Принцип работы микроволновой печи: как устроена и функционирует СВЧ-печь

Как устроена микроволновая печь и на каком принципе она работает. Из каких основных компонентов состоит СВЧ-печь. Какую роль играет магнетрон в работе микроволновки. Почему микроволны нагревают продукты. Какие меры безопасности нужно соблюдать при использовании микроволновой печи.

История создания микроволновой печи

Микроволновая печь была изобретена случайно в 1945 году американским инженером Перси Спенсером, сотрудником компании Raytheon. Во время экспериментов с магнетроном Спенсер заметил, что шоколадный батончик в его кармане расплавился. Это натолкнуло его на мысль использовать микроволны для быстрого нагрева продуктов.

Первая коммерческая микроволновая печь была выпущена компанией Raytheon в 1947 году. Она называлась Radarange и была размером с холодильник. Массовое производство бытовых микроволновок началось только в 1967 году, когда компания Amana (подразделение Raytheon) выпустила первую компактную модель для домашнего использования.

Принцип работы микроволновой печи

Основной принцип работы микроволновой печи заключается в воздействии электромагнитных волн сверхвысокой частоты на молекулы воды в продуктах. Как это происходит?

• Магнетрон генерирует микроволны частотой 2450 МГц
• Микроволны проникают в продукты на глубину 2-3 см
• Молекулы воды начинают колебаться с высокой частотой
• В результате трения молекул выделяется тепло
• Продукт нагревается изнутри

Таким образом, микроволны заставляют молекулы воды в продуктах двигаться быстрее, что приводит к их нагреву. Этот процесс происходит практически мгновенно, что обеспечивает быстрый разогрев пищи.

Основные компоненты микроволновой печи

Микроволновая печь состоит из нескольких ключевых компонентов:

1. Магнетрон

Это основной элемент микроволновки, генерирующий микроволны. Магнетрон представляет собой электронную лампу, преобразующую электрическую энергию в электромагнитное излучение сверхвысокой частоты.

2. Волновод

Металлический канал, по которому микроволны от магнетрона направляются в камеру печи.

3. Камера печи

Металлический корпус, в котором происходит нагрев продуктов. Стенки камеры покрыты специальным материалом, отражающим микроволны.

4. Вращающийся поддон

Обеспечивает равномерный нагрев продуктов, постоянно перемещая их относительно источника излучения.

5. Панель управления

Позволяет задавать режимы работы, время приготовления и мощность излучения.

Как магнетрон генерирует микроволны?

Магнетрон — ключевой компонент микроволновой печи. Его работа основана на следующих принципах:

1. Нагретый катод испускает электроны
2. Электроны ускоряются в электрическом поле между катодом и анодом
3. Под действием магнитного поля электроны движутся по спиральным траекториям
4. В резонаторных полостях анода возникают колебания электромагнитного поля
5. Колебания усиливаются за счет взаимодействия с потоком электронов
6. Микроволновое излучение выводится через антенну в волновод

Частота генерируемых микроволн зависит от размеров резонаторных полостей анода и напряжения между катодом и анодом. В бытовых микроволновках она составляет 2450 МГц.

Почему микроволны нагревают продукты?

Микроволны нагревают продукты благодаря наличию в них полярных молекул, в первую очередь молекул воды. Как это происходит?

• Молекула воды имеет положительный и отрицательный полюса
• Под действием переменного электромагнитного поля молекулы начинают вращаться
• Частота вращения достигает миллиардов раз в секунду
• Из-за трения молекул друг о друга выделяется тепло
• Тепло распространяется по всему объему продукта

Важно отметить, что микроволны нагревают только продукты, содержащие воду. Сухие продукты (например, крупы) нагреваются гораздо медленнее.

Преимущества и недостатки микроволновых печей

Микроволновые печи имеют ряд преимуществ и недостатков по сравнению с традиционными способами приготовления пищи:

Преимущества:

• Быстрый нагрев продуктов
• Энергоэффективность
• Сохранение питательных веществ в продуктах
• Удобство использования
• Легкость очистки

Недостатки:

• Неравномерный нагрев некоторых продуктов
• Невозможность приготовления некоторых блюд
• Риск перегрева продуктов
• Необходимость использования специальной посуды

Меры безопасности при использовании микроволновой печи

Несмотря на безопасность современных микроволновых печей, при их использовании следует соблюдать некоторые меры предосторожности:

1. Не включайте пустую микроволновку — это может привести к повреждению магнетрона
2. Используйте только посуду, предназначенную для микроволновых печей
3. Не нагревайте герметично закрытые контейнеры — они могут взорваться
4. Не помещайте в микроволновку металлические предметы
5. Регулярно очищайте внутреннюю поверхность печи
6. Не используйте микроволновку с поврежденной дверцей или уплотнителем
7. Не позволяйте детям использовать микроволновку без присмотра взрослых

Соблюдение этих простых правил обеспечит безопасное и эффективное использование микроволновой печи.

Мифы о вреде микроволновых печей

Вокруг микроволновых печей существует множество мифов о их потенциальном вреде для здоровья. Давайте разберем некоторые из них:

Миф 1: Микроволны разрушают питательные вещества в продуктах

Это не соответствует действительности. Исследования показывают, что приготовление в микроволновке сохраняет больше питательных веществ, чем традиционные методы приготовления, благодаря более короткому времени нагрева.

Миф 2: Микроволновая печь излучает вредную радиацию

Микроволны — это неионизирующее излучение, которое не может изменять структуру атомов и молекул. Корпус микроволновки надежно экранирует излучение, делая использование печи безопасным.

Миф 3: Пища, приготовленная в микроволновке, становится «мертвой»

Нет научных доказательств этого утверждения. Микроволны просто нагревают пищу, не изменяя ее химическую структуру иначе, чем при обычном нагреве.

Миф 4: Стоять рядом с работающей микроволновкой опасно

Современные микроволновые печи имеют надежную защиту от утечки излучения. Уровень излучения рядом с работающей микроволновкой намного ниже допустимых норм.

Важно отметить, что все эти мифы не имеют научного подтверждения. При правильном использовании микроволновые печи безопасны и удобны.

70 лет истории ради 4х простых этапов

Как и многие изобретения, печи СВЧ для современных кухонь — это продукт совершенно постороннего научного эксперимента. В середине 30-х годов проводились довольно интенсивные опыты с магнетроном — прибором, излучающим волны в сверхвысоком диапазоне. В ходе работы был обнаружен интересный эффект — сотрудникам американской лаборатории удалось подогреть до готовности сосиски без применения огня. Они случайно оставили их в зоне действия СВЧ генератора.

Позже этот результат подтвердился новыми опытами, и предприимчивые инженеры получили патент на «радарные печи» — прообраз нынешних микроволновок. Вначале они применялись только для разморозки продуктов стратегического назначения, но десятилетием позже (в начале пятидесятых) японские компании стали выпускать аналогичные устройства, приспособив их для кухонных потребностей. Разберемся, что же это такое — современная микроволновая печь?

Полезная информация: 5 отличий инверторной микроволновки от обычной

Из чего состоит микроволновая печь?

Многим знаком внешний вид и форма печей СВЧ, а вот как устроена микроволновая печь, знают далеко не все. Практически все модели микроволновок имеют базовую конструктивную комплектацию, включающую:

• Камеру из специальных сплавов, в которую и помещается разогреваемая пища;
• Особой конструкции дверцы, не позволяющей излучению выйти за пределы камеры;
• Решетку вентиляционных отверстий;
• Электронный блок управления с внешней панелью;
• Воздуховоды;
• Ролик для вращения и стеклянная тарелка для продуктов;
• Магнетрон;
• Редукторный двигатель;
• Вентилятор;
• Элементы электрических схем.

Внутренняя, металлическая часть камеры экранирует СВЧ-волны, защищая пользователя от воздействия излучения. Стеклянная дверца также выполнена с включением металлической экранирующей сетки.

Электронный блок управления не позволяет использование печи в открытую, блокируя ее включение. Он же контролирует подаваемую мощность и заданное время работы. 
Работу контроллеров, отвечающих за таймер, запуск программ, звуковые сигналы, можно устанавливать самостоятельно на панели управления.

Но это не все, из чего состоит микроволновая печь. К базовой конструкции могут быть добавлены нагревательные ТЭНы или инфракрасные лампы (гриль), например, как в Beko MGC20100S, и конвектор, представляющий собой вентилятор внутри камеры.

Что такое микроволны?

Некоторые пользователи опасаются оборудовать свои кухни печами СВЧ. Начитавшись в интернете о вреде излучений в микроволновке, люди не хотят подвергаться «вредоносным» лучам и не пытаются разобраться в принципе использования энергии электромагнитных волн. Понять, как именно работает микроволновая печь и что в ней является источником тепла, поможет знание природы микроволн.

Все знают, что источником тепла для всего живого на нашей планете служит Солнце. Доставляется солнечная энергия к Земле посредством электромагнитного излучения. Именно оно дарит нам яркую цветовую палитру окружающего мира: ведь цвет — это излучение, которое мы видим. А волны, которые мы не видим, тоже входят в спектр ЭМ излучения: рентгеновские лучи, инфракрасные, радиоволны, ультрафиолетовые. К ним же относятся и микроволны. Это почти такие же излучения, как радиоволны, которые обеспечивают работу телефонов, телевизоров, интернета. 

Различаются они между собой двумя параметрами — длиной волны и частотой колебания. Следует отметить, что микроволны в бытовых печках СВЧ не обладают ионизирующим эффектом, как ультрафиолетовое или гамма-излучения, они не могут вызвать изменения в клетках или навредить человеку. Для этого у них недостаточно энергии. Они могут только своей энергией нагревать еду. К тому же, внутренний корпус микроволновки сделан из металлических сплавов, полностью защищающий человека от даже таких, неопасных, излучений. 

Любопытно: История изобретения микроволновой печи: от 1945 года и до сегодня

Как микроволновка греет еду?

Разберемся, почему микроволновая печь разогревает продукты. Электромагнитные волны, воздействуя на заряженные молекулы воды помещенной внутрь нее пищи, принуждают их колебаться со сверхбыстрой скоростью. При таком высокочастотном колебании молекулы начинают тереться друг о друга, за счет чего резко разогреваются. 

Происходит это так:

1. Включение печки СВЧ активирует работу магнетрона — генератора микроволн.
2. Волны направлены внутрь корпуса микроволновки, постоянно отражаясь от внутренних стенок.
3. Содержащиеся в пище молекулы воды начинают работать, как микроскопические электромагниты, меняя направление электрического поля около 5 млн раз за секунду.
4. Разгоняющиеся под действием энергии микроволн молекулы быстро набирают температуру за счет движения, передавая тепло находящемуся внутри блюду.

Интересно, что не все продукты можно разогреть в СВЧ печке. Например, масло. Оно не содержит достаточного количества заряженных молекул — диполей, что являются основными молекулами, нагреваемыми микроволновой печью. А вот воду можно довести до более высокой температуры, чем при обычном кипячении. Через стеклянную дверцу это даже невозможно увидеть — отсутствует конденсация пара. Поэтому доставать чашку с таким кипятком нужно осторожно — потревоженная перегретая вода может закипеть и выплеснуться из емкости прямо в руках. 

Как микроволновая печь может повлиять на человека? Никак, если соблюдать меры предосторожности. Так, специалисты предостерегают от использования обычного пластика для разогрева еды, некоторые его виды выделяют при прогреве опасные химические вещества. К тому же, считается неправильным разогревать чуть закисшую еду. Быстрый процесс не успевает убить болезнетворные микробы, такую еду лучше прокипятить. И еще одно предупреждение: чтобы не возникала внутри корпуса электрическая дуга, нельзя помещать в печку еду в фольге или на тарелке с золотистым рисунком. Это может не только сломать саму печь, но и привести к пожару. Зная, как микроволновка греет еду, и соблюдая правила предосторожности, можно не переживать за здоровье своих близких.

Интересно прочитать: Духовка или микроволновка — 3 ключевых параметра для верного выбора

Свойства еды после разогрева в микроволновке

Противники микроволновок, помимо страшилок с вредным излучением, аргументируют свои опасения молекулярным изменением продуктов. Однако сама его структура при разогреве совсем не меняется — просто молекулы быстро двигаются. Соответственно, прежними остаются свойства и состав еды. 

Доводы, что вкус блюда становится не таким, как свежеприготовленный, могут быть опровергнуты самой природой разогрева микроволнами. Если блюдо в духовке или сковородке сильнее разогревается снаружи, то в СВЧ прогрев гораздо более равномерный и осуществляется по всей толщине продукта. И влага внутри разогреваемого блюда распределяется по-другому. А вот витаминный состав в микроволновке, такой, как Electrolux EMM20000OK, остается более полным, чем при традиционной тепловой обработке.

Тем не менее, есть продукты, которые врачи не советуют класть в СВЧ печь. Специалисты не рекомендуют греть в ней грудное молоко, а также яйца и любые другие продукты в цельной оболочке — они могут взорваться и испачкать все внутреннее пространство микроволновки.

Выбор за потребителем

Ни в одной стране нет официальных запретов применения микроволновок. Поэтому использовать ее или отказаться — зависит только от самого человека. Нельзя не отметить, что СВЧ печь считается очень востребованной техникой не только для дома, но и в современных офисах. Да и многие небольшие кафе и гостиницы предоставляют своим клиентам возможность перекусить горячей едой, разогретой в микроволновке. Большинство специалистов считают, что исправная техника и соблюдение правил использования сводят к минимуму возможное вредное воздействие от излучений в микроволновых печах.

