкое использование микроволновых печей оставалось под вопросом. Ученые утверждали, что под воздействием волн изменяется молекулярный состав продуктов, что может привести к онкологическим заболеваниям.

Особый упор в своих доказательствах они делали на то, что для работы СВЧ необходимо полностью герметичное пространство, а не плотно закрытая дверь, что может пагубно влиять на здоровье.

Было проведено множество исследований, результаты которых были весьма сомнительными. Однако, негативный пиар — тоже пиар, а официального подтверждения о вреде СВЧ так и не поступило. Публикации же сообщали следующие сведения:

1. Микроволновые печи наносят вред детским блюдам, так как молочные продукты под воздействием волн становятся токсичными и способствуют нарушению нервной системы.
2. Воздействуя на молекулы воды, части волн остаются в них и попадают в человеческий организм. У подопытных, на которых ставился эксперимент, падал гемоглобин и повышался холестерин.
3. Другие исследования показали, что микроволны не просто остаются в продуктах, но воздействуют на состав и изменяют его. Некоторые эксперименты показали, что такие изменения могут повлиять на дегенерацию личности, о чем свидетельствует повышение числа белых телец в крови и нарушение пропорций в показателях холестерина.
4. В любой еде, которая приготавливается в СВЧ устройствах, образуется холестерин.

Эксперименты подтверждают, что блюда, подвергнутые обработке в СВЧ, не только видоизменяются, но и теряют полезные свойства . По данным российских ученых, уровень питательности продуктов падает до 90%.

Защитим своих граждан!

Известно, что некоторое время СВЧ были не просто подвергнуты критике. Интересно, почему в СССР были запрещены микроволновые печи? Ответ на этот вопрос кроется в исследованиях и экспериментах советских ученых, сделавших вывод, что:

1. Микроволны ускоряют процесс распада веществ.
2. Микроволны способствуют образованию раковых соединений в продуктах. Это происходит путем взаимодействия водных молекул и видоизмененных белков.
3. Нарушается метаболизм, так как продукты, которые мы поглощаем, имеют непривычную структуру.
4. Изменения в продуктах приводят к нарушению защитных функций организма.
5. Могут появиться проблемы с желудком, вплоть до образования раковых опухолей.
6. В крови появляются раковые клетки.
7. Организм перестает усваивать многие витамины, необходимые пищеварительной системе.
8. Микроволновка образует поле, которое пагубно сказывается на здоровье.

Захват рынка

Несмотря на все страхи и публикации, микроволновые печи активно выпускались и продавались. Американский изобретатель не сомневался в эффективности своего продукта, несмотря на возмущение и критику ученых.

Вот несколько этапов, которые прошли печи от своего возникновения и до сегодняшнего дня:

1. Первые печи были невероятно громоздкими и достигали в высоту около 1,8 метров. Весили же устройства примерно 1,5 тонны, что не позволяло передвигать прибор без посторонней помощи. Стоимость их составляла примерно 1000 долларов, что говорило о том, что позволить себе СВЧ могли только весьма обеспеченные граждане.
2. В продажу печи поступили в 1962 году.
3. В 1966 году печи стали оборудоваться привычной вращающейся подставкой.
4. К 1979 году печью уже управляет микропроцессор.
5. А в 1999 году управление стало производиться микрокомпьютером. Появились такие знакомые функции, как гриль и конвекция , а сама печь стала использоваться не только для разогрева, но и для готовки.

Интересно то, что, несмотря на все запугивания прессы и ученых, к 1975 году уровень продаж по СВЧ превысил продажу газовых плит. А в 1976 году популярность микроволновок затмила посудомоечные машины.

Заключение

Остается только поблагодарить Перси Спенсера за создание такого чуда электроники. Ведь современная кухня немыслима без микроволновки. Слухи же про ее пагубное воздействие сильно преувеличены: все новое и неизведанное в любом случае сталкивается с негативной критикой. Важно, что сегодняшние печи безопасны (при соблюдении правил эксплуатации) и попросту незаменимы на любой кухне.

