Устройство
Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:
- металлическая , с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется высокочастотное излучение, например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;
- трансформатор - источник высоковольтного питания магнетрона;
- цепи управления и коммутации;
- непосредственно СВЧ-излучатель - магнетрон ;
- волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
- вспомогательные элементы:
- вращающийся столик - необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
- схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
- вентилятор , охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.
Разновидности
- с конвекцией (означает, что МВП может обдувать продукт горячим воздухом таким же образом, как обычная духовка).
Принцип работы
Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы . Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется дипольным моментом . А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг - это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.
Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже. У льда замороженные молекулы воды удерживаются в кристаллической решётке , требуют для дипольного сдвига более низкой частоты (килогерцы вместо гигагерц, например, для удаления льда с линий электропередачи используется частота 33 кГц), и частота излучения, используемая в микроволновой печи, оказывается не оптимальной.
Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом деле микроволны идут снаружи внутрь, задерживаются в наружных слоях пищи, потому разогрев равномерно влажного продукта происходит приблизительно так же, как и в духовой печи (чтобы убедиться в этом - достаточно подогреть варёный картофель «в мундире», где тонкая кожура достаточно защищает продукт от высыхания). Неверное представление вызвано тем, что микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы, которые обычно бывают на поверхности продуктов, и поэтому их нагревание в некоторых случаях начинается глубже, нежели при других способах нагрева (хлебные изделия, к примеру, разогреваются именно «изнутри», и именно по этой причине - хлеб и булочки снаружи имеют подсохшую корочку, а большинство влаги сосредоточено внутри).
Мощность печи
Мощность СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 2500 Ватт и выше.
Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать уровень излучаемой мощности. Для этого нагреватель (магнетрон) периодически включается и выключается, согласно установке регулятора мощности (т. е. сам магнетрон имеет только два состояния - вкл./выкл., но чем больше длительность включённого состояния, по отношению к выключенному - тем больше излучённая мощность печи в единицу времени - метод т. н. широтно-импульсной модуляции). Эти периоды включения/выключения можно наблюдать во время работы печи непосредственно (слышать это в виде изменений шума, производимого работающей печью, а также - по изменению внешнего вида некоторых продуктов (надувания некоторых воздушных продуктов, в том числе - пакетов) и т. п.) во время включения и выключения магнетрона.
Меры предосторожности
Советская микроволновая печь «Днепрянка-1»
Вопросы безопасности
Электромагнитная безопасность
Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы
Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия. При воздействии излучения 8 и более часов предельно допустимый уровень (ПДУ) - 0,025 мВт/см², при воздействии 2 часа, ПДУ - 0,1 мВт/см², а при воздействии 10 минут и менее, ПДУ - 1 мВт/см².
Мифы о СВЧ-печах
В прессе встречаются утверждения, что микроволновые печи (со снятой дверцей) могут использоваться в военном деле для недорогой имитации радаров, с целью заставить противника истратить для их подавления дорогостоящие боеприпасы или ресурсы самолётов постановки помех. Обычно публикации ссылаются на опыт сербской армии в Косово .
См. также
Ссылки
- Вода и микроволны (англ.)
Примечания
8 октября исполняется 65 лет с того дня, как была запатентована технология микроволновой печи.
Микроволновая печь (сверхвысокочастотная печь, СВЧ-печь) является одним из самых популярных бытовых электроприборов и предназначена для быстрого приготовления, подогрева пищи и для размораживания продуктов. Ее создатель - житель штата Массачусетс Перси Спенсер - запатентовал свое изобретение 8 октября 1945 г.
По легенде, идея создания микроволновой печи пришла ему в голову после того, как он, постояв у магнетрона (электронная лампа, генерирующая микроволновое электромагнитное излучение), обнаружил, что лежавший в его кармане шоколадный батончик растаял. По другой версии, он заметил, что нагрелся бутерброд, положенный на включенный магнетрон.
Первые СВЧ-печки, предназначавшиеся для армейских столовых и больших ресторанов, были шкафами высотой 175 см и весом 340 кг. Более компактные домашние печки начали производиться с 1955 г.
Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 г. Первоначально спрос на новое изделие был невысок. В СССР микроволновые печи выпускал завод ЗИЛ.
Принцип действия микроволновой печи строится на обработке продукта, помещенного внутрь прибора, микроволнами (СВЧ-излучение). Эти волны и нагревают пищу.