Кстати, обычно пользователи сравнивают печь СВЧ с духовкой. Вот ключевые показатели работы этих двух агрегатов:

Конструкція та принцип роботи мікрохвильовки

Життя сучасної людини настільки швидке, що у багатьох просто не вистачає часу на приготування їжі. У цій ситуації на допомогу приходить сучасна побутова техніка, наприклад, мікрохвильовки. У них можна не тільки швидко розігріти їжу, але й швидко приготувати напівфабрикати. Поговоримо про те, як влаштовані та працюють НВЧ печі й, побіжно деконструюємо міф про «шкідливе» випромінювання, яке лякає багатьох. 

 

Зміст: 

• історія винаходу НВЧ пічок 

• принцип роботи 

• ККД пристрою

• конструкція типової сучасної мікрохвильовки 

• додаткове оснащення та можливості 

• чи небезпечні мікрохвилі? 

• заходи безпеки при експлуатації НВЧ печей

• підсумки.

---

 

Історія відкриття мікрохвиль вельми цікава хоча б тим, що ефект нагрівання їжі був побічним явищем в ході експериментів з магнетроном – приладом, що генерує надвисокочастотні хвилі. Вигадана маркетологами легенда свідчить, що інженер Персі Лебарон Спенсер випадково виявив в кишені брюк розплавлений батончик, під час роботи з магнетроном. Як було насправді не знає ніхто. 

Цікаво, що містер Лебарон, хоч і зареєстрував патент на мікрохвильовку, отримав за це відкриття вельми скромну винагороду. Річ у тім, що Персі працював в Raytheon – компанії, що розробляла радарне обладнання, котра й отримала всі лаври. Самого Лебарона визнали винахідником мікрохвильовок тільки посмертно. 

Перша «побутова» НВЧ піч, що працювала саме за вищезгаданим принципом, була створена в 1947 і мала чималі габарити – співмірні зі зростом дорослої людини. Розробники назвали її Radarange. Через розмір ці печі, на початку, використовували, тільки щоб гріти їжу в їдальнях для солдатів.

Серійне виробництво НВЧ печей 

З моменту винаходу до появи пристроїв, що віддалено нагадують сучасні мікрохвильовки пройшло майже 20 років. На це були свої причини: дорожнеча комплектуючих, критика приладу вченими, що не до кінця розуміли природу мікрохвиль. Перші побутові мікрохвильовки з’явилися в 1962 році, а розробили їх і налагодили конвеєрне виробництво в компанії Sharp. Через постійну критики наукової спільноти й недовіру обивателів перші серійні СВЧ печі не стали популярними, тому освоєння ринку рухалось досить мляво. Значний поштовх популяризації цієї побутової техніки дав винахід в 1966 році поворотного механізму, завдяки якому їжа всередині розігрівалася рівномірно. У 1979 році була випущена перша мікрохвильова піч з мікропроцесором. Зараз з популярністю цих девайсів важко сперечатися, згідно зі статистикою у 2000 році тільки в США купили більш ніж 12,6 млн одиниць. 

 

Головним елементом будь-якої СВЧ печі є магнетрон. Цей пристрій генерує мікрохвилі, які й розігрівають їжу. Для того щоб мікрохвилі спричиняли шукомий ефект, необхідно щоб в продуктах були присутні дипольні молекули. Тобто молекули, що одночасно мають і позитивний, і негативний заряд. Їх багато в овочах, фруктах і м’ясі. Наприклад, в кілограмі риби таких частинок кілька мільйонів. 

У звичайному середовищі, коли на них не впливає електромагнітне поле, дипольні молекули знаходяться в хаотичному стані. Але, щойно вмикається магнетрон в СВЧ печі, вони шикуються в певному порядку: позитивно заряджені направляються в один бік, а негативно – в інший. У момент зміни полярності (заряду з позитивного на негативний) молекула змінює напрямок руху на 180 градусів. 

Тобто, фактично, магнетрон генерує електромагнітне поле, що змушує молекули в продуктах рухатися швидше, створюючи між ними додаткову силу тертя яка і змушує їх нагріватися. 

В класичних НВЧ печах мікрохвилі генеруються з частотою 2450 МГц (один герц дорівнює одному коливанню на секунду) і зміна поля відбувається двічі на кожен період коливання. Мікрохвилі зачіпають поверхневий шар, проникаючи в їжу приблизно на 3 см. Ця особливість наштовхує на висновок: щоб нагріти великий об’єкт краще виставити середню потужність на тривалий час. На високій потужності поверхня продуктів нагріється набагато швидше, ніж внутрішня частина.

 

Зміна потужності випромінювання печі 

 Більшість сучасних НВЧ печей дозволяють задавати потужність впливу мікрохвиль в будь-якому з режимів: від малої потужності для підігріву і підтримки тепла, до повної, на якій продукти готуються.  

Магнетрони, в переважній більшості сучасних мікрохвильових печей, не дозволяють змінювати потужність плавно. Це досягається їх періодичним вмиканням/вимиканням. 

Наприклад, в режимі 90 Вт (підігрів) магнетрон вмикається на 4 секунди, а потім вимикається на 17 і ці цикли поперемінно чергуються. У режимі 360 Вт, це буде 6 секунд роботи, на 15 секунд паузи і так далі. 

Інверторні мікрохвильовки. Тут магнетрон вже може змінювати «потужність» випромінювання не вимикаючись. Сам вузол елементів набагато компактніший за стандартні магнетрони і ефективніше перетворює електроенергію, що надходить у мікрохвилі. Інверторні СВЧ печі дорожчі за звичайні, але якихось істотних переваг, окрім зниженої витрати електроенергії, вони не дають. 

 

ККД мікрохвильової печі

Продуктивність при приготування в камері мікрохвильовки набагато вища, ніж за будь-якого іншого способу приготування/нагрівання їжі: варіння в каструлі, смаження на пательні чи запікання в духовці. 

Коефіцієнт корисної дії високий, оскільки практично вся електроенергія використовується для нагрівання безпосередньо продуктів, а не повітря, стінок посудини чи духовки. Природно мова про режими, де використовуються тільки мікрохвилі (без урахування конвекції і грилю). 

 

Конструкція типової сучасної мікрохвильовки

 На цьому схематичному зображенні ми бачимо будову типової, найпростішої мікрохвильовки. У просунутих моделях можна зустріти ряд доробок і доповнень, про які ми поговоримо далі, зараз же розберемо базис. 

Головний елемент будь-якої НВЧ печі – магнетрон (3). Це вакуумна лампа, що створює, в процесі роботи НВЧ випромінювання. Саме магнетрон «розганяє» дипольні молекули і, таким чином, розігріває їжу. 

Випромінювання від магнетрона потрапляє до камери печі через хвилевід (5). Щоб хвилевід не перегрівався в процесі роботи – його охолоджує спеціальна система вентиляції.

Деякі моделі обладнані, також, спеціальним модулем – диссектором, який відповідає за рівномірність розподілу тепла. Він розташовується у верхній частині камери. 

Внутрішня камера, і дверцята НВЧ печі надійно екрановані, ще один екрануючий шар знаходиться під металом корпусу пристрою. Таким чином, мікрохвилі не можуть проникнути за межі камери. Навіть найпростіші моделі оснащені запобіжником, що не дозволяє вмикати магнетрон, поки дверцята не зачинені на клямку (12). 

Зверху внутрішня камера освітлюється лампою (1), щоб можна було контролювати процес приготування. У нижній частині розташовується поворотний механізм або привід (9), що обертає піддон (10) на сепараторі з роликами (11). Це потрібно для рівномірного прогрівання їжі. 

Відповідає за роботу всього механізму блок керунку (8), який регулює роботу всіх вузлів. У сучасних мікрохвильових печах за це відповідає мікропроцесор.

 

Базові моделі мікрохвильовок, конструкцію яких ми розбирали, називаються соло-печами. Вони використовують для приготування і розігрівання їжі тільки мікрохвилі. Але є ряд пристроїв підтримують функції гриля і конвекції. 

 

Якими бувають грилі в мікрохвильових печах? 

 

Гриль – це нагрівальний елемент розташований, як правило, у верхній частині внутрішньої камери девайса. Він потрібен для надання продуктам хрусткої скоринки, тому що мікрохвилі прогрівають шар приблизно 2,5-3 см углиб і з подібним завданням не справляються. Є три типи грилів: 

• ТЕН. Керамічна трубка з герметизованою всередині металевої спіраллю розжарювання. ТЕН-и досить довго розігріваються і займають багато місця у внутрішній камері НВЧ печі. При цьому, печі з таким нагрівальним елементом, найдешевші; 

• кварцовий гриль. Трубка, або опукла пластина з кварцового скла, в якій знаходиться «сіточка» зі сплаву нікелю та хрому. Такий нагрівальний елемент займає досить мало місця, і швидко розігрівається до потрібної температури; 

• вугільний гриль. У ньому використовується галогенний нагрів і цей тип гриля найбільш «потужний». Сам нагрівальний елемент укладений в тонку трубку з серцевиною з вугільного волокна, оточеного інертним газом. Випромінювання від вугільного нагрівача порівняне з жаром від вугілля на мангалі, і дозволяє домогтися ефекту «димності» при приготуванні.

 

Що таке конвекція і навіщо вона потрібна?

Режим конвекції, в більшості СВЧ печей, реалізований у вигляді системи вентиляторів, що забезпечують рівномірний обдув гарячим повітрям продуктів з усіх боків. Конвекція найкраще поєднується з грилем, оскільки для забезпечення рівномірності прогріву мікрохвилями достатньо поворотного механізму або диссектора. 

 

SMART опції в сучасних мікрохвильовках

Деякі моделі СВЧ печей оснащені власним мережевим модулем і набором програм, які дозволять вам підключити пристрій до домашньої мережі Wi Fi й керувати їм через фірмовий додаток на вашому мобільному телефоні. Це надає ряд зручностей. Наприклад, ви можете завантажити напівфабрикат в камеру мікрохвильовки і запустити його приготування за наперед заданим рецептом до свого повернення з роботи. 

 

Дехто побоюється стояти поруч з працюючою мікрохвильовкою, деякі вважають що вона випромінює радіацію, інші кажуть, що їжа приготована або розігріта в СВЧ печі втрачає свої властивості.  

Давайте розберемо, з точки зору фізики, найпопулярніші помилки: 

• біля працюючої мікрохвильовки не можна стояти поруч. Це не так. Пристрій повністю безпечний для людини. Хвилі, які випромінює магнетрон, не мають нічого спільного з радіацією. До того ж, ви повністю ізольовані від процесів, що відбуваються всередині камери. Як ми згадували раніше в розділі «конструкція типової сучасної мікрохвильовки», камера екранована, а запустити магнетрон не зачинивши дверцята не вийде. Звісно, на будь-які живі організми мікрохвилі впливають згубно, тому що нагрівають воду в тканинах. Один з найкурйозніших і сумних досвідів некоректного використання СВЧ печі дійшов до судового розгляду з позовом на 2 млн доларів. Літня американка спробувала висушити кішку в мікрохвильовці, тварина, природно, цього експерименту не пережила. Судовий позов до компанії-виробника був складений на тій підставі, що в інструкції до мікрохвильовки не згадувалася про заборону вміщення до неї тварин. Суд задовольнив позов у ​​повному розмірі; 

• їжа втрачає свої властивості. Це так, якщо ви грієте продукти до температур, які їм протипоказані, в такому випадку вони просто «пригорять» як і в будь-який духовці. Але ніяких змін в складі продуктів мікрохвилі не викликають, вони лише розігрівають продукт зсередини. Проте, при нагріванні відбувається та ж денатурація білків, що і при варінні, смаженні або запіканні – тобто білки згортаються.

 

• Не варто вмикати порожню мікрохвильовку. Коли всередині немає продуктів що містять воду, камера накопичує енергію, яка нікуди не виходить, в результаті чого пригорає пластинка, що захищає генератор хвиль; 

• Не грійте продуктів де обмаль води. Краще не нагрівати насіння, горіхи, сухофрукти, сухарики. Окремий випадок – попкорн, в нього виробник додає масло і воду – отже це безпечно. З цієї ж причини не можна стерилізувати в НВЧ печі порожні банки; 

• Використовувати тільки спеціальний посуд без металевих частин (небезпечні навіть «облямівки» з фарби, що містить метал, або фольга). Метал є провідником і може стати причиною короткого замикання; 

• не варіть яєць в мікрохвильовці, вони, швидше за все, вибухнуть, оскільки будуть занадто сильно прогріватися за короткий проміжок часу; 

• розігріваючи рідкі продукти і супи накривайте ємність пластиковою кришкою. Це і практична порада, і захід безпеки. Потрібно буде менше мити камеру, а жир і бруд не потраплятимуть на захисну пластину випромінювача. Якщо на цій пластині збереться занадто багато жиру і бруду, може статися пробій; 

• не варто мити сенсорні панелі і внутрішню камеру печі агресивними жиророзчинними засобами, бо вони можуть пошкодити ту саму захисну пластину, або потрапити до швів між кнопками і стати причиною короткого замикання. 

 

Мікрохвильова піч, чудовий інструмент для «побутової економії часу». Якщо користуватися нею з огляду на описані вище заходи безпеки, можна отримати чимало вигод. Більшість побоювань з приводу шкоди мікрохвиль є лише банальним незнанням фізики. Сучасна модель з грилем здатна повноцінно замінити духовку, а витрата електроенергії у НВЧ печі набагато нижча.

Принцип работы микроволновой печи и устройство магнетрона

Микроволновые печи (СВЧ-печи) уже давно стали самым обыденным бытовым прибором, с помощью которого можно очень быстро разморозить продукты, разогреть уже приготовленную пищу или приготовить блюдо по оригинальному рецепту, и даже продезинфицировать кухонные моющие губки и тряпочки, не содержащие металла.

Наличие удобного, интуитивно понятного интерфейса, а также многоуровневой защиты позволяют даже ребенку справиться с управлением такого сложного и высокотехнологичного устройства, как микроволновка. Некоторые блюда можно легко и быстро приготовить по встроенным программам. А возможные неисправности вполне можно устранить, сделав ремонт СВЧ-печи своими руками.

