Принцип работы микроволновой печи: Страница не найдена — — Мир Антенн

Содержание

Принцип работы микроволновой печи

Принцип работы микроволновой печи основан на процессе преобразования электромагнитного СВЧ-поля. Электромагнитное поле превращается в тепло и бесконтактным образом нагревает помещенный в камеру продукт. В этом и заключается главное отличие микроволновки от других устройств – электрических духовок, газовых духовых шкафов и т.д.

В микроволновых печах нагрев происходит непосредственно в пределах разогреваемого продукта, именно поэтому процесс занимает считанные минуты. А в традиционных печках тепло направлено на поверхность объекта, и распространяется дальше в зависимости от теплопроводных свойств продукта. Само собой, такой способ менее эффективен чем микроволновые волны, к тому же требует гораздо больших познаний в сфере кулинарии.

Даже с течением времени и развитием технологий устройство микроволновки остается неизменным. Да, дизайн совершенствовался и становился более комфортным, функциональность развивалась, появлялись новые способы регулировки времени и мощности. Но принцип работы не меняется и по сей день.

Многие люди путают такие понятия как «микроволновая печь» и «СВЧ печь», но это всего лишь разные названия одного и того же прибора.

Еще десять лет тому назад микроволновки считались непозволительной роскошью и простым дополнением к интерьеру кухни. Всему виной была дороговизна подобных приборов, и далеко не каждый мог себе позволить подобное новшество. Но со временем стало ясно, что это не роскошь, а необходимость, особенно во времена урбанизации и непрекращающейся гонки за деньгами.

За счет чего происходит нагрев?

Принцип работы микроволновки построен на таком элементе как магнетрон. Данное понятие широко известно каждому, кто знаком с миром радиолокационных устройств. Именно благодаря магнетрону человечество получило самый эффективный и простой в эксплуатации прибор для приготовления и разогревания пищи. Это один из наиболее ярких примеров того, как разработки тяжелой промышленности с ошеломительным успехом начали применяться в быту.

Устройство микроволновой печи вкратце можно передать такими словами — магнетрон вырабатывает СВЧ-энергию, которая преобразовывается в тепло. Источниками питания данных элементов являются особые анодно-накальные трансформаторы-стабилизаторы, которые и являются причиной такой высокой цены на микроволновки. Данные стабилизаторы – наиболее дорогостоящий и важный элемент печи.

Изучая принцип действия микроволновой печи, особое внимание уделим конструкции магнитопровода, оснащенного магнитными шунтами. Данное устройство дает возможность менять повышенное напряжение всего лишь в пределах двух процентов, в условиях колебания напряжения сети 10%. Магнитопровод и существенная индуктивная сила рассеивания высоковольтной обмотки являются главными достопримечательностями трансформатора микроволновой печи. На словах все кажется достаточно сложным, но на деле такое устройство показало себя простым и чрезвычайно действенным.

Но на первых этапах разработок создатели столкнулись с такой проблемой как повышенный шум при работе печки. Излишний шум всегда был проблемой многих образцов бытовой техники, но производители легко обошли данный подводный камень. Для понижения уровня шума некоторые детали магнитопровода соединяются при помощи сварки.

Стандартный корпус микроволновки представляет собой прямоугольную камеру, которая играет существенную роль в нагреве. Вырабатываемые волны не просто направляются на разогреваемый объект – они отражаются от стенок корпуса.

Дополнительным элементом, благодаря которому удается обеспечить качественный и равномерный нагрев, является вращающееся блюдце в камере. Вращаясь, оно позволяет волнам равномерно воздействовать на поверхность. Принцип работы таков, что вырабатываемые волны отнюдь не однородны – они могут быть с пучками, узлами и т.д. Магнетрон передает мощность к излучателю посредством волновода прямоугольной формы.

Дверца – важный элемент микроволновой печи

В производстве микроволновки наибольшее внимание уделяется двери. Всем известно, что в каждой микроволновой печи дверка играет роль этакого предохранителя – как только она открывается, работа печки прекращается. Устройство двери является достаточно сложным, так как напрямую связано с уровнем безопасности при эксплуатации. Принцип работы дверки выглядит следующим образом:

Необходима идеальная форма дверки и корпуса, чтобы зазор был минимальным. Дверь защищает окружающую среду от действия микроволнового излучения, и поэтому к ее созданию необходимо относиться с максимальной долей ответственности.
Периметр дверцы оснащен высокочастотным дроссельным затвором, который отвечает за понижение микроволнового излучения до необходимых показателей.
В процессе производства используется особый вид пластмассы, который способствует поглощению излучения.