Микроволно́вая печь (также СВЧ -печь; устар. микрово́лновая ; разг. микроволно́вка) - электроприбор ,позволяющий совершать разогрев водосодержащих веществ благодаря электромагнитным излучением дециметрового диапазона (обычно с частотой 2,450 ГГц) и предназначенный для быстрого приготовления , подогрева или размораживания пищи .

Устройство

Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:

• металлическая , с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется высокочастотное излучение, например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;
• трансформатор - источник высоковольтного питания магнетрона;
• цепи управления и коммутации;
• непосредственно СВЧ-излучатель - магнетрон ;
• волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
• вспомогательные элементы:
  • вращающийся столик - необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
  • схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
  • вентилятор , охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

Разновидности

По типу конструкции микроволновые печи подразделяются на:

• соло - только СВЧ излучение; без гриля и конвекции.
• с грилем - содержит встроенный кварцевый или тэновый гриль.
• с конвекцией - специальный вентилятор нагнетает в камеру горячий воздух, тем самым обеспечивая более равномерное пропекание, аналогично духовке .

По типу управления микроволновые печи делятся на:

• механические - используются механические регуляторы времени и мощности.
• кнопочные - пульт управления состоит из набора кнопок.
• сенсорные - используются кнопки сенсорного типа.

Механика является наиболее привычной и сама по себе проста. Сенсорная панель представляет собой надежный монитор с кнопками (выпуклыми или гладкими). На экране такой СВЧ-печи можно увидеть множество различных программ. Отметим, что микроволновые печи с электронным типом управления имеют гораздо больше функциональных возможностей, что позволяет пользователям выбирать наиболее подходящие режимы для готовки самых разных блюд.

История

Советская микроволновая печь «Днепрянка-1»

Меры предосторожности при эксплуатации

Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде.

Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») - даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами , что может разрушить посуду в области металлического напыления.

Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца - из-за сильного испарения воды внутри создаётся высокое давление, поэтому они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой (либо перед разогревом надо проткнуть каждую сосиску вилкой).

Запрещено включать пустую микроволновку. Необходимо как минимум поставить в неё стакан воды .

Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность - вода способна к перегреванию , то есть к нагреванию выше температуры кипения . Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только к дистиллированной воде , но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных частиц. Чем более гладкой и однородной является внутренняя поверхность сосуда с водой, тем выше риск. Если у сосуда узкое горлышко, то велика вероятность, что в момент начала кипения перегретая вода выльется и обожжёт руки.

Вопросы безопасности

Электромагнитная безопасность

Есть многочисленные данные в пользу опасности от микроволновых печей для электронных приборов. Микроволновое излучение при работе печи(в случае неисправности или негерметичности камеры), выходя наружу, может создавать помехи в работе полупроводниковых микросхем (приводя к их неправильной работе) и даже выводить их из строя.

Микроволновая печь!

Микроволновая печь (в разговоре также - микроволновка либо СВЧ-печь) - это электроприбор, использующий явление разогрева водосодержащих веществ электромагнитным излучением дециметрового диапазона (обычно с частотой 2,450 ГГц) и предназначенный для быстрого приготовления, подогрева или размораживания пищи.

В промышленности эти печи используются для сушки, разморозки, плавления пластмасс, разогрева клеев, обжига керамики и т. д. В некоторых промышленных печах частота излучения может изменяться.

В отличие от классических печей (например, духовки или русской печи), разогрев пищи в СВЧ-печи происходит не только с поверхности разогреваемого тела, но и по его объёму, содержащему полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны данной частоты проникают и поглощаются пищевыми продуктами на глубине примерно 2,5 см. Это существенно сокращает время приготовления либо разогрева пищи.

Первым удивительную способность сверхвысокочастотного излучения к нагреванию продуктов заметил американский инженер Перси Спенсер.

На момент изобретения Спенсер работал в компании Raytheon, занимающейся изготовлением оборудования для радаров.

8 октября 1945 года Перси Спенсер зарегистрировал патент № 2 495 429 на аппарат для приготовления еды при помощи электромагнитных волн.

Первая в мире микроволновая печь (СВЧ-печь «Radarange») была выпущена в 1947 году фирмой Raytheon и была предназначена не для приготовления пищи, а для быстрого размораживания продуктов и использовалась исключительно военными (в солдатских столовых и столовых военных госпиталей). Её высота была примерно равна человеческому росту, масса 340 кг, мощность - 3 кВт, что примерно в два раза больше мощности современной бытовой микроволновой печи (СВЧ-печи). В 1949 году началось их серийное производство. Стоила эта печь около 3000$.