На чём основан принцип работы СВЧ-печи

Разогрев продуктов, помещенных в камеру микроволновки, происходит за счет воздействия на них мощного электромагнитного излучения дециметрового диапазона. В бытовых приборах применяют частоту 2450 МГц. Радиоволны такой высокой частоты проникают вглубь продуктов, и воздействую на полярные молекулы (в продуктах в основном это вода), заставляя их постоянно сдвигаться и выстраиваться вдоль силовых линий электромагнитного поля.

Такое движение повышает температуру продуктов, и нагрев идет не только снаружи, но и до той глубины, на которую проникают радиоволны. В бытовых СВЧ-печах волны проникают вглубь на 2,5—3 см, они разогревают воду, а та, в свою очередь, весь объем продуктов.

Устройство магнетрона — основная составляющая

Радиоволны частотой 2450 МГц генерируются специальным прибором – магнетроном, представляющим собой электровакуумный диод. Он имеющий массивный медный цилиндрический анод круглый в сечении и разделенный на 10 секторов, имеющих такие же стенки из меди.

В центре этой конструкции расположен стержневой катод, внутри которого есть нить накала. Катод служит для эмиссии электронов. По торцам магнетрона расположены мощные кольцевые магниты, создающее магнитное поле внутри магнетрона, необходимое для генерации СВЧ-излучения.

К аноду прикладывается напряжение в 4000 Вольт, а к нити накала 3 Вольта. Происходит интенсивная эмиссия электронов, которые подхватываются электрическим полем высокой напряженности. Геометрия резонаторных камер и напряжение анода определяют генерируемую частоту магнетрона.

Съем энергии происходит при помощи проволочной петли, соединенной с катодом и выведенной в излучатель-антенну. С антенны СВЧ-излучения попадает в волновод, а от него в камеру микроволновки. Стандартная выходная мощность магнетронов, применяемых в бытовых микроволновках, составляет 800 Вт.

Если для приготовления блюд требуется меньшая мощность, то это достигается тем, что магнетрон включают на определенные промежутки времени, за которыми следует пауза.

[attention type=green]Для получения мощности 400 Вт (или 50% от выходной мощности) можно в течение 10-секундного интервала на 5 секунд включить магнетрон, а на 5 секунд выключить. В науке это называется широтно-импульсной модуляцией. [/attention]

Магнетрон в процессе работы выделяет большое количество тепла, поэтому его корпус помещен в пластинчатый радиатор, который при работе всегда должен обдуваться воздушным потоком из встроенного в микроволновку вентилятора. При перегреве магнетрон очень часто выходит из строя, поэтому его оснащают защитой – термопредохранителем.

Термопредохранитель и зачем он нужен

Для защиты магнетрона от перегрева, а также гриля, которым оснащены некоторые модели СВЧ-печей, применяются специальные устройства, называемые термопредохранителем или термореле. Они выпускаются на разные номиналы температуры, указанные на их корпусе.

Принцип действия термореле очень прост. Его корпус из алюминия прикрепляется при помощи фланцевого соединения к месту, где необходимо контролировать температуру. Так обеспечивается надежный тепловой контакт. Внутри термопредохранителя находится биметаллическая пластинка, имеющая настройки на определенную температуру.

При превышении температурного порога пластинка изгибается и приводит в действие толкатель, который размыкает пластины контактной группы. Питание СВЧ-печи прерывается. После остывания геометрия биметаллической пластины восстанавливается и происходит замыкание контактов.

Назначение вентиляторов СВЧ-печи

Вентилятор является важнейшим компонентом любой микроволновки, без которого ее работы будет невозможной. Он выполняет ряд важнейших функций:

• Во-первых, вентилятор обдувает главную деталь СВЧ-печи – магнетрон, обеспечивая его нормальную работу.
• Во-вторых, другие компоненты электронной схемы тоже выделяют тепло и требуют вентиляции.
• В-третьих, некоторые микроволновки оборудованы грилем обязательно вентилируемым и защищенным термореле.
• И, наконец, в камере приготовляемые продукты тоже выделяют большое количество тепла и водяного пара. Вентилятор создает в камере небольшое избыточное давление, в результате чего воздух из камеры вместе с нагретым водяным паром выходит наружу через специальные вентиляционные отверстия.

В микроволновке от одного вентилятора, который расположен у задней стенки корпуса и засасывает воздух снаружи, организована система вентиляции при помощи воздуховодов, направляющий воздушный поток на пластины магнетрона, а затем в камеру. Двигатель вентилятора представляет собой простой однофазный асинхронный двигатель переменного тока.

Система защиты и блокировки микроволновой печи

Любая СВЧ-печь имеет внутри мощное радиоизлучающее устройство – магнетрон. СВЧ-излучение такой мощности может нанести непоправимый вред здоровью человека и всех живых существ, поэтому необходимо принять ряд мер по защите.

Микроволновка имеет полностью экранированную металлическую рабочую камеру, которая снаружи дополнительно защищена металлическим корпусом, не позволяющим высокочастотному излучению проникать наружу.

Прозрачное стекло в дверце имеет экран из металлической сетки с мелкой ячейкой, которая не пропускает наружу излучение 2450 Гц, длиной волны 12,2 см, генерируемое магнетроном.

[blockquote_gray]Вопрос экономии энергопотребления всегда был актуальным. одним из видов осветительных приборов, которые в значительной мере помогут снизить расход электричества в быту, являются галогенные лампы для дома. Чтобы сделать оптимальный выбор, нужно просто разобраться в преимуществах и недостатка каждого вида таких ламп.

Двойные выключатели в виду своих особенностей получили широкое применение в домашних условиях. Как правильно подключать такие выключатели и что необходимо знать для предотвращения ошибок при этом, можно прочитать в полезной статье.[/blockquote_gray]

Дверца микроволновой машины плотно прилегает к корпусу и очень важно чтобы этот зазор сохранял свои геометрические размеры. Расстояние между металлическим корпусом камеры и специальным пазом дверцы должно быть равно четверти длины волны СВЧ-излучения: 12,2 см/4=3.05 см.

В этом зазоре образуется стоячая электромагнитная волна, которая именно в месте прилегания дверцы к корпусу имеет нулевое амплитудное значение, поэтому волна наружу не распространяется. Вот таким элегантным способом решается вопрос защиты от СВЧ излучения при помощи самих СВЧ-волн. Такой способ защиты в науке называется СВЧ дроссель.

Для предотвращения включения СВЧ-печи с открытой камерой существует система микропереключателей, контролирующих положение дверцы. Обычно таких переключателей не менее трех: один выключает магнетрон, другой включает лампочку подсветки даже при неработающем магнетроне, а третий служит для того, чтобы «информировать» блок управления о положении дверцы.

Микропереключатели расположены и настроены так, что они срабатывают только при закрытой рабочей камере микроволновки.

[attention type=yellow]Микропереключатели на дверце также часто называют конечными выключателями.[/attention]

Блок управления — мозг прибора

Блок управления есть у любой микроволновой печи и он выполняет две главные функции:

• Поддержание заданной мощности микроволновой печи.
• Отключение печи после истечения заданного времени работы.

На старых моделях электропечей блок управления представляли два электромеханических переключателя, один из которых как раз задавал мощность, а другой промежуток времени. С развитием цифровых технологий стали применяться электронные блоки управления, а сейчас уже и микропроцессорные, которые кроме выполнения двух главных функций могут еще и включать множество нужных и ненужных сервисных.

• Встроенные часы, которые, безусловно, могут быть полезны.
• Индикация уровня мощности.
• Изменение уровня мощности при помощи клавиатуры (кнопочной или сенсорной).
• Приготовление блюд или размораживание продуктов при помощи специальных программ, «зашитых» в память блока управления. При этом учитывается вес, а нужную мощность печь подберет сама.
• Сигнализация окончания программы выбранным звуковым сопровождением.

Кроме этого, у современных моделей есть верхние и нижние грили, функция конвекции, которыми также «руководит» блок управления.

В блоке управления есть свой источник питания, обеспечивающий работу блока и в дежурном, и в рабочем режиме. Важным компонентом является релейный блок, который коммутирует по командам силовые цепи магнетрона и гриля, а также цепи вентилятора, встроенной лампы и конвектора. Блок управления связан шлейфами с клавиатурой и панелью индикации.

Занимательное видео с рассказом о принципе работы СВЧ-печей

Посмотрите как просто объясняется то, благодаря чему работает этот удивительный прибор.

устройство и схема микроволновки, как работает СВЧ, действие физики, частота

Благодаря микроволновой печи можно легко и быстро разогреть любое блюдо

Микроволновая печь (СВЧ), в настоящее время, пользуется большой популярностью, она является самым востребованным кухонным прибором. С помощью микроволновой печи можно не только разогреть или приготовить еду, но и произвести размораживание продуктов и даже продезинфицировать некоторые кухонные принадлежности, не содержащие металл. Данный прибор стал сегодня совершенно обыденным.

Содержание материала:

• 1 Устройство микроволновой печи: основные элементы конструкции
• 2 Как работает микроволновая печь: ее разновидности
• 3 Блок управления: принцип работы микроволновки
• 4 Частота микроволновки: магнетрон и его составляющие

Устройство микроволновой печи: основные элементы конструкции

Микроволновая печь – это бытовой электрический прибор, который предназначен, в основном, для приготовления или же подогрева пищи в быстром режиме. Используют микроволновки и некоторых производствах, где нужно разогревать необходимых материалов.

Микроволновая печь, несмотря на небольшие размеры, состоит из множества деталей

В отличие от обычных печей, разогрев разных продуктов в данном устройстве происходит довольно-таки быстро, так как радиоволны способны проникать глубоко внутрь продуктов. Это кардинально сокращает разогрев любого продукта и способствует сохранению всех полезных веществ в нем.

Устройство всех СВЧ-печей состоит, как правило, из одинаковых компонентов. Конструкция микроволновок имеет основные и вспомогательные элементы. Внешний вид этих приборов может быть очень разнообразным. Размеры, расцветки и функции могут отличаться, у каждой отдельной печи, они могут быть разными.

Строение микроволновой печи:

• Камера, оснащенная вращающимся подиумом;
• Магнетрон, является главным элементом – СВЧ-излучатель;
• Трансформатор;
• Металлический корпус с дверцей, которая блокируется при работе прибора;
• Схема управления и коммуникаций;
• Волновод.

Так же внутри микроволновка должна быть оборудована вентилятором. Назначение его очень велико, так как без него не будет работать сам прибор. Такое устройство обеспечивает прекрасную работу магнетрона и охлаждает электронные схемы.

Как работает микроволновая печь: ее разновидности

Работа микроволновой печи очень проста, она основана на СВЧ-излучении. Сердцем каждой микроволновки является такой элемент, как магнетрон. Он и есть источником излучения. Частота микроволн составляет примерно 2450 мГц, а мощность современных микроволновок может равняться 700 – 1000 Вт. Работает такая печь от электричества.

Микроволновая печь равномерно со всех сторон нагревает блюдо

Чтобы магнетрон хорошо работал и не перегревался, рядом с ним устанавливают вентилятор. Он же и занимается циркуляцией воздуха внутри самой печи и способствует равномерному обогреву пищи или продуктов.

Микроволны попадают в печь по волноводу, а затем стенки, которые изготовлены из металла, отражают само магнитное излучение. Излучение, проникая глубоко в продукты, заставляют их молекулы очень быстро двигаться. Эти действия способствуют трению, вследствие чего и выделяется тепло (присутствует физика). Это тепло и будет разогревать продукты.

Разновидности электроприборов:

• С грилем;
• Печь с конвекцией;
• Устройство с инверторным управлением;
• Прибор с микроволнами, которые распределяются равномерно;
• Мини-микроволновка.

Главное достоинство всех микроволновок – это дизайн. Рынок предоставляет огромный выбор приборов, можно выбирать, как модель стильную, так и эргономичную. Описание этих моделей позволит вам выбрать понравившуюся модель, которая станет не просто украшением кухни, а и его изюминкой. Примером может стать микроволновка фирм Самсунг.

Блок управления: принцип работы микроволновки

У каждой микроволновки есть такой немало важный элемент, как блок управления. Он в свою очередь выполняет две основные функции: поддерживает заданную мощность и отключает прибор, когда установленное время истекло. На сегодняшний день, технологии разработали новый вид этого элемента – электронный.

Сегодня электронный блок может поддерживать не только основные свои функции, но и некоторые дополнительные. Некоторые из них нужные, а другие совсем не понадобятся. У многих современных моделей есть наличие гриля, им так же управляет блок управления.

Среди преимуществ микроволновки стоит отметить небольшую цену и длительный срок службы

На сегодня, командный блок оснащен разными микропроцессорами, которые, в свою очередь, поддерживают функциональность других программ. Поэтому блок питание и может отвечать за работу дополнительных функций.

Дополнительные сервисные функции:

• Встроенные часы;
• Индикатор мощности;
• Автоматическая разморозка;
• Звуковой сигнал, который определяет законченную операцию.

Электронный блок тесно связан с индикаторной панелью и клавиатурой. Важнейшей деталью такого блока является релейный блок. Он отвечает за работу вентилятора, конвектора, встроенной лампы и даже магнетрона.

Частота микроволновки: магнетрон и его составляющие

Принцип работы СВЧ-печи заключается в том, что магнетрон при включении микроволновки, начинает выделять энергию, а затем уже она преобразовывается в тепло. Это тепло идет на обогрев продуктов. Магнетрон переводится, как электровакуумный диод, который состоит из медного анода. Это самая дорогая деталь печи.

Разогрев пищи, которая находится внутри микроволновки, происходит под воздействием электромагнитного излучения, то есть радиоволн сверхвысокой частоты. За счет того, что радиоволны проникают внутрь разогреваемого продукта глубоко, он подогревается очень быстро и эффективно.