Панель управления не представляет собой ничего сложного. Обычно это две ручки, которые регулируют мощность и время приготовления. Таймер может быть как механическим, так и в виде электронного циферблата.

В наши дни многие современные модели оснащены панелями с выбором различных режимов, но на самом деле это всего лишь незначительные добавления – основной принцип работы не меняется.

За все годы существования микроволновых печей многое было сказано об их губительном влиянии на здоровье. На самом деле СВЧ печи не выделяют радиоактивное излучение, и даже позволяют готовить более здоровую пищу, сохраняя в продуктах до 75% витаминов (чего не скажешь о традиционных методах приготовления). При соблюдении техники безопасности никакого вреда для вашего здоровья от микроволновки не будет.

Еще по теме: вредна ли микроволновка?

Видео: мифы о вредности микроволновок

Автор: Ангелина

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.

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.

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.

[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.

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.

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.

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.

[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.

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.

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.

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.

Микроволновые печи | Как они работают? — Объясните этот материал
Вы здесь: Домашняя страница > Домашняя жизнь > Микроволновые печи
Дом
индекс А-Я
Случайная статья
Хронология
Учебное пособие
О нас
Конфиденциальность и файлы cookie
Реклама
org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 22 декабря 2021 г.
Как бы любили наши предки микроволновые печи! Вместо того, чтобы часами сидеть у дымящихся дров, варя буйволиное рагу для своих Друзья каменного века, они могли просто выбросить все в микроволновке, нажал несколько кнопок, и еда была готова через минуту или два. Конечно, у них не было электричества, что могло какая-то проблема…
Когда в 1970-х годах стали популярны микроволновые печи, они подняли бытовое удобство на новый уровень. Обычная духовка разогревает пищу очень медленно снаружи внутрь, но микроволновая печь использует крошечные, мощные радиоволны для приготовления пищи более равномерно (грубо говоря, мы иногда говорим, что он пропекается «изнутри наружу» — хотя это не совсем правильно). Вот почему микроволновая печь может приготовить кусок мяса примерно в шесть раз быстрее, чем обычная духовка. Микроволновые печи также экономят энергию, потому что вы можете готовить сразу, не дожидаясь, пока духовка сначала нагреется до высокой температуры.
Давайте поближе посмотрите как они работают!
Содержание
Что такое кулинария?
Как в микроволновке готовят еду?
Готовят ли микроволны изнутри наружу?
Кто изобрел микроволновую печь?
Насколько эффективны микроволновые печи?
Безопасны ли микроволновые печи?
Узнать больше
Что готовит?
Микроволновые печи такие быстрые и эффективные, потому что они направляют тепловую энергию непосредственно к молекулам (мельчайшим частицам) внутри пищи. Микроволны нагревают пищу так же, как солнце нагревает ваше лицо — за счет излучения.
Микроволны очень похожи на электромагнитные волны, которые распространяются по воздуху из Телевизионные и радиопередатчики. Это невидимый электрический узор вверх и вниз. и магнетизм, который мчится по воздуху со скоростью света (300 000 км или 186 000 миль в секунду).
Хотя радиоволны действительно могут быть очень длинными (некоторые измеряют десятки километров или миль между одним гребнем волны и другим), они также могут быть крошечными: микроволны — это фактически самые короткие радиоволны, а длина микроволн, которые готовят пищу в вашей духовке, составляет всего 12 см (примерно 5 дюймов).
(Подробнее об электромагнитных волнах вы можете прочитать в нашей статье на электромагнитном спектре.)
Фото: Микроволны для приготовления пищи имеют длину около 12 см (~ 5 дюймов) — длину этой ручки.
Несмотря на свои небольшие размеры, микроволновые печи несут в себе огромное количество энергия. Одним из недостатков микроволн является то, что они могут повредить живые клетки и салфетка. Вот почему микроволны могут быть вредны для людей и почему микроволновые печи окружены прочными металлическими ящиками, которые не дают волне уйти. При нормальной эксплуатации микроволновые печи совершенно безопасны. Несмотря на это, Микроволны могут быть очень опасны, так что никогда не обманывайтесь. рядом с микроволновой печью. Микроволны также используются в сотовых телефонах (мобильных телефонах), где они передают ваш голос вперед и назад по воздуху, а также в радарах.
Фото: «Варочная камера» обычной микроволновой печи. Этот прочный металлический ящик предотвращает утечку вредных микроволн.