Микроволны являются одной из форм электромагнитной энергии, как и световые волны или радиоволны. Это очень короткие электромагнитные волны , которые перемещаются со скоростью света (299,79 км/с).
В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода. Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный. Подобных молекул в пище предостаточно - это молекулы и жиров и сахаров, но главное, что диполем является молекула воды - самого распространенного в природе вещества. Каждый кусочек овощей, мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул.
В отсутствие электрического поля молекулы расположены хаотически. В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, "плюсом" в одну сторону, "минусом" в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, как молекулы тут же переворачиваются на 180 градусов.
Магнетрон, который содержит каждая микроволновая печь, преобразует электрическую энергию в сверх-высокочастотное электрическое поле частотой 2450 мегагерц (МГц) или 2,45 гигагерц (ГГц), которое и взаимодействует с молекулами воды в пище.
Микроволны "бомбят" молекулы воды в пище, заставляя их вращаться с частотой в миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду.
Это трение наносит значительный ущерб молекулам пищи, разрывая или деформируя их. Проще говоря, микроволновая печь вызывает распад и изменения молекулярной структуры продуктов питания в процессе излучения.
Микроволны работают только в относительно небольшом поверхностном слое пищи, не проникая внутрь глубже, чем на 1-3 см. Поэтому нагрев продуктов происходит за счет двух физических механизмов - прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину продукта за счет теплопроводности.
При выборе СВЧ печи следует ориентироваться на ее основные характеристики, среди которых - объем камеры, тип управления, наличие гриля, мощность и некоторые другие. Объем камеры определяется по количеству продуктов, вмещающихся в микроволновую печь.
Управление в микроволновых печах бывает трех типов - механическое (самый простой тип управления), кнопочное и сенсорное.
В зависимости от выполняемых функций микроволновки делят на три типа: СВЧ с микроволнами, с грилем и микроволновые печи с грилем и конвекцией.
Что касается дополнительных функций микроволновых печей, то к самым распространенным относятся функции двойного излучения (для равномерного приготовления продукта по объему) и auto-weight, означающая, что электронные датчики взвесят продукт и выберут время приготовления.
Некоторые модели СВЧ печей имеют диалоговый режим, когда на дисплее высвечиваются рекомендации во время приготовления блюда.
Также может быть микроволновая печь со встроенными рецептами приготовления блюд. Чтобы запустить процесс приготовления, нужно указать вид продукта, количество, рецепт. Готовые программы дают возможность выбрать оптимальный режим, точное время приготовления.
Некоторые модели оснащаются портом связи для доступа в интернет. Это дает возможность загружать новые рецепты блюд и получать информацию о его калорийности.
В число принадлежностей к СВЧ-печи могут входить многоуровневая решетка для тарелок, позволяющая разогреть одновременно несколько блюд, и решетка для гриля.
Материал подготовлен на основе информации открытых источников
Микроволно́вая печь (также СВЧ -печь; устар. микрово́лновая ; разг. микроволно́вка) - электроприбор ,позволяющий совершать разогрев водосодержащих веществ благодаря электромагнитным излучением дециметрового диапазона (обычно с частотой 2,450 ГГц) и предназначенный для быстрого приготовления , подогрева или размораживания пищи .
Устройство
Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:
- металлическая , с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется высокочастотное излучение, например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;
- трансформатор - источник высоковольтного питания магнетрона;
- цепи управления и коммутации;
- непосредственно СВЧ-излучатель - магнетрон ;
- волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
- вспомогательные элементы:
- вращающийся столик - необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
- схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
- вентилятор , охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.
Разновидности
По типу конструкции микроволновые печи подразделяются на:
- соло - только СВЧ излучение; без гриля и конвекции.
- с грилем - содержит встроенный кварцевый или тэновый гриль.
- с конвекцией - специальный вентилятор нагнетает в камеру горячий воздух, тем самым обеспечивая более равномерное пропекание, аналогично духовке .
По типу управления микроволновые печи делятся на:
- механические - используются механические регуляторы времени и мощности.
- кнопочные - пульт управления состоит из набора кнопок.
- сенсорные - используются кнопки сенсорного типа.