Если магнетрон поломался, то без наличия соответствующего опыта самостоятельно починить его достаточно сложно

Расшифровка магнетрона – это устройство, которое производит огромное количество теплоты, за счет частоты излучения. Частота излучения равняется 2,4 ГГц. Коэффициент полезного действия (КПД) магнетрона составляет 80%, а потребляемая мощность данного вида печи при излучении может составлять 1100 Вт.

Устройство магнетрона состоит из таких деталей:

• Цилиндрический анод – это его основа, состоящая их 10 секторов, каждая из них сделана из меди;
• В центре располагается катод с нитью накаливания;
• Торцевые части заняты магнитами, они создают необходимое для излучения магнитное поле;
• Выведенная к антенне, которая излучает энергию, проволочная петля.

С помощью антенны-излучателя энергия попадает сначала в волновод, а затем в камеру печи. Напряжение, которое поступает к аноду, составляет 4 тыс. Вт, нити накала – 3 тыс. Вт. Корпус магнетрона находится в радиаторе из пластика, где встроенный вентилятор, обдувает его воздухом, а специальный предохранитель отвечает за его перегрев.

Устройство и принцип работы микроволновой печи (видео)

С английского языка такое высказывание Microwave oven, можно расшифровать как микроволновая печь. Данная конструкция представляет собой бытовой прибор, который работает от электричества и отличается тем, что размораживает или подогревает продукты очень быстро. Происходит это за счет СВЧ-излучения.

Микроволновая печь: принцип работы

Сегодня микроволновую печь можно встретить практически во всех современных квартирах. И ведь неспроста. Это обусловлено удобством бытового прибора, который умеет разогревать, размораживать и готовить. А некоторые устройства со встроенным грилем и программным управлением могут запекать, зажаривать и даже готовить много сложных блюд. Благодаря научно-техническому прогрессу в устройствах повысилась безопасность использования, электронная система управления облегчила использование, но фундаментальные принципы работы микроволновки не менялся от самого ее создания.

Оглавление

1. Принцип работы микроволновой печи
2. Основные элементы микроволновки
3. Схема управления
4. Преобразователь напряжения
5. Основная и вторичная защита
6. Схема распределения СВЧ излучения
7. Система защиты
8. Электрическая схема СВЧ
9. Насколько опасна микроволновка
10. Как меняются свойства еды после разогрева в микроволновой печи
11. Наиболее частая поломка микроволновок
12. Заключение

Принцип работы микроволновой печи

Основные физические процессы, протекающие в камере микроволновки довольно просты. Сверхвысокочастотное излучение, проходя через разогреваемую пищу, действует на молекулы воды в них. Броуновское движение частиц ускоряется, они чаще сталкиваются, передавая энергию (увеличивается трение молекул) и таким образом происходит разогрев блюда. Но это объясняет только саму основу процесса.

СВЧ действует именно на молекулы воды, но поставив в микроволновую печь дистиллят и включив ее, можно увидеть, что температура жидкости поменяется несильно. Так почему же все-таки продукты нагреваются? На самом деле трение возникает на стыке разных по плотности сред. А так как все органические материалы неоднородны по своей структуре и обязательно имеют в своем составе воду, то и возникают разноамплитудные колебания.

💡 Частота работы микроволновой печи рассчитывается так, чтобы максимально воздействовать на молекулы воды. Именно они благодаря своим энергичным колебаниям способны передавать на соседнее вещество большое количество тепловой энергии. Сухой и химически однородный материал разогревать при помощи СВЧ излучения довольно сложно.

В камеру микроволновой печи категорически запрещается помещать металлические предметы. При воздействии на них сверхчастотным излучением, возникают поверхностные токи. Это приводит к образованию искрового и дугового пробоя на внутренние стенки устройства. Однако с развитием технологий и здесь производители нашли выход из ситуации. Некоторые бренды выпускают устройства, в которые разрешено закладывать посуду с металлическими ободками, с тиснением фольгой, столовые приборы и пр.

Основные элементы микроволновки

Микроволновая печь только с первого взгляда может показаться сложным устройством. Человека вводят в заблуждение огромное число кнопок, индикаторов, средств программирования и пр. На практике же любая подобная техника, независимо от способа управления и конструкции, состоит из нескольких основных элементов:

• Блок генерации высокочастотного электромагнитного поля с магнетроном и волноводами.
• Преобразователь напряжения, главный модуль – повышающий трансформатор.
• Элементы контроля – группа датчиков.
• Средства вторичной защиты.
• Схема управления устройством.

В более современных и сложных моделях могут присутствовать дополнительные элементы, такие как гриль, вторичные рассеиватели волн, дополнительные узлы генерации и пр. Далее рассмотрим более подробно как действует каждый блок во время их включения в работу при использовании бытовой техники.

Схема управления

Основная электросхема микроволновки, с которой взаимодействует пользователь – блок управления. Здесь посредством кнопок, механических переключателей и регуляторов можно задать необходимые рабочие установки. Сюда относится мощность излучения, время работы и другое.

По сложности схема управления также может отличаться. Наиболее простой тип – это механический круговой регулятор мощности и таймер отключения. С их помощью задается сила и время облучения СВЧ лучами продуктов. Второй многим знакомый способ управления – гибридный. Механический регулятор и панель с кнопками. По основным параметрам его функционал не сильно отличается от вариант с механической регулировкой.

Иногда встречаются микроволновки с сенсорным управлением. Суть ее не отличается от кнопочной техники. Но такое оборудование имеет некоторые преимущества – оно не требовательно в обслуживании и надежно. В более продвинутых системах управления предусмотрено программирование – переключение режимов работа по предустановленным параметрам.

Преобразователь напряжения

В микроволновой печи есть целая группа элементов, представляющих риск для жизни и здоровья человека. И самый основной – повышающий трансформатор. После включения микроволновки в работу он начинает выдавать напряжение до 4 000 вольт. В это время ток достигает значений в 10 ампер, а для остановки сердца человека достаточно 0.25 А. Это представляет серьезную опасность для пользователя.

💡 Именно высоковольтный трансформатор является ключевым и наиболее дорогим узлом всей системы преобразования. От него запитывается магнетрон. Именно он и формирует высокочастотное магнитное поле.

Магнетрон – основа всего микроволнового устройства. Это своеобразная вакуумная лампа, похожая на кинескоп старого телевизора. Разница лишь в том, что магнетрон излучает интенсивные электромагнитные волны сверхвысокой частоты, которые образуются вследствие прохождения через магнитное поле свободных электронов.

Блок генерации не заканчивается только на источнике СВЧ волн. Для их передачи в рабочую камеру микроволновой печи устанавливаются волноводы. Они находятся сразу за пластиной из слюды, которую можно увидеть в открытую дверку микроволновки.

Основная и вторичная защита

Зачем нужны контрольные датчики догадаться несложно. Их задача контролировать работу ключевых элементов электроники, а также аппаратную часть и следить, чтобы они не вышли в критические режимы работы. Датчики обеспечивают безопасную работу устройства и предотвращают опасные перебои.

Но, помимо этого, у микроволновок существует и система защита, которая предназначена не для безопасности пользователя. Ниже подробнее расскажем об их назначении.

То есть понимаем, что схемы контроля запускают работу магнетрона. С ее помощью также задаются параметры работы устройства, отсчитывается время включения, регулируется мощность и прочее. Но также в технике есть обратная связь между системами безопасности и управления. Сигнал первых может полностью остановить работу микроволновки, изменить режим, отобразить оповещение об ошибке или издать соответствующий звуковой сигнал.

Схема распределения СВЧ излучения

Для начала немного подробнее следует разобрать работает блок генерации СВЧ. Конструктивно магнетрон представляет собой излучатель с обмоткой, генерирующей электромагнитное магнитное поле. Это устройство постепенно изнашивается. Большинство из нас замечали, что микроволновая печь со временем греет все слабее. И это нормально, ведь любое оборудование имеет свой ресурс и рано или поздно выходит из строя.

В бытовых приборах разных брендов могут применяться отличающиеся между собой схемы распределения высокочастотного излучения.  В большинстве стандартных устройств от магнетрона в сторону рабочего отсека размещается только волновод, который закрывается пластиной из слюды. Такое решение предотвращает попадание внутрь мусора, жира и пара.

💡 В стандартной технике, где есть только один волновод, излучающей довольно локализованный пучок, дополнительно устанавливаются отражатели на противоположной стенке. Выглядят они как вогнутая поверхность камеры. Благодаря этому СВЯ излучение распределяется более равномерно.

В некоторых моделях микроволновок задействован другой принцип – размещается главный волновод и несколько щелевых антенн. Благодаря этому пучок энергии распределяется равномернее и формирует 3D-излучение. К тому же «умное» изменение мощности излучения во время работы помогает добиться плавного разогрева блюда по всему объему.

Но наиболее важным параметром в генерации СВЧ волн считаются частота излучения. В современной микроволновке она составляет 2.45 ГГц. Такая характеристика задана неслучайно Частота является резонансной для молекул воды, что заставляет их двигаться с большей амплитудой. В результате чего продукты начинают разогреваться.

Хотя есть и другие решения, с помощью которых можно ускорить процесс разогрева. Это так называемые диссекторы. Конструктивно устройство похоже на вентилятор, размещенный в верхней части камеры микроволновой печи. Но его задача не в обдувании воздухом, а в рассеивании сверхвысокочастотных волн.

Назначение других функциональных элементов более понятное. Например, гриль воздействует на еду инфракрасным излучением. Благодаря этому можно запекать продукты и получать красивую хрустящую корочку. На некоторых моделях дополнительно устанавливают вентиляторы, отводящие тепло и прочее.

Система защиты

Отдельно стоит разобрать работу систем безопасности. Условно их можно разделить на две основные группы:

• Контролирующие аппаратную часть – их задача блокировать потенциально аварийные ситуации и поддерживать нормальную работу электроники. Сюда входят температурные датчики магнетрона, предохранители, вентиляторы системы охлаждения.
• Защита пользователя от электрического тока и сверхвысокочастотного излучения.

Защиту от поражения электрическим током видел каждый, кто хоть раз разбирал микроволновую печь. В важных монтажных зонах находятся микровыключатели. Если крышку снять, микроволновка не включится. Сделать это не даст защита.

Более интересной считается система нейтрализации СВЧ излучения. Для начала нужно усвоить, что его просто невозможно локализовать внутри микроволновки. Волны будут отражаться от любых поверхностей и от блюда тоже. Поэтому на стекло дверки обязательно устанавливается металлическая решетка. Это своего рода антенна. Она подключается к разряднику, который передает накопленную энергию в основную электросеть устройства.

💡 Во время работы микроволновая печь может генерировать помехи в электропроводке дома. Иногда это можно заметить по перебоям в работе Wi-Fi роутера. Особенно при эксплуатации откровенно дешевых моделей микроволновок, не имеющих систем шумоподавления.

Зная все это несложно понять, как устроена и принцип работы микроволновой печи. Но если вы планируете ее чинить, тогда необходимо хотя бы в общих чертах разобраться как ее элементы взаимодействуют между собой. Разобраться в этом поможет электрическая схема микроволновки.

Электрическая схема СВЧ

В схеме можно разобраться как происходит преобразование энергии, и работает система безопасности. Здесь главным контуром выступаем шумоподавитель, который гасит колебания, формируемые в разряднике на дверке и защищает таким образом человека от СВЧ излучения.

Далее следует основная система безопасности. Сюда входит блок контактов, который размещен на дверке. Один контролирует плотность прилегания к корпусу, второй положение замка, третий положение ручки. Если хоть один из них не замкнется, микроволновку включить не удастся.

Следующий функциональный блок – привода и подсветка. Здесь нет ничего сложного. На электродвигатель, который раскручивает поддон, вентилятор и лампочку подается постоянное напряжение. По завершении процесса, таймер разрывает электрическую цепь.

И последний контур – повышающий трансформатор, датчик температурного контроля магнетрона, схема безопасности от пробоев и плавкий предохранитель. В конце любой схемы микроволновой печи находится магнетрон.

Насколько опасна микроволновка

Рассуждения на тему опасности микроволновых печей ведутся с самого их появления на рынке. Но на сегодня нет хоть сколько-нибудь достоверных фактов, подтверждающих нанесение вреда здоровью от использования техники для приготовления и разогрева пищи.

💡 Микроволновая печь во время работы не излучает радиацию, как утверждают некоторые. Во время готовки и разогрева все полезные свойства продуктов полностью сохраняются. Даже наоборот, в пище сохраняется до 80 % витаминов и минералов, что больше, чем при обжарке на сковороде.

Обычная плита и духовой шкаф не могут похвастаться такими результатами. При правильной эксплуатации устройства, никакой опасности человеку оно не несет. Это объясняется и тем, как устроена система защиты микроволновки, о которой мы говорили выше.

Вред скорее принесет вредная еда (что-то из фастфуда), приготовленная в микроволновой печи, а не само излучение. Ведь опасность пирогов, пиццы, бургеров и другой жирной пищи, заключается не в том, что она приготовлена в том или ином устройстве, а в большом количестве калорий, быстрому их усваиванию и переработке в подкожные жиры.

Как меняются свойства еды после разогрева в микроволновой печи

Ярые противники использования микроволновых печей, помимо страшилок о вреде излучения, аргументируют свои страхи изменением молекулярного состава пищи. Но во время разогрева структура продуктов совсем не меняется, молекулы лишь начинают двигаться быстрее.

Утверждения, что вкус разогретого блюда отличается от свежеприготовленного, легко опровергаются физическими принципами воздействия СВЧ излучения. И если подогретое на плите или сковороде блюдо становится горячим только снаружи, то сверхчастотные микроволны проникают глубоко внутрь продуктов.