Микроволны генерируются устройством, называемым магнетрон, который находится за перфорированной металлической сеткой на с правой стороны (сразу за лампой, которая освещает духовку внутри). Если вы посмотрите через сетку, вы сможете увидеть горизонтальное охлаждение. плавники на магнетроне (которые выглядят как стопка параллельных, горизонтальных металлические пластины). Обратите также внимание на поворотный стол, который поворачивает еду, чтобы микроволны готовили ее. это равномерно. Тыльная сторона двери покрыта защитным металлом марля, чтобы предотвратить выход микроволн.
Как в микроволновке готовят еду?
Как микроволновка превращает электричество в тепло? Как это!
Внутри прочной металлической коробки находится микроволновый генератор, называемый магнетроном. Когда ты начнешь приготовление пищи, магнетрон берет электроэнергию из розетки и преобразует его в мощные 12-сантиметровые (4,7 дюйма) радиоволны.

Магнетрон направляет эти волны в отделение для пищевых продуктов через канал, называемый волной. руководство.
Еда лежит на вращающемся подносе, который медленно вращается, чтобы микроволны приготовили ее равномерно.
Микроволны отражаются назад и вперед от отражающих металлических стенок пищевого отсека, как свет отражается от зеркала. Когда микроволны достигают самой еды, они не просто отскакивают от нее. Просто поскольку радиоволны могут проходить прямо через стены вашего дома, поэтому микроволны проникают внутрь продуктов. Проходя по ней, они заставить молекулы внутри него вибрировать быстрее.
Вибрирующие молекулы обладают теплом, поэтому чем быстрее вибрируют молекулы, тем горячее еда становится. Таким образом, микроволны передают свою энергию на молекулы в пище, быстро нагревая ее.

Готовят ли микроволны изнутри наружу?
В обычной духовке тепло должно проходить от электрических ТЭНов. (или газовые горелки), расположенные на дне и по бокам плиты, в еду, которая готовится в основном за счет проводимость снаружи вовнутрь — от наружных слоев к внутренним. Вот почему пирог, приготовленный в обычной духовке, может подгореть по краям и вообще не пропечься в середине. Люди иногда говорят, что микроволновые печи готовят пищу «изнутри наружу», что немного глянцево. и не совсем правильно. Когда люди говорят это, на самом деле они имеют в виду, что микроволновые печи одновременно возбуждают молекулы прямо через пищу, так что обычно готовить быстрее и равномернее, чем в противном случае.
Работа: Микроволны (оранжевые) готовят пищу, в основном заставляя молекулы воды (красные и синие) «вибрировать». внутри него.

То, как пища готовится в микроволновой печи, в основном зависит от того, из чего она сделана. Микроволны сильнее возбуждают жидкости в продуктах, поэтому что-то вроде фруктового пирога (с более высоким содержанием жидкости в центре) действительно будет готовиться изнутри наружу, потому что внутри самое высокое содержание воды. Вы должны быть очень осторожны, съев яблоко, приготовленное в микроволновке. пирог, потому что внутри может быть кипяток, а снаружи корочка едва теплая. С другими продуктами, в которых содержание воды распределено более равномерно, вы, вероятно, обнаружите, что они готовятся снаружи внутрь, как в обычной духовке. Поскольку они работают за счет возбуждения молекул воды, микроволны также имеют тенденцию высушивать пищу больше, чем обычные духовки.