Механика является наиболее привычной и сама по себе проста. Сенсорная панель представляет собой надежный монитор с кнопками (выпуклыми или гладкими). На экране такой СВЧ-печи можно увидеть множество различных программ. Отметим, что микроволновые печи с электронным типом управления имеют гораздо больше функциональных возможностей, что позволяет пользователям выбирать наиболее подходящие режимы для готовки самых разных блюд.
История
Советская микроволновая печь «Днепрянка-1»
Меры предосторожности при эксплуатации
Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде.
Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») - даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами , что может разрушить посуду в области металлического напыления.
Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца - из-за сильного испарения воды внутри создаётся высокое давление, поэтому они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой (либо перед разогревом надо проткнуть каждую сосиску вилкой).
Запрещено включать пустую микроволновку. Необходимо как минимум поставить в неё стакан воды .
Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность - вода способна к перегреванию , то есть к нагреванию выше температуры кипения . Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только к дистиллированной воде , но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных частиц. Чем более гладкой и однородной является внутренняя поверхность сосуда с водой, тем выше риск. Если у сосуда узкое горлышко, то велика вероятность, что в момент начала кипения перегретая вода выльется и обожжёт руки.
Вопросы безопасности
Электромагнитная безопасность
Есть многочисленные данные в пользу опасности от микроволновых печей для электронных приборов. Микроволновое излучение при работе печи(в случае неисправности или негерметичности камеры), выходя наружу, может создавать помехи в работе полупроводниковых микросхем (приводя к их неправильной работе) и даже выводить их из строя.
Считается, что СВЧ-печь создана для разогрева готовой еды и размораживания продуктов. С одной стороны так и есть: самая первая микроволновка использовалась для разморозки. Но если взглянуть под другим углом, мы увидим универсальный прибор, который может полностью заменить духовку и поможет приготовить неповторимые блюда.
В статье мы выясним, кто и когда изобрел микроволновую печь, разрушим несколько мифов о вреде ее использования.
Кто придумал первую СВЧ-печку
Сейчас нам известны два варианта создания микроволновой печи. Первая версия родом из времен Второй мировой войны. Для ускорения процесса готовки, опасного на фронте, в Германии была изобретена первая СВЧ-печь. Позже разработки и исследования попали в руки других крупных стран, в число которых входил СССР. Но прямых доказательств немецкого происхождения техники нет, это не более чем теория.
Более популярная и правдоподобная версия - создание прибора известным американским инженером Перси Спенсером. Во время исследований изобретатель заметил, что волны, находящиеся на определенной частоте, способны выделять тепло. После чего Спенсером было доказано влияние магнетрона на продукты. 8 октября 1945 г. создатель официально запатентовал свое изобретение.
Однако первая микроволновая печь была выпущена лишь спустя 2 года после получения патента и использовалась исключительно военными для размораживания продуктов.
Мифы и споры ученых
Долгие годы вокруг микроволновки велись споры. Ученые разделились на два лагеря: одни утверждали, что воздействие микроволн на продукты может вызывать аллергию и даже онкологические заболевания. Другие опровергали заявления коллег и уверяли: СВЧ полностью безопасны для человеческого организма.
Облучение
Даже самая недорогая техника не угрожает здоровью, если не стоять рядом по 8 часов в сутки на расстоянии одного метра. В других случаях никакого воздействия на организм вы не получите.
Для примера сравним микроволновку с обычным Wi-Fi роутером. Излучение исправной СВЧ-печи во время работы меньше, чем у обычного роутера во время передачи данных. Если вы беспокоитесь о своем здоровье, не рекомендуем вам спать рядом с модемом.
Микроволны меняют структуру пищи
Работа микроволн заключается в ускорении молекул продуктов для самонагрева и никакого вреда или изменения структуры на молекулярном уровне нет. Максимум, что может произойти, - подгорание пищи, если вы забудете вовремя выключить печь. Чтобы этого избежать, современные модели оснащаются таймерами и функцией автоматического отключения.
Дешевые микроволновки опасны
Еще один миф, который создан для перенаправления покупателей к фирменной продукции. Разумеется, более дорогие модели будут отличаться функционалом и качеством, но принцип работы везде одинаковый. Фирменная техника более энергоэффективна и имеет дополнительную гарантию. Малоизвестные бренды нередко пренебрегают безопасностью и получают сертификаты качества в нелегальных или полулегальных фирмах.
Заметим, что срок службы дорогой и бюджетной техники практически одинаковый - от 3 до 5 лет.