Но также стоит знать, что есть некоторые продукты, которые категорически не рекомендовано класть в микроволновую печь. К таким относятся грудное молоко, яйца и другие продукты в цельной оболочке. Они могут разорваться и испачкать камеру бытового прибора.

Наиболее частая поломка микроволновок

Практически во всех микроволновках со временем встречается одна и та неисправность. Они перестают реагировать на поворот рычага или кнопку активации работы. В большинстве случаев происходит это из-за засоров или выхода из строя микропереключателей, которые защищают устройство от случайного включения при открытой дверке. На ней имеется специальный язычок, замыкающий или размыкающий контакты, которые соединены последовательно.

Если из строя выйдет хоть один из них, остальные также не будут работать. В большинстве случаев это происходит из-за попадания внутрь мелкого мусора. Диагностировать неисправность довольно просто. Нужно резко захлопнуть дверку и, если техника заработает нужно заменить микропереключатели либо почистить прилегающий к нему механизм.

Но может быть и так, что микропереключатели исправны, контакты чистые, а микроволновка все равно не работает. В таком случае стоит проверить целостность язычка на дверке, который нажимает на контактную группу. Это касается моделей, у которых дверка закрывается на защелку и для ее открытия нужно нажимать на специальную лапку, расположенную на корпусе устройства. Может быть так, что язычок еще не сломан, но дужка изгибается и не замыкает контакты.

Заключение

Когда начинаешь разбираться микроволновая печь может показаться очень опасным прибором, который требует сложного обслуживания с учетом многих технических особенностей. Но на самом деле это не совсем так. Использовать микроволновку просто и безопасно. Разбирать корпус для очистки основных деталей не придется. Для ее нормальной работы, достаточно поддерживать в чистоте внутреннюю камеру и стекло дверки. Также нужно периодически снимать и очищать слюдяную пластинку, закрывающую волновод. Тогда микроволновая печь будет работать правильно и долго.

Принцип работы и устройство микроволновой печи

Содержание

• Принцип работы СВЧ печи
• При помощи чего создаются данные волны?
• Предназначение термопредохранителя
• Предназначение кулера в микроволновой печи
• Каким образом обеспечивается защита от микроволнового излучения
• Блок управления устройством
• Вывод

СВЧ печи или так называемые микроволновки стали устройствами, которые располагаются на кухне практически каждого человека. С их помощью можно легко подогреть уже приготовленную продукты, или же разморозить их. Некоторые умельцы научились готовить в СВЧ-печи огромное количество блюд или произвести дезинфекцию губки или тряпочки. Если вас интересует принцип работы и устройство микроволновой печи, то мы постараемся ответить на него в данной статье.

Для того, чтобы пользователю было удобно управлять устройством, в его конструкцию был включён интуитивно понятный интерфейс, который оснащается системой защиты от детей и программами для быстрого приготовления пищи. В случае возникновения каких-либо неисправностей, Вы сможете, в большинстве случаев, исправить их самостоятельно.

Принцип работы СВЧ печи

Для того, чтобы разогреть пищу, вам необходимо поместить посуду с продуктами в микроволновую печь и выбрать программу, в случае применения быстрого разогрева, необходимо установить время. Продукты нагреваются путём воздействия на них мощного электромагнитного излучения. Частота микроволновки, которые устанавливают на кухне, составляет 2450 МГц. Как происходит, нагрев пищи: Высокочастотные волны проникают вглубь продуктов и начинают воздействовать на полярные молекулы (чаще всего воду), приводя их в циклическое движение вдоль силовых линий электромагнитных полей.

Благодаря применению данного способа, нагрев пищи происходит не только снаружи, но и внутри продуктов. В большинстве моделей, используемых на кухне, этот показатель составляет от 2.5 до 3х сантиметров.

Смотрите также:

• 5 лучших микроволновых печей LG 2019 года
• 5 лучших микроволновых печей Daewoo Electronics
• 5 лучших микроволновых печей Panasonic
• 6 лучших микроволновых печей Horizont 2019 года
• 6 лучших микроволновых печей BBK
• 6 лучших микроволновых печей Korting

При помощи чего создаются данные волны?

Для генерации радиоволн данной частоты, применяют специально устройство, называемое магнетроном, который представляет из себя электровакуумный диод состоящий из крупного цилиндрического анода, выполненного из меди, который сочетает в себе 10 секторов стенки, и они также изготовлены из меди.

В центре устройства расположен стержневой катод, с нитью внутри канала. Катод предназначен для эмиссии электродов. Для того, чтобы агрегат генерировал СВЧ-излучение, нужно создать магнитное поле в полости магнетрона. Для этого используют мощные кольцевые магниты, которые располагаются по торцам детали.

Для создания эмиссии, необходимо к аноду подать напряжение в четыре тысячи вольт, а к нити канала всего три.

Для съёма энергии, в строении устройства предусмотрены проволочные петли, которые подключены к катоду, а тот в свою очередь выведен в так называемую «излучательную антенну». С данного устройства вырабатываемое излучение уходит непосредственно в волновод, который и распределяет его по всей главной камере. Зачастую стандартная мощь данного элемента, который устанавливают в большинстве моделей микроволновок, составляет порядка 810 Вт.

Если для подогрева или приготовления пищи необходима меньшая мощность, то магнетрон попросту циклично включается и отключается.

В науке данное явление называют широтно-импульсной модуляцией. Для того, чтобы устройство выдало 400 Вт, а именно половину от своей выходной мощности в течении 20-секундного интервала, необходимо на 10 секунд обесточить магнетрон, а после чего подать электроэнергию на те же 10 секунд.

Устройство в процессе работы генерирует большое количество тепла, поэтому для его охлаждения, элемент устанавливают в пластинчатый радиатор, для того, чтобы он постоянно обдувался воздушными потоками, благодаря небольшому кулеру, встроенному в микроволновку. В случае перегрева, данный элемент конструкции может просто на просто выйти из строя, по этому его оснащают защитным устройством, а именно термопредохранителем.

Смотрите также –Какую посуду безопасно ставить в микроволновую печь

Предназначение термопредохранителя

Для того, чтобы обезопасить магнетрон и гриль, который устанавливают в некоторых моделях микроволновок, от перегрева, в конструкции предусмотрена установка термореле, или как их ещё называют термопредохранители. Они разделяются по способности выдерживать различное количество тепла, для того, чтобы узнать какой именно у Вас, необходимо найти на корпусе устройства наклейку с информацией или посмотреть в техническом паспорте устройства.

На самом деле устройство довольно просто в принципе понимания его работы. Корпус изделия изготовлен из алюминиевого сплава. Крепление устройства происходит при помощи фланцевого соединения, которое способно обеспечить плотное прилегание с тем участком, где непосредственно будут производиться замеры температур. Внутри корпуса располагается биметаллическая пластина, которую изготавливают с расчетом на сопротивление определенным температурам.

В случае превышения заданного порога, пластина попросту сжимается и тем самым приводит в действие толкатель, который предназначен для размыкания контактной группы. Подача электроэнергии прерывается и печь перестаёт функционировать. Постепенно остывая, пластина возвращает свою изначальную форму и заново замыкает контакты.

Предназначение кулера в микроволновой печи

Кулер – это один из наиважнейших компонентов СВЧ печи, без него будет полноценного функционирования устройства. Благодаря нему осуществляются следующий функциональные задачи:

• Охлаждение магнетрона, для обеспечения его исправной работы.
• Охлаждение иных компонентов системы, которые также могу выделять тепло, таких как электронные схемы.
• Некоторые модели микроволновок оборудованы функцией гриля и для охлаждения термореле устанавливают кулер.
• Для создания избыточного давления в полости где размещают пищу. Благодаря чему происходит отвод воздуха и паров, которые удаляются через специализированные вентиляционные пути.

В микроволновых печах охлаждение осуществляется с помощью одного вентилятора, который распределяет воздух по камере при помощи специальных воздуховодных отверстий, которые направляют воздух на запчасти для их охлаждения.

Смотрите также –Как повесить кронштейн на стенку для микроволновки

Каким образом обеспечивается защита от микроволнового излучения

Так как магнетрон излучает сильное электромагнитное излучение, которое может нанести вред человеческому организму и домашним питомцам, в устройстве применяют многоуровневую систему защиты.

Рабочая камера устройства покрывается эмалью для блокирования излучения, а сверху закрывается металлическим кожухом, который полностью пресекает его выход наружу.

Для защиты стеклянного окошка, в дверце устройства, применяют сетку с мелкими ячейками, которая изготовлена из стали, и она блокирует излучение до 2450 Гц, с волнами длиной до 12 см.

Дверца должна хорошо прилегать к корпусу и не иметь никаких зазоров.  В случае, когда просвет между ними увеличивается, необходимо проверить петли и вернуть её в изначальное состояние.

Между ними могут образовываться постоянные электромагнитные волны, которые располагаются непосредственно в месте соприкасания дверцы и корпуса устройства, и имеет нулевое амплитудное значение, именно поэтому излучаемые волны не смогут распространится за пределы корпуса. Данный метод в науке был назван как «СВЧ дроссель».

Устройство защищено от включения с открытой камерой системой микропереключателей, которые контролируют и фиксируют положение дверцы в нём. Чаще всего в устройстве предусмотрено от трёх подобных переключателей:

1. Выключающий магнетрон.
2. Контролирующий лампочку подсветки.
3. Переключатель контролирующий положение дверцы и информирующий блок управления о её положении.

Блок управления устройством

Командоаппарат устанавливаются в каждое устройство выпускаемое на данный момент, он обеспечивает выполнение двух функций:

1. Поддержание заданной мощности устройства.
2. Выключение устройства после выполнения заданной операции.

В старых моделях устройство выполнено из двух электромеханических переключателей, которые отвечали за вышеописанные функции. С течением времени технологии развивались и были придуманы блоки с электроуправлением. На данный момент в устройства устанавливают микропроцессоры, которые могут оснащается дополнительными программами для упрощения пользования, некоторыми функциями: автоматическая разморозка продуктов и приготовление определённых блюд, встроенные часы, индикаторы отображающие мощности, звуковые сигналы о завершении процесса.

Командный панель управления оснащается личным блоком питания, который подпитывает его автономном режиме, во время работы микроволновой печи.

Вывод

В данной статье мы рассмотрели принцип работы и устройство микроволновой печи, ознакомились с её внутренней составляющей и возможным применением устройства в домашнем пространстве. Несомненно, она сможет облегчить жизнь любого на кухне и сэкономит уйму времени.

Смотрите также:

• 6 лучших микроволновых печей SUPRA
• 6 лучших микроволновых печей Midea 2019 года
• 6 лучших микроволновых печей Bosch
• 7 лучших микроволновых печей Gorenje
• 8 лучших микроволновых печей Hotpoint-Ariston
• 10 лучших микроволновых печей Samsung

Как работают микроволновые печи и вызывают ли они рак?

Микроволновые печи — очень полезный прибор для приготовления пищи. Это компактные, крошечные, но невероятно универсальные машины — так как же они работают?

В основе микроволновых печей лежит невероятное количество научных и инженерных разработок, но все это можно разбить на простые для понимания и усвоения фрагменты.

Микроволновые печи в основном функционируют за счет генерации микроволнового излучения, которое проходит через пищу при ее приготовлении. Микроволны не являются специфическими для микроволновых печей, а представляют собой форму электромагнитных волн с длиной волны в диапазоне частот от 300 МГц до 300 ГГц (длина волны составляет около 1 м и 1 мм). Микроволновые печи обычно используют частоту 2450 МГц (длина волны 12,24 см).

По сравнению с другими типами излучения микроволны находятся между радиоволнами, которые обычно длиннее, и инфракрасными волнами, которые короче.

Микроволны настолько специализированы для приготовления пищи благодаря тому, как они взаимодействуют с молекулами воды.

Наука о микроволнах

Внутри микроволновых печей микроволны создаются с помощью устройства, называемого магнетроном. По своей сути магнетроны представляют собой высоковольтные двигатели, которые вырабатывают энергию в виде микроволн, а не в виде механической работы.

Внутри микроволновой печи трансформатор повышает напряжение от настенной розетки, 120 В в США или 110 В в Европе, примерно до 4000 вольт . Это повышенное напряжение необходимо для питания магнетрона, вызывая нагрев нити накала в ядре устройства. Когда эта нить нагревается, высвобождаются электроны. Микроволновая печь заставляет эти электроны работать.

 

Источник: Wikimedia/Public Domain

Рядом с нагретой нитью расположен круглый магнит. Обычно электроны, испускаемые нитью накала, притягиваются к аноду, но из-за расположения магнита электроны возвращаются обратно к самой нити. Эта петля электронов и создает микроволны.

Все это может показаться немного сложным, и это может быть, если объяснить без диаграмм. Чтобы глубже погрузиться в понимание того, как работают магнетроны и, в конечном счете, микроволны, посмотрите видео ниже.

Безопасно ли стоять рядом с микроволновой печью?

Один из популярных мифов о микроволновых печах состоит в том, что они могут вызвать рак. Это может быть связано с использованием слова «излучение» при описании того, как они работают, а также со страхом, что это микроволновое излучение может просочиться из микроволновки. Радиация в данном случае относится к энергии, излучаемой источником, а не к радиоактивности.

Однако микроволны не содержат достаточно энергии для химического изменения веществ посредством ионизации — они являются примером неионизирующего излучения. Другие типы электромагнитных волн, такие как ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, обладают большей энергией на фотон и, следовательно, могут вызывать рак.

Самое популярное

СВЯЗАННЫЕ: 9 ВЕЩЕЙ, КОТОРЫЕ НЕЛЬЗЯ ГРУПВИТЬ В МИКРОВОЛНОВУЮ СВЧ

Микроволны, конечно, могут вызвать нагрев и ожоги, но все микроволновые печи имеют металлическую сетку на дверце прибора, чтобы сохранить микроволны от утечки. Эти металлические сетки достаточно велики, чтобы вы могли видеть, как готовится еда, но отверстия недостаточно велики, чтобы микроволны проходили сквозь них. Микроволновые печи также имеют встроенные предохранительные устройства, которые не позволяют печи работать при открытой дверце.

Итак, в конце концов, вы не заболеете раком, если будете стоять слишком близко к микроволновке, потому что лучи не ионизируют вас, и вы тоже не поджаритесь.

Итак, мы разобрались с основами науки, но так и не поняли, почему именно микроволновые печи так хорошо работают для быстрого разогрева пищи.

Как микроволны нагревают молекулы воды

Микроволны, используемые в микроволновой печи, излучаются через своего рода антенну, которая направляет их в зону приготовления пищи прибора. Волны удерживаются внутри прибора благодаря прочным металлическим стенкам (и сетчатой ​​дверце). Затем эти микроволны поглощаются молекулами воды внутри пищи. Энергия микроволн заставляет молекулы воды быстро вибрировать, что нагревает пищу.

В сущности, поскольку молекулы воды легко поглощают микроволны, которые заставляют молекулы начать быстро вибрировать, это становится механизмом для преобразования энергии микроволн в тепловую энергию. Подобно тому, как кулачок и ролик являются механическим устройством для преобразования энергии вращения в линейное движение, взаимодействие микроволн и молекул воды является способом преобразования энергии микроволн в тепловую энергию.

Но почему вибрируют только молекулы воды? Молекулы воды полярны, то есть у них есть положительно заряженная сторона и отрицательно заряженная сторона. Микроволны имеют положительный пик и отрицательный пик, как и любая волна. По мере того, как микроволны перемещаются внутри микроволновой печи, молекулы воды будут пытаться выровнять свои полюса с полюсами микроволн. Поскольку микроволны быстро перемещаются внутри прибора, молекулы воды быстро стараются выровняться с движением волн.

Насколько быстро это происходит? Положительные и отрицательные поля микроволн движутся примерно 2,5 миллиарда раз в секунду. Когда вы объедините этот эффект с реакцией молекулы воды, вы начнете понимать, как микроволны так быстро и эффективно готовят пищу.

Почему микроволновые печи готовят неравномерно?

Последний вопрос, на который нам нужно ответить, заключается в том, почему внутри микроволновых печей часто возникают мертвые зоны. Например, почему в центре вашей еды часто намного холоднее, чем по краям?

Это происходит из-за того, что некоторые микроволны нейтрализуют друг друга. Часто эти места отмены локализованы, то есть некоторые области микроволновой печи не получают никакого «нагрева».

СВЯЗАННЫЕ С: НАУКА ГОВОРИТ, ЧАЙ ЛУЧШИЙ СПОСОБ ЗАГОТОВИТЬ — ЭТО РАЗОГРЕВАТЬ В МИКРОВОЛНОВОЙ ПЕЧАТИ

По сути, когда пик одной волны попадает в долину другой волны, в результате получается нейтрализованная волна. Вот почему в большинстве микроволновых печей используется вращающаяся посуда, чтобы обеспечить равномерное приготовление пищи.

Так вот как работают микроволновые печи. Это устройства, в которых используются магниты для создания электромагнитного излучения с определенной длиной волны, которое направлено на молекулы воды в пище, заставляя их вибрировать и быстро нагреваться. В следующий раз, когда вы будете готовить что-то в микроволновке, вы не будете смотреть на это так же.

Еще новости

здоровье
Ученые изобрели устройство для восстановления органов чувств у перенесших инсульт

Нергис Фиртина| 15.09.2022

наука
На фото: В Чили обнаружена загадочная массивная воронка

Нергис Фиртина| 05.08.2022

инновации
Ютубер объясняет, может ли батарея CO2 стать ключом к хранению энергии

Лукия Пападопулос| 13.08.2022

Как работают микроволновые печи?

Ярослав Моравчик/Shutterstock

Микроволновые печи готовят пищу невероятно быстро, разогревая охлажденные остатки за несколько минут или даже меньше. Но как работает это великое изобретение?

Здесь мы исследуем науку, лежащую в основе одного из самых революционных бытовых приборов 20-го века.

Микроволны — это форма энергии

Микроволны — это электромагнитные волны, распространяющиеся в пространстве со скоростью света. Мы не можем видеть микроволны, но если бы вы могли, вы бы увидели, как микроволновая печь для приготовления пищи загорается интенсивным светом.

Микроволны короче радиоволн, но длиннее инфракрасного излучения. Микроволновая печь, используемая для приготовления пищи, составляет около 12 сантиметров от гребня до гребня, говорит Луи Блумфилд, профессор физики в Университете Вирджинии. На этой длине волны микроволны легко поглощаются большинством пищевых продуктов. Но у частиц в микроволновке, известных как фотоны, недостаточно энергии, чтобы повредить молекулы и вызвать рак, как ультрафиолетовые лучи или рентгеновские лучи.

Микроволны зажаты между радиоволнами и инфракрасным светом в электромагнитном спектре. Микроволны, используемые при приготовлении пищи, имеют диаметр около 12 сантиметров или чуть шире бейсбольного мяча. Викисклад

Микроволновая печь

Компонент, называемый магнетроном, генерирует микроволны из электричества внутри микроволновой печи. Для питания магнетрона трансформатор преобразует стандартную домашнюю электроэнергию из настенной розетки на 120 вольт примерно в 4000 вольт или выше. Напряжение нагревает нить в центре магнетрона, выпаривая электроны.

Электроны испускаются при нагревании нити. инженер

Электроны будут устремляться по прямой к аноду или положительному выводу, который окружает нить накала, но два кольцевых магнита над и под анодом отклоняют электроны обратно к нити накала, и они летают по кругу.

Магниты отклоняют электроны обратно к нити накала по изогнутой траектории. инженер

Микроволны создаются, когда электроны проносятся мимо полостей или отверстий в аноде.

Полости в кольцеобразном аноде создают микроволновый «свист», когда электроны проходят мимо. инженер

«Это все равно, что дуть на горлышко стеклянной бутылки», — говорит Боб Шиффманн, президент Международного института микроволновой энергетики. Но вместо звукового свиста генерируются колебательные волны с определенной частотой, обычно 2,45 гигагерца. Микроволны передаются в рабочую камеру с помощью антенны, где они распространяются и в конечном итоге проникают в пищу.

Дэн Иззо/YouTube

Дверца микроволновой печи содержит металлическую сетку, которая отражает микроволны как зеркало и предотвращает их утечку. Отверстия в сетке слишком малы, чтобы через них могли выйти микроволны, но достаточно велики, чтобы мог проникнуть видимый свет, поэтому мы можем видеть, что готовится внутри.

Большинство микроволновых печей имеют стеклянный поворотный стол, который перемещает пищу как карусель, чтобы она нагревалась равномерно. Если бы еда не переворачивалась, части вашей еды застряли бы в горячих и холодных точках микроволновой печи.

Майк Нудельман/Business Insider

Как микроволновые печи готовят пищу

Когда вы нажимаете кнопку «Пуск», «обычно требуется около 2 секунд, чтобы нагреть нить внутри магнетронной трубки», — говорит Шиффманн. Затем микроволны направляются в отделение для пищевых продуктов.

Обычно используемая частота микроволн, 2,45 гигагерца, легко поглощается водой, жиром и сахаром. Блумфилд говорит: «Волны имеют правильную частоту, чтобы проникать глубоко в пищу, и они придают кулинарную мощность в первую очередь содержащейся в пище воде. Твердые вещества, не содержащие воды, едва поглощают микроволны». Вот почему контейнеры, пригодные для использования в микроволновой печи, не нагреваются так сильно, как пища внутри них.

Микроволны нагревают пищу, например, чашку кофе или ломтик лазаньи, закручивая молекулы воды вперед и назад. Молекулы воды заряжены положительно на одном конце и отрицательно на другом. Одна молекула воды выглядит как голова Микки Мауса, говорит Блумфилд. Вы можете думать об отрицательно заряженном атоме кислорода как о лице Микки, а о двух меньших положительно заряженных атомах водорода как о ушах Микки.

Положительно заряженный конец молекулы воды пытается выровняться с электрическим полем микроволн, в то время как отрицательно заряженный конец направлен в другую сторону. Но поскольку поле меняется 2,5 миллиарда раз в секунду, уши и лицо Микки быстро крутятся взад и вперед.

Молекулы крутятся взад-вперед, трутся друг о друга. Это создает трение, которое выделяет тепло.

Одна молекула воды имеет отрицательный и положительный заряд на обоих концах. инженер

По словам Шиффманна, микроволновая печь готовит пищу намного быстрее, чем обычная духовка, потому что она одновременно нагревает и внутреннюю, и внешнюю части пищи. Обычная духовка или сковорода сначала нагревают поверхность пищи, а тепло постепенно перемещается к центру. Поскольку воздух внутри микроволновой печи имеет комнатную температуру, продукты не становятся коричневыми или хрустящими, как при других способах приготовления пищи.

Принцип работы микроволновой печи – StudiousGuy

Необходимость — мать всех изобретений».

Одним из лучших описаний этой пословицы являются долговечные технологии, появившиеся на свет во время Второй мировой войны. Хорошо известная микроволновая печь также является побочным продуктом одной из таких инновационных технологий, которая помогла изменить ход войны в 1920-х и 30-х годах. Магнетронные трубки, которые первоначально использовались при разработке военных радаров дальнего действия, получили коммерческое применение после Второй мировой войны. Хотя научное сообщество было знакомо с нагревательными характеристиками радиоволн еще с 19 в.20-х годов, только в 1945 году Перси Спенсер, американский инженер-самоучка, случайно обнаружил тепловой эффект мощного микроволнового луча. В 1945 году, во время своего визита в лабораторию по испытанию магнетрона, Перси заметил, что батончик арахиса, который был у него в кармане, начал таять, когда он стоял рядом с работающей трубкой магнетрона. 8 октября 1945 года Спенсер запатентовал процесс приготовления пищи в микроволновой печи и духовку компании Raytheon. В 1947 году компания Raytheon выпустила первую коммерчески доступную микроволновую печь под названием «Radarange». С тех пор микроволновая печь претерпела ряд усовершенствований и использовалась для нескольких кулинарных процессов, от мгновенного разогрева до запекания. Но как то, что мы используем для общения, может также готовить нашу еду? Что ж, давайте попробуем понять это, исследуя стоящую за этим науку.

Индекс статьи (Нажмите, чтобы перейти)

Принцип работы микроволновой печи

Микроволновые печи работают по принципу преобразования электромагнитной энергии в тепловую. Электромагнитная (ЭМ) энергия относится к излучению (волнам), состоящему из электрического поля и магнитного поля, колеблющихся перпендикулярно друг другу. Когда полярная молекула, то есть молекула, содержащая противоположные заряды, попадает на пути этих электромагнитных излучений, она колеблется, чтобы выровняться с ними. Это приводит к потере энергии диполя из-за молекулярного трения и столкновения, что приводит к нагреву. Молекулы воды, присутствующие в наших пищевых продуктах, подвергаются аналогичному явлению, когда они вступают в контакт с микроволновым излучением, нагревая пищу изнутри. Микроволны — это электромагнитное излучение с частотами от 300 МГц (0,3 ГГц) до 300 ГГц и соответствующими длинами волн от 0,9м до 0,0009 м соответственно. В большинстве печей используется микроволновая печь с частотой 2,24 ГГц (т. е. длина волны = 12,2 см). Эти размеры позволяют микроволнам проникать глубоко внутрь пищи и готовить ее изнутри, в то время как температура воздуха, окружающего пищу, остается постоянной, поскольку воздух неполярен. Существует распространенное заблуждение, что микроволны в микроволновой печи возбуждают естественный резонанс в воде. Частота микроволновой печи намного ниже любого естественного резонанса в изолированной молекуле воды, а в жидкой воде эти резонансы настолько размыты, что в любом случае едва заметны.

 

Основные компоненты микроволновой печи

Трансформатор высокого напряжения: В отличие от многих других бытовых приборов, для микроволновой печи требуется больше энергии, чем обычное напряжение, подаваемое в домашнюю электропроводку. Для этого внутрь печи помещают повышающий трансформатор с высоковольтным выходом. Напряжение питания 240 В повышается до нескольких тысяч вольт, которое затем подается на резонаторный магнетрон.

Резонаторный магнетрон: Резонаторный магнетрон представляет собой мощную вакуумную трубку, которая преобразует электрическую энергию в длинноволновое микроволновое излучение и, следовательно, является наиболее важным компонентом микроволновой печи.

Микроконтроллер: Микроконтроллер — это то, что обеспечивает связь между пользователем и машиной. Это блок управления, который содержит одно или несколько процессорных ядер, а также память и программируемые периферийные устройства ввода/вывода. Он обрабатывает инструкции, которые пользователь дает микроволновой печи, а также отображает их на семисегментном дисплее или светодиодном экране, в зависимости от модели печи.

Волновод:  Как следует из названия, волновод представляет собой полую металлическую трубку, которая направляет волны, генерируемые на выходе магнетрона, к полости (месту, куда мы помещаем пищу).

Охлаждающий вентилятор: Охлаждающие вентиляторы снижают рабочую температуру магнетрона и обеспечивают его эффективность и долговечность.