Другим важным фактором является размер и форма того, что вы готовите. Микроволны не могут проникнуть глубже, чем на сантиметр или два. (возможно, на дюйм или около того) в пищу. Подобно пловцам, ныряющим в воду, они теряют энергию с того момента, как они входят в пищу, и после этого первого сантиметра или около того у них не остается достаточно энергии, чтобы проникнуть глубже. Если вы готовите что-то большое (скажем, кусок мяса в большой микроволновой печи), только внешний слой «кожи» будет приготовлен самими волнами; салон будет вариться снаружи внутри методом кондукции. К счастью, большинство блюд, которые люди готовят в маленьких микроволновых печах, имеют диаметр не более пары сантиметров (вспомните мясной или фруктовый пирог, который можно приготовить в микроволновой печи). К сожалению, так как еда внутри и снаружи готовится по-разному и с разной скоростью, легко получить что-то, что приготовлено снаружи и не прожарено внутри. или пережаренный снаружи и приготовленный прямо в середине. Как и любой другой способ приготовления пищи, микроволновая печь имеет свои недостатки и требует некоторого привыкания.
Вы заметите, что для обедов, которые можно приготовить в микроволновой печи, указывается «время приготовления» в несколько минут, за которым следует «время выдержки». это часто так же долго (когда вы оставляете приготовленную пищу в покое, прежде чем съесть ее). В этот период питание эффективно продолжает готовить: более горячие части пищи передают тепло за счет теплопроводности более холодным частям, мы надеемся, обеспечивая равномерное приготовление пищи повсюду.
То, как микроволновые печи распределяют свои микроволны, также может приводить к необычным способам приготовления блюд, т.к. Зло Безумный Ученые Лаборатории узнали об этом, когда пытались приготовить индийские закуски в различных микроволновых печах.
Рекламные ссылки
Кто изобрел микроволновую печь?
Как и многие великие изобретения, микроволновые печи появились случайно. открытие. Еще в 1950-х годах американский инженер-электрик Перси Спенсер (1894–1970) проводил эксперименты с магнетроном в производственной компании Raytheon, где он работал. В то время Основное применение магнетронов было в радарах: способ использования радиоволн для помощи самолеты и корабли ориентируются в плохую погоду или в темноте.
Однажды у Перси Спенсера была плитка шоколада. кармане, когда он включил магнетрон. К его удивлению, бар быстро расплавился из-за тепла, выделяемого магнетроном. Это дало ему пришла в голову мысль, что магнетрон можно использовать для приготовления пищи. После успешно приготовив попкорн, он понял, что может развить микроволновая печь для приготовления любых блюд. Он получил ряд патентов на эта идея в начале 1950-х годов, в том числе идея для приготовления кофе в микроволновой печи пивовар (патент США 2 601 067, выдан 17 июня 1919 г. 52) и тот, который я проиллюстрировал здесь (патент США 2,495,429 «Метод обработки пищевых продуктов» 24 января 1950 г.), на котором показана основная работа микроволновой печи. В этом патенте вы можете найти краткое изложение самого Спенсера о том, как работает его изобретение:
«…используя длины волн, попадающие в микроволновую область электромагнитного спектра… Таким образом, длина волны энергии становится сравнимой со средним размером пищевого продукта, подлежащего приготовлению, и в результате тепло, выделяемое в пищевых продуктах, становится интенсивным, затрачиваемая энергия становится минимум, и весь процесс становится эффективным и коммерчески осуществимым».
Раннее оборудование Спенсера было относительно грубым по сравнению с современными микроволновыми печами, которые легко протирать. 1,5 метра (5 футов) в высоту! С тех пор микроволновые печи стали намного компактнее, и их было продано миллионы по всему миру.
Легко списать изобретение Спенсера на «просто» счастливую случайность, но дело было не только в этом: оно требует правильный вид изобретательского ума, чтобы ухватиться за открытие и сделать что-то из него. как читатель Дайджест журнала позже сообщается, Спенсер «продемонстрировал, что ничто не выходит за рамки понимания человека, который хочет знать, что происходит, и чувствует ответственность за то, чтобы что-то с этим сделать». Об этом свидетельствуют 130 патентов, которые он получил за свою жизнь. и его изобретательской способности претворять научные идеи в жизнь.
Работа: Один из оригинальных патентных рисунков Перси Спенсера для микроволновой печи. печь. Я раскрасил его здесь, чтобы вы могли видеть его более четко и понять, насколько он похож на микроволновку, которую я купил. описан выше. Слева (красный) у нас есть входящая электроэнергия. Это заставляет пару магнетронов (синие) генерировать микроволны, которые направляются по линиям передачи (желтые) и волноводу (оранжевые) к приготовлению пищи. отсек (зеленый). Работа предоставлена Управлением по патентам и товарным знакам США.
Насколько эффективны микроволновые печи?
Вы можете ожидать, что микроволновая печь будет намного эффективнее, чем другие формы приготовления пищи: другими словами, вы ожидаете, что больше энергии, поступающей от силового кабеля, будет преобразовано в тепло в вашей пище и меньше будет потрачено впустую другими способами. В целом правильно: готовить в микроволновке дешевле и быстрее, чем в обычной духовке, потому что вам не нужно разогревать саму духовку, прежде чем вы сможете готовить.
?
Но это еще не все. Если вы хотите разогреть лишь небольшое количество еды (или чашку горячей воды), микроволновая печь духовка не обязательно лучшая вещь для использования. Когда вы что-то готовите в микроволновой печи, вы не только наполняете пищу энергией, но и заряжаете ее энергией. электродвигатель, вращающий относительно тяжелый стеклянный поворотный стол. Хотя для приготовления пищи в духовке не нужно нагревать отделение для продуктов, микроволновая печь на самом деле достаточно теплый после того, как он был включен в течение некоторого времени, так что есть некоторые потери тепла. Магнетрон не совсем эффективен при преобразовании электричество в микроволновки: будет жарко. И вы также должны питать электронную схему, дисплей таймера и, возможно, охлаждающий вентилятор. В совокупности все эти факторы делают микроволновую печь менее эффективной, чем она могла бы быть.