25 октября 1955 года американская компания «Tappan Company» впервые представила бытовую микроволновую печь.

В 1962 году японская фирма Sharp выпустила свою первую серийную бытовую микроволновую печь.

В 1965 году компания Amana купила компанию Raytheon, получив тем самым патент. Она представила первую популярную модель Radarange, которую можно было использовать в домашних условиях. Эта модель вышла на рынок в 1967 году по цене 1495$.

В 1979 году появилась первая микроволновая печь (СВЧ-печь), имеющая встроенную систему управления на микропроцессорах.

С появлением же программируемых микроволновых печей процесс приготовления пищи максимально упростился, облегчился и ускорился. Достал продукт из холодильника, загрузил в камеру микроволновки, выбрал нужную программу, установил таймер и отправился по делам. А, вернувшись, достал из печи свежеприготовленное блюдо. Которое будет ещё и с румяной корочкой, поскольку теперь в СВЧ-печи встраивают гриль.

Сегодня микроволновая печь (СВЧ-печь) стала привычным и массовым кухонным прибором. Она стала совершеннее и доступнее по стоимости для потребителя.

Микроволновая печь по праву считается одним из самых блестящих изобретений человечества, и многие люди могут это подтвердить. «Микроволновка» входит в двадцатку лучших американских открытий 20-го века. Изобретение Спенсера, казавшееся на этапе патентования неперспективным, определило распорядок дня многих современных людей во всем мире.

Микроволновая печь! История появления микроволновой печи!

В начале сороковых годов XX века американский физик-исследователь П. Спенсер обнаружил в ходе экспериментов, что микроволновое излучение обладает тепловым эффектом. Работая в промышленной лаборатории, Спенсер испытывал излучатель СВЧ-волн. Однажды по своей , присущей многим ученым, он положил на установку бутерброд. Велико же было его удивление, когда через несколько минут бутерброд оказался нагретым!

Другая версия истории открытия теплового воздействия сверхвысокочастотных волн гласит, что ученый носил в кармане плитку шоколада, которая растаяла от работы установки.

Через три с лишним года ученый получил заслуженный патент на использование микроволнового излучения для целей приготовления пищи. Это произошло в октябре 1945 года. И уже к конце сороковых годов в столовых США появились первые СВЧ-печи. Но устройство было очень громоздким и весило достаточно много. Перед изобретателями открывалось широкое поле деятельности по усовершенствованию микроволновой печи.

Успех пришел к японским конструкторам, которые усердно трудились над доработкой изобретения Спенсера полтора десятилетия. Была разработана более современная конструкция печи, устройство получило вращающуюся внутри тарелку. В 1979 году появилась первая СВЧ-печь, имеющая встроенную систему управления на микропроцессорах.

Как устроена микроволновая печь

Конструкция микроволновой печи проста и сложна одновременно. Внутри устройства находится трансформатор, волновод и магнетрон, представляющий собой вакуумный прибор, который генерирует волны . Для выработки требуемого напряжения печь снабжена .

Охлаждение устройства осуществляется через вентилятор, который обдувает магнетрон воздушной струей.

С магнетрона микроволны идут в волноводный канал, имеющий металлические стенки, которые способны отражать излучение. Пройдя сквозь слюдяной фильтр, волны попадают в камеру печи. Внутренняя полость печи, как правило, сделана из металла и иногда бывает покрыта краской, имитирующей эмаль. Более дорогие модели снабжены покрытием из , которая сравнительно легко отмывается от загрязнений и выдерживает термическое воздействие.

Современная микроволновая печь существенно отличается от своего прототипа. Она компактна, экономична и многофункциональна. Сегодня в СВЧ-печи можно не только подогреть пищу, но и разморозить ее, используя один из нескольких программируемых режимов. Существуют и пользуются популярностью модели со встроенным грилем. Вполне возможно, что в погоне за вниманием потребителей изобретатели дополнят печь еще многими полезными функциями.