Рабочий механизм

Процесс разогрева пищи в микроволновой печи довольно прост; однако механизм, участвующий в этом процессе, несколько нетипичен. После генерации микроволн в магнетроне они направляются по волноводу к пище внутри полости. Микроволны проникают через поверхность пищи и достигают молекул воды, находящихся внутри нее. Поскольку ориентация электрического поля меняется с течением времени, полярные молекулы воды пытаются следовать за полем, меняя свою ориентацию внутри материала, чтобы выстроиться вдоль силовых линий в энергетически выгодной конфигурации (а именно, с положительной стороной, направленной в в том же направлении, что и линии поля). Поскольку эти молекулы быстро меняют направление (по крайней мере, миллионы раз в секунду), они получают энергию, которая увеличивает температуру материала. Этот процесс называется диэлектрическим нагревом. Энергия микроволн убывает по закону обратных квадратов, поэтому полость камеры, куда мы помещаем продукты, устроена таким образом, чтобы осуществлять максимально эффективное нагревающее действие микроволн. Кроме того, большинство микроволновых печей оснащены дверным выключателем, который не позволяет начать процесс, пока дверца не будет полностью закрыта.

Преимущества микроволновой печи

• Процесс объемного нагрева микроволн является их наиболее заметной характеристикой. В традиционном способе приготовления тепло должно распространяться внутрь от поверхности пищевого продукта, тогда как распространение тепла в случае микроволновой печи осуществляется контролируемым образом с помощью микроволн.

• Это быстрый и удобный способ разогрева еды и остатков.

• Поскольку микроволны могут взаимодействовать только с полярными веществами, такими как вода, они не могут повлиять на пищевую ценность неполярных ингредиентов. Однако другие традиционные методы приготовления пищи могут разрушить некоторые полярные, а также неполярные ингредиенты во время процесса.

• Пользовательский интерфейс и микроконтроллер позволяют точно контролировать температуру приготовления.

• Простота процесса приготовления пищи в микроволновой печи также способствует более легкой очистке оборудования после использования.

Недостатки микроволновой печи

• Важно позаботиться о том, какая посуда используется в микроволновой печи. Блюдо, которое нельзя использовать в микроволновой печи, вызовет химическую реакцию между едой и контейнером.

• Стоимость оборудования высока по сравнению с другими традиционными методами приготовления пищи.

• Утечка микроволн может привести к электромагнитным помехам для другого электрооборудования, находящегося поблизости. Кардиостимуляторы, установленные у некоторых пациентов, особенно уязвимы к такой утечке излучения.

• Микроволновое излучение может нагревать ткани тела так же, как оно нагревает пищу. Воздействие высоких уровней микроволн может вызвать болезненный ожог. В частности, глаза и яички уязвимы для микроволнового нагрева, потому что в них относительно мало кровотока для отвода избыточного тепла.

• Еще одним недостатком микроволновых печей является то, что они имеют ограниченную мощность и из-за этого не являются лучшим вариантом для больших семей.

Меры предосторожности при использовании микроволновой печи

• Как и многие другие электроприборы, важно следовать инструкциям производителя по рекомендуемым процедурам эксплуатации и мерам предосторожности для вашей модели печи.

• Используйте пригодную для использования в микроволновой печи посуду, специально изготовленную для использования в микроволновой печи.

• Микроволновая печь не должна эксплуатироваться с открытой, погнутой или сломанной дверцей.

• Во избежание несчастных случаев не рекомендуется стоять прямо перед работающей микроволновой печью.

• Жидкости не следует нагревать дольше рекомендуемой температуры, так как это может привести к тому, что пары воды достигнут электрических компонентов и помешают их работе.

• Необходимо периодически очищать полость водой с мягким моющим средством. Не рекомендуется использовать для очистки губки, стальную мочалку или другие абразивные материалы.

Appliance Science: вкусная физика микроволновых печей

Колин Уэст Макдональд/CNET

С тех пор, как люди впервые бросили кусок мяса мамонта в огонь и им понравился результат, мы искали новые способы приготовления пищи. Одной из самых последних разработок в этой гонке за вкусом является микроволновая печь, которая использует микроволновое излучение для разогрева и приготовления пищи.

Поскольку она потребляет меньше энергии и работает намного быстрее, чем газовая или электрическая духовка, микроволновая печь нашла место в большинстве домов. На самом деле считается, что к началу 21 века более 90 процентов домов в США имели микроволновую печь. Это неплохой результат для устройства, которое было случайно изобретено 55 лет назад.

Первоначальный патент на микроволновую печь, поданный в 1945 году. Патенты Google

Возникла микроволновая печь в исследованиях радаров до и во время Второй мировой войны. В рамках этого исследования инженеры Raytheon в США построили большой магнетрон — устройство, генерирующее микроволны. Проходя мимо испытываемого магнетрона, эксцентричный инженер по имени Перси Спенсер заметил, что радиация расплавила его шоколадный батончик. Заинтригованный, он использовал это устройство, чтобы приготовить попкорн и яйцо. Во время первого (но далеко не последнего) несчастного случая, связанного с приготовлением пищи в микроволновой печи, яйцо взорвалось, осыпав любознательного коллегу яйцом и кипятком. Не испугавшись, Спенсер прикрепил магнетрон к металлической коробке, и так родилась первая микроволновая печь. Устройство было запатентовано в 1945 Спенсера для корпорации Raytheon.

Волны и микроволны

Секрет микроволновки кроется, ну, в микроволнах. Как следует из названия, эти устройства используют микроволновое излучение с частотой около 2,4 ГГц и длиной волны около 4 дюймов (10,16 см). Эти электромагнитные волны, созданные в устройстве под названием магнетрон, возбуждают воду. Когда микроволна попадает на молекулу воды, молекула поглощает ее. Это волнение означает, что он движется быстрее, и вода нагревается. А горячая вода в вашей еде означает, по мере распространения тепла, горячую пищу. Вот почему микроволны так хорошо разогревают пищу: вместо того, чтобы нагревать пищу снаружи, как в обычной духовке, они нагревают воду внутри пищи, поэтому она нагревается быстрее и равномернее. Микроволны также проникают в пищу, эффективно нагревая ее изнутри.

Конечно, вы не хотите, чтобы предметы вне духовки нагревались, поэтому они сделаны из металла. Эта металлическая клетка улавливает микроволны внутри духовки: они прыгают от стены к стене, пока не столкнутся с чем-то, что может их поглотить.

Колин Уэст Макдональд/CNET

«Но подождите!» Я слышу, как ты плачешь. «А что насчет двери? Она сделана из стекла, через которое я могу видеть! Значит ли это, что каждый раз, когда я смотрю через нее, мои глаза закипают?»

К счастью, нет. Если вы присмотритесь, вы увидите сетку проводов внутри прозрачной стеклянной двери. Они соединены с металлическими стенками духовки и блокируют выход микроволн. Одна из странных особенностей излучения заключается в том, что если отверстие меньше длины волны излучения, большая его часть не пройдет через отверстие. Итак, для микроволн эта сетка проводов выглядит сплошной стеной, и большая ее часть продолжает подпрыгивать внутри духовки, пока не наткнется на возбудимую молекулу воды. По той же причине работают телевизионные антенны, сделанные из проволочных сеток: сетка для излучения выглядит как твердая поверхность.

По этой же причине микроволновые печи сконструированы таким образом, что они не работают, когда дверь открыта, и почему возиться с этим — ОЧЕНЬ ПЛОХАЯ ИДЕЯ . То же самое и со всеми трюками, которые вы видите на YouTube о том, как помещать компакт-диски или металлические предметы в микроволновую печь. Приготовление металлических предметов в микроволновой печи — это ЕЩЕ ОДНА ОЧЕНЬ ПЛОХАЯ ИДЕЯ , потому что микроволновая печь может индуцировать электрический ток в металле. Этот ток должен куда-то идти, и иногда самый легкий путь между кусочками металла лежит по воздуху (например, между зубьями вилки). Это создает плазму ионизированного газа, который может вызвать пожар.

Причина, по которой вы получаете необычайно красивый эффект при разогреве компакт-диска в микроволновой печи, заключается в том, что излучение индуцирует ток в металле, а маленькие отверстия, в которых хранятся данные, достаточно широки, чтобы создать сильный электрический ток, который дугой проходит по диску. разрыв, плавление металла и пластикового покрытия. Когда металлическая пленка, на которой хранятся данные на компакт-диске, плавится, дуга перемещается по дорожке данных на компакт-диске. Но повторюсь: НЕ ПРОБУЙТЕ ЭТО ДОМА, ПРОСТО ПОСМОТРИТЕ НА YOUTUBE .

Сами микроволны создаются внутри магнетрона. Обычно вы можете найти это в своей микроволновой печи, ища пластиковую панель внутри рабочей камеры. Эта панель закрывает выход магнетрона, откуда исходят микроволны. Магнетрон генерирует микроволновое излучение, отбрасывая электроны внутри полости, заполненной вакуумом, которая подвергается воздействию сильного магнитного поля. Это магнитное поле заставляет эти электроны вращаться внутри полости, поглощая энергию. В конце концов, эта энергия высвобождается в виде микроволн. Затем это микроволновое излучение собирается и направляется в камеру для приготовления пищи с помощью устройства, называемого волноводом.

В некоторых духовках также есть вращающийся металлический вентилятор (называемый мешалкой), который распространяет микроволновый луч, делая его более хаотичным. Этот процесс генерации микроволн требует очень высокого напряжения, обычно превышающего тысячу вольт (1 киловольт). И это еще одна причина, почему вы не должны связываться с микроволновыми печами, так как это напряжение может легко убить вас.

Колин Уэст Макдональд/CNET

Как только микроволны попадают в камеру для приготовления пищи, они подпрыгивают, пока не столкнутся с чем-то, что может их поглотить, например, с молекулой воды. Подобно волнам в ванне, это отражение создает пики (с большим количеством микроволн) и впадины с небольшим количеством микроволн, которые ученые называют стоячей волной. Вот почему в вашей микроволновой печи есть вращающаяся посуда, так как это вращение гарантирует, что ни одна из продуктов не окажется в желобе по этой схеме, не нагреваясь.

Вот почему нужно быть осторожным как с едой, так и с посудой, которую вы используете в микроволновой печи. Если в еде нет воды, она не будет поглощать микроволны и не нагреваться. Многие старые тарелки и другая посуда могут содержать некоторое количество воды или других материалов, поглощающих микроволны, что означает, что в конечном итоге вы будете нагревать тарелку, а не еду. То же самое относится к треснувшей или поврежденной посуде, где вода может попасть в трещину и быстро расшириться при нагревании, разбив посуду. В обоих случаях результаты могут быть взрывоопасными, поэтому используйте только посуду, помеченную как безопасную для использования в микроволновой печи.

Wi-Fi — это тоже микроволновка

Вы могли заметить, что частота микроволн 2,4 ГГц, используемых в микроволновых печах, звучит знакомо. Вы были бы правы: это та же частота, что и у беспроводных маршрутизаторов 802.11g или n, которые вы используете дома или в офисе. Ваши устройства Wi-Fi используют ту же частоту, но с гораздо меньшей мощностью: в то время как обычная микроволновая печь может генерировать несколько сотен ватт микроволнового излучения, ваши устройства Wi-Fi излучают всего несколько милливатт излучения. Этого недостаточно, чтобы приготовить суши.

Однако это объясняет, почему ваши устройства Wi-Fi иногда перестают работать, когда кто-то готовит попкорн; хотя большая часть микроволнового излучения удерживается духовкой, небольшое количество уходит наружу и может подавить сигнал Wi-Fi. Более новые устройства Wi-Fi, использующие стандарты 802.11ac, не имеют этой проблемы, поскольку они отправляют и получают данные на более высокой частоте 5 ГГц.

Будущее микроволновых печей

Микроволновый нагрев остается наиболее эффективным способом разогрева пищи, и в настоящее время на горизонте нет ничего, что могло бы бросить ему вызов. Основной механизм микроволн не сильно изменился за последние 40 лет, с момента разработки резонаторного магнетрона в 19 веке.60-е годы. Произошло то, что микроволновые печи становились все дешевле и дешевле благодаря повышению эффективности производства.

Самая дешевая микроволновая печь, которую я мог найти в продаже на момент написания статьи, стоила менее 50 долларов. Так что микроволновые печи, скорее всего, останутся основой современной кухни на долгие годы*. Педанты среди вас могут возразить, что высокое напряжение не убьет вас, а большой ток — убьет. Как говорил мой учитель физики: «Вольты трясут, а мельницы убивают», потому что вас убьет не высокое напряжение, а небольшая сила тока (в диапазоне миллиампер) через сердце в течение нескольких секунд. достаточно, чтобы остановить биение вашего сердца и убить вас. В любом случае, не связывайтесь с большими напряжениями.

Физика микроволновых печей

Физика микроволновых печей

« Вернуться на tobyzerner.com

Микроволновые печи являются неотъемлемой частью современной кухни благодаря их способности быстро и легко разогревать еду и напитки. На этой странице объясняется, как они работают, и исследуются некоторые физические концепции, связанные с их работой.

Содержание

• Производство микроволн в магнетроне
• Разогрев пищи с помощью микроволн
• Ограничения и последствия использования микроволнового нагрева
• Ссылки

Производство микроволн в магнетроне

Рисунок 1: Электроны, испускаемые катодом, совершают криволинейное движение к аноду (Nave 2005).

Для разогрева пищи в микроволновой печи микроволны должны проходить через нее. Микроволны — это электромагнитные волны с частотой около 2,45 ГГц и длиной волны около 12,2 см; в электромагнитном спектре они опережают инфракрасный свет, но после радиоволн (Heckert 2007). В микроволновой печи микроволны производятся устройством, называемым магнетроном. Это устройство имеет форму полой трубки с цилиндрическим катодом, проходящим через центр и внешнюю часть трубки с несколькими полостями, выступающими в качестве анода (Gallawa 2008). Таким образом, в зазоре внутри трубки существует электрическое поле. Эта структура показана на рисунке 1.9.0003

Постоянное магнитное поле существует перпендикулярно электрическому полю и параллельно длине трубки. Электроны в катоде выбрасываются в электрическое поле из-за термоэлектронной эмиссии (высокая температура в катоде вызывает возбуждение и высвобождение электронов) (Nave 2005). Они ускоряются по направлению к аноду снаружи трубки из-за силы, приложенной к ним электрическим полем. Однако на их пути магнитное поле также прикладывало к ним силу, искривляющую их движение. Итоговые пути, по которым могут двигаться некоторые электроны, показаны на рис. 1.9.0003

Рисунок 2: Электроны заставляют избыточный отрицательный заряд выталкиваться обратно в резонатор, создавая микроволновые колебания (Nave 2005).