Насколько менее эффективно? Физик Том Мерфи недавно сравнил энергоэффективность различных методов кипячения воды и обнаружил (возможно, к удивлению), что эффективность составляет всего около 40 процентов, что примерно вдвое меньше. как при использовании электрического чайника.
Безопасны ли микроволновые печи?
Вы беспокоитесь о том, что стоите слишком близко к своей микроволновой печи, когда она гудит, жужжит и взрывается, что замороженный блок в дымящийся вкусный ужин? Не! Полости для приготовления пищи в микроволновых печах представляют собой герметичные металлические контейнеры: используйте микроволновую печь в обычном режиме, и волны не могут просочиться наружу. Если вы внимательно посмотрите на внутреннюю часть стеклянной двери, то обнаружите, что к задней ее части приклеена металлическая сетка; те отверстия, которые вы видите в нем, слишком малы, чтобы пропускать микроволны. Другая функция безопасности (называемая блокировкой) сохраняет вас в целости и сохранности: если вы попытаетесь открыть дверь, магнетрон немедленно перестанет жужжать; большинство микроволновых печей на самом деле имеют две независимые блокировки на случай, если одна из них выйдет из строя. Конечно, все же стоит соблюдать меры предосторожности. Вы не хотите, чтобы микроволны вытекали из вашей духовки, поэтому, если дверца не закрывается должным образом (возможно, из-за того, что она заклеена пролитой едой), если сетка на задней части стекла начала ржаветь и отслаиваться, если блокировки не работает, или машина дает вам основания думать, что она может протекать, немедленно отремонтируйте или замените ее.
Фото: Микроволновая печь имеет защитную металлическую решетку на внутренней стороне дверцы. Вы можете заглянуть в духовку, когда дверца закрыта, потому что свет может проникать через отверстия в марле. Микроволны, однако, намного больше, чем световые волны, поэтому они слишком велики, чтобы пройти через отверстия и оставаться надежно «запертыми» внутри.
Даже если ваша микроволновка «течет», это вряд ли причинит вам вред. Хотя микроволновые печи могут производить внутри очень большую мощность (до 1000 Вт в типичной большой печи), мощность очень быстро падает по мере удаления. Вне камеры для приготовления пищи и на некотором расстоянии даже негерметичная микроволновая печь будет производить лишь незначительное количество электромагнитного излучения — меньше, чем вы уловили бы от мобильного телефона. По данным Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, на расстоянии около 5 см (2 дюйма) мощность, которую может утечь микроволновая печь, составляет около 5 милливатт на квадратный сантиметр, что «намного ниже уровня, который, как известно, вредит людям». на расстоянии около 50 см (20 дюймов) это снова примерно на 1 процент. Даже если вы стоите рядом с протекающей микроволновой печью, вам нужно гораздо дольше подвергаться воздействию гораздо более высоких уровней радиации, чтобы возник какой-либо реальный риск для вашего здоровья. Всемирная организация здравоохранения успокаивает по этому поводу: «термические повреждения могут возникнуть только при длительном воздействии очень высоких уровней мощности, намного превышающих те, которые измеряются вокруг микроволновых печей». Другими словами, просто слишком мало энергии, чтобы нагреть ткани вашего тела настолько, чтобы причинить вред.
И если вы когда-нибудь задавались вопросом, почему вы не можете разогреть свой ужин с помощью мобильного телефона (который, помните, использует волны аналогичного размера), объяснение точно такое же: не хватает мощности. Даже если вы поставите свой мобильный телефон прямо на замороженный обед, он не выделит достаточно энергии для выработки тепла, необходимого для приготовления пищи, независимо от того, как долго вы оставите его там.
Узнать больше
На этом сайте
Энергия (обзор энергии и способов ее использования)
Галогенные варочные панели
Индукционные варочные панели
Тепло (общее введение в тепловую энергию и теплопередачу)
Книги
«Что Эйнштейн рассказал своему повару» Роберта Волке, Нортон, 2002 г. Это остроумное и легко читаемое введение в кулинарию (в основном химию) включает длинный раздел о различных аспектах приготовления пищи в микроволновой печи («Глава 8: Таинственные микроволновые печи»). «). Он также охватывает науку, стоящую за многими другими темами, связанными с едой.
Статьи
Факты о микроволновых печах Джона Р. Фри, Popular Science, февраль 1973 г. Это может быть старая статья, но это отличное введение в микроволновые печи — и в то, какими революционными они были, когда только появились.
Здоровье и безопасность
Эти официальные источники должны заверить вас в том, что микроволновые печи действительно безопасны:
Радиация микроволновых печей: Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, 8 октября 2014 г.
5 советов по безопасному использованию микроволновой печи: Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (без даты). Простые советы включают в себя: прочитайте и следуйте инструкциям; используйте правильные контейнеры; не перегревайте случайно; следите за утечкой микроволн; и не используйте печи со сломанными дверцами.
Электромагнитные поля и общественное здравоохранение: Микроволновые печи: Всемирная организация здравоохранения, февраль 2005 г.
Патенты
Если вы более технически подкованы, возможно, вам стоит прочитать патенты Перси Спенсера. Их довольно много — и вот три, чтобы начать вас:
Патент США 2,495,429: Метод обработки пищевых продуктов Перси Спенсером, выданный 24 января 1950 г. Первоначальный патент Спенсера на микроволновую печь, показанный выше.
Патент США 2 601 067: Приготовление кофе Перси Спенсером, выдан 17 июня 1952 г. Микроволновая печь, которая может варить кофе!
Патент США 2408235: Высокоэффективный магнетрон Перси Спенсера, 24 сентября 1946 г. Типичный резонаторный магнетрон военного времени.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты
Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2006, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.
Подпишитесь на нас
Оценить эту страницу
Пожалуйста, оцените или оставьте отзыв на этой странице, и я сделаю пожертвование WaterAid.
Сохранить или поделиться этой страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:
Цитировать эту страницу
Вудфорд, Крис. (2006/2020) Микроволновые печи. Получено с https://www.explainthatstuff.com/microwaveovens.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]
Подробнее на нашем веб-сайте…
Связь
Компьютеры
Электричество и электроника
Энергия
Машиностроение
Окружающая среда