Из-за криволинейного движения электроны выталкиваются в область, где в аноде имеется избыточный отрицательный заряд (одна сторона полости). Этот избыточный отрицательный заряд выталкивается обратно вокруг полости, создавая колебания электрического и магнитного поля из-за движущегося заряда (Nave 2005). Частота, на которой возникает этот резонанс, соответствует частоте микроволн; поскольку электрические и магнитные поля излучаются перпендикулярно друг другу и перпендикулярно направлению движения на этой частоте, микроволны эффективно излучаются. Этот процесс показан на рис. 2.9.0003

Нагревание пищи микроволнами

Рисунок 3: Движение микроволн внутри микроволновой печи (Riaz 2007).

Микроволны, создаваемые магнетроном, направляются на вращающийся пропеллер из металла. Одним из свойств микроволн является то, что они отражаются от металла, поэтому они отражаются от «вентилятора мешалки» и попадают в камеру духовки. Камера печи облицована металлом, так что микроволны продолжают отражаться в камере, пока не будут поглощены (Heckert 2007). На рис. 3 показано основное движение микроволн внутри микроволновой печи.

Микроволны поглощаются некоторыми химическими веществами, содержащимися в пищевых продуктах, в первую очередь водой. Это связано с тем, что молекулы воды полярны, а это означает, что распределение заряда внутри молекулы несимметрично; одна сторона молекулы слегка положительна, а другая слегка отрицательна. Таким образом, в присутствии составляющей электрического поля микроволны к обоим диполям молекулы будет приложена сила, которая заставит ее вращаться (Heckert 2007). На рисунке 4 показаны две молекулы воды в положениях, где сила на их диполях, обусловленная электрическим полем волны, минимальна.

Рисунок 4: Вращение молекул воды под действием составляющей электрического поля в электромагнитной волне. (Черные стрелки обозначают электрическое поле.)

Поскольку электрическое поле постоянно колеблется, молекулы воды постоянно вращаются. Частота микроволн (2,45 ГГц) является оптимальной, поскольку время, необходимое электрическому полю для колебаний, согласуется со временем, которое требуется молекуле воды, чтобы повернуться на 180° (Heckert 2007). Таким образом, молекулы воды вращаются максимально быстро.

При вращении молекулы воды сталкиваются с другими молекулами, окружающими их, и передают часть своей кинетической энергии. Согласно кинетической теории частиц, если частицы в пище имеют большую кинетическую энергию, то пища будет более горячей.

Посмотрите это в действии! (Интерактивный Java-апплет от PhET.)

Ограничения и последствия использования микроволнового нагрева

Конструктивное и деструктивное вмешательство

Конструктивное и деструктивное вмешательство между микроволнами может вызвать неравномерный нагрев пищи. В каждой точке камеры печи есть несколько микроволн, мешающих друг другу, а это означает, что результирующее электрическое поле в этой точке является суммой их соответствующих электрических полей. Если интерференция носит конструктивный характер, результирующее электрическое поле в этой точке будет больше, и, таким образом, частицы в пище получат больше кинетической энергии, и пища будет более горячей. Если интерференция является деструктивной, результирующего электрического поля может не быть, поэтому в этот момент пища останется холодной (Heckert 2007). Поскольку микроволны отражаются от металлических внутренних стенок камеры духовки, они могут какое-то время отражаться, прежде чем поглотятся, что увеличивает вероятность возникновения конструктивных и деструктивных помех (Heckert 2007).

Поскольку длина волны микроволн составляет около 12,2 см, расстояние между этими двумя крайними значениями обычно составляет всего несколько сантиметров, что может создавать проблемы при разогреве пищи (Heckert 2007). Вращающиеся поворотные столы включены в большинство микроволновых печей и перемещают пищу, пытаясь распространить эффект нагрева «горячих точек» на всю пищу; эффект конструктивного и деструктивного вмешательства не локализован в определенных точках пищи (Heckert 2007).

Вращение молекул

Принцип нагревания пищи в микроволновой печи основан на способности молекул вращаться. Это накладывает определенные ограничения на виды продуктов, которые можно разогревать. Например, лед — твердое тело, поэтому его молекулы не могут вращаться так легко, как в жидкой воде. Таким образом, лед не так эффективно нагревается микроволнами и должен нагреваться посредством обычной теплопроводности (Heckert 2007). В результате замороженные продукты нагреваются неравномерно и менее эффективно. Предметы, содержащие минимальное количество воды, также будут нагреваться дольше, поскольку будет меньше вращающихся молекул воды и, следовательно, меньше кинетической энергии будет передаваться пище. Хотя это может быть выгодно для таких вещей, как пластик и стекло (чтобы их можно было использовать в качестве контейнеров), микроволновый нагрев более сухих продуктов не так эффективен.

Воздействие на металлы

Распространено мнение, что нагревание любого металла в микроволновой печи может быть опасным («Сегодняшние микроволны могут работать с металлическими предметами», 2007 г.). Микроволны имеют тенденцию отражаться от металлов, что полезно для предотвращения выхода микроволн из камеры печи. Однако, если в качестве контейнера для разогреваемой пищи используется металл, микроволны будут отражаться, а не поглощаться пищей; еда остается холодной. Это может быть проблематично, поскольку, когда микроволны не поглощаются, они накапливаются и могут в конечном итоге отражаться обратно в магнетрон, что потенциально может повредить его (Chemistryquestion.com 2003). Однако современные магнетроны сконструированы так, чтобы обрабатывать большое количество микроволн, поэтому обычно это микроволновое отражение относительно безвредно («Сегодняшние микроволны могут обрабатывать металлические объекты», 2007).

Кроме того, поскольку микроволны состоят из электрического поля, мобилизованные электроны на поверхности металла движутся в соответствии с колебаниями электрического поля. В толстом металлическом предмете тепло, создаваемое этим трением, может рассеиваться, но тонкий предмет очень быстро нагревается (Chemistryquestion.com 2003). Металлические предметы с острыми концами (например, вилки) могут накапливать сильный электрический заряд на концах, вызывая ионизацию частиц воздуха и, таким образом, позволяя избыточному заряду перескакивать на ближайший проводник, вызывая искрение (Heckert 2007). Однако это явление также в основном безвредно для пищи и микроволновой печи («Сегодняшние микроволновые печи могут обрабатывать металлические предметы», 2007 г.).

Ссылки

Галлава, Дж. 2008, Магнетронная трубка, используемая в микроволновых печах, просмотрено 31 августа 2010 г., .

Heckert, P 2007, How Do Microwave Ovens Work?, Suite101, просмотрено 31 августа 2010 г., .

Heckert, P 2007, Микроволновые печи нагревают пищу неравномерно, Suite101, просмотрено 31 августа 2010 г. , .

Heckert, P 2007, Почему в микроволновых печах нет металла?, Suite101, просмотрено 7 августа 2010 г., .

Маккалоу, Дж., Принцип суперпозиции и интерференция, просмотрено 7 августа 2010 г., .

Nave, R 2005, The Magnetron, просмотрено 31 августа 2010 г., .

Риаз, Р. 2007, Как производятся продукты: микроволновая печь, Advameg, просмотрено 7 августа 2010 г., .

Томлет, Дж. 2000, «Микроволновая печь; Анатомия Как это работает», Sydney Morning Herald, 02 марта, с. 38, просмотрено 7 августа 2010 г., eLibrary.

«Сегодняшние микроволновые печи могут работать с металлическими предметами», 2007 г. , Wisconsin State Journal, 05 апреля, с. B1, просмотрено 7 августа 2010 г., eLibrary.

Почему нельзя нагревать металл в микроволновой печи? 2003, Chemistryquestion.com, просмотрено 7 августа 2010 г., .

Что такое конвекционная микроволновая печь?

Конвекционные микроволновые печи нагревают пищу так же, как и обычные микроволновые печи, но имеют дополнительный нагревательный элемент и вентилятор, поэтому они также могут запекать, жарить и поджаривать продукты, как в духовке. Конвекционная микроволновая печь может выступать в качестве еще одной духовки, упрощая приготовление пищи и облегчая выпечку одновременно для семейных обедов, больших собраний и праздничных торжеств. Конвекционная микроволновая печь может даже служить основной печью в небольших помещениях, таких как жилые дома.

Как работает микроволновая печь с конвекцией?

Что можно приготовить в конвекционной микроволновке?

Конвекционные микроволны и микроволны

Как пользоваться конвекционной микроволновой печью

Можно ли положить металл в конвекционную микроволновую печь?

Shop Whirlpool ^® Конвекционные микроволны

Как работает микроволновая печь с конвекцией?

Любая микроволновка может разогреть остатки пищи, растопить масло и приготовить замороженные блюда. Но в конвекционных микроволновых печах дополнительный нагревательный элемент и вентилятор обеспечивают циркуляцию горячего воздуха вокруг камеры, позволяя выпекать и жарить пищу, как в домашних условиях. Вы можете ожидать более быстрого приготовления некоторых блюд, поскольку конвекционный элемент и микроволновая печь готовятся одновременно, а конвекционные микроволновые печи поставляются с решетками, которые позволяют готовить несколько блюд одновременно. Жарка, выпечка, приготовление пищи и приготовление хрустящей корочки станут возможными, если вы перейдете на микроволновую печь с конвекцией.

Что можно приготовить в конвекционной микроволновой печи?

Приготовление в микроволновой печи с конвекцией означает, что вы можете использовать микроволновую печь, чтобы:

• Поджарить курицу целиком, а затем испечь бисквитный пирог на десерт

• Готовьте запеканку из зеленой фасоли, пока жарите индейку в основной духовке

• Печь печенье на металлической посуде (при использовании циклов только с конвекцией)

• Хрустящая коричневая пицца на решетке

• Приготовьте жаркое из говядины в режиме автоматического приготовления с конвекцией

• Использование в качестве духовки в небольших помещениях, таких как квартиры и автофургоны

• Предварительный нагрев и запуск конвекции со смартфона или планшета ¹

Микроволны с конвекцией и микроволны: в чем разница?

В обычных микроволновых печах используется микроволновая технология для быстрого нагревания молекул воды в пище. Конвекционные микроволновые печи тоже делают это, но у них есть еще одна функция, которая позволяет вам использовать микроволновую печь так же, как небольшую духовку.

Сравните способы использования каждого типа микроволновой печи:

Преимущества обычной микроволновой печи

Преимущества микроволновой печи с конвекцией

• Разогрев

• Кипячение

• Разморозка

• Датчики, определяющие влажность для регулировки времени приготовления

• Освещение варочной панели

• Вентиляция кухни

• Управление через смартфон ¹

• Жарка, выпечка и приготовление хрустящей корочки

• Подогрев

Как пользоваться микроволновой печью с конвекцией

Знание того, как пользоваться микроволновой печью с конвекцией, может облегчить процесс приема пищи, когда вы выпекаете или жарите в микроволновой печи. Вы можете приготовить все, от кексов и пирогов до запеканок и жаркого, но процесс выпечки в конвекционной микроволновой печи выглядит немного иначе, чем простой разогрев.

Микроволновые печи с конвекцией обычно поставляются с конвекционной решеткой для размещения посуды, которая обеспечивает циркуляцию воздуха для равномерного пропекания. После того, как подставка установлена ​​на поворотный стол, выберите опцию конвектирования на вашей микроволновой печи, чтобы пройти через процесс предварительного нагрева микроволновой печи. Затем, как в духовке, вы можете поместить еду в предварительно нагретую микроволновую печь и установить таймер для запекания или жарки.

Можно ли положить металл в конвекционную микроволновую печь?

Большинство микроволновых печей с конвекцией могут работать с такими металлами, как алюминиевая фольга и противни, но только тогда, когда микроволновая печь находится в режиме конвекции. Конвекционные микроволновые печи марки Whirlpool поставляются с конвекционной решеткой для приготовления пищи и противнем для выпечки, чтобы вы могли получить максимум удовольствия от выпечки или запекания в микроволновой печи. Решетка позволяет воздуху циркулировать вокруг продуктов для равномерного пропекания, а противень идеально помещается в микроволновую печь при выпечке хлебобулочных изделий, таких как бисквиты или печенье.

Whirlpool

^® Конвекционные микроволны

Режим Auto Convect, доступный на всех конвекционных микроволновых печах Whirlpool ^® , автоматически регулирует время, температуру и мощность для обычных блюд. Нет необходимости изменять ваш рецепт для большинства продуктов, легко перейти на конвекцию. Узнайте больше о микроволновых печах Whirlpool ^® , чтобы принять решение.

1,9куб. футов. Умная микроволновая печь большого радиуса действия с технологией Scan-to-Cook

ВМХА9019ХЗ

1,9 куб. футов. Умная микроволновая печь большого радиуса действия с технологией Scan-to-Cook

WMH78019HV

Найдите подходящий кухонный прибор

• Electric Stoves: Which Is Best?»>

  Газовые и электрические плиты: что лучше? Газовые плиты предлагают чувствительный контроль нагрева для быстрой регулировки мощности горелки. Электрические плиты обеспечивают равномерный нагрев духовки, что идеально подходит для выпечки. Сравните газовые и электрические плиты.

• Конвекция против обычных духовок: в чем разница? Узнайте разницу между конвекционной и обычной духовкой, а также плюсы и минусы конвекционной и обычной духовки для приготовления пищи и выпечки.

• Что такое умная печь? Умные печи, плиты и плиты могут помочь сделать приготовление пищи быстрее и проще.