Гаджеты
Домашняя жизнь
Материалы
Наука
Инструменты и приборы
Транспорт
↑ Вернуться к началу
Как работают микроволновые печи и вызывают ли они рак?
Микроволны — 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 у вас 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.
СВЯЗАННЫЕ С: 9 ВОПРОСОВ, КОТОРЫЕ НЕ СЛЕДУЕТ ГРУПИТЬ В МИКРОВОЛНОВУЮ ПЕЧЬ
Самое популярное
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 ПОГРУЗИТЬ ЕГО В МИКРОВОЛНОВУЮ ПЕЧЬ
По сути, когда пик одной волны попадает в долину другой волны, в результате получается гасящаяся 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.
Для тебя
Инновации
Ашок Тамаракшан построил самолет на своем заднем дворе, чтобы путешествовать со своей семьей по миру. В настоящее время G-Diya находится на пути к новым высотам.
Дина Тереза | 02.09.2022
инновацииЭти роботы путешествуют по подземным трубам, чтобы устранить засоры
Саде Агард| 16.10.2022
наукаУ будущего энергетики есть удивительная «большая проблема», раскрывает эколог Карл Поуп
Лукия Пападопулос| 25.08.2022
Еще новости
транспорт
«Икона морей»: открытие крупнейшего в мире круизного лайнера
Лукия Пападопулос| 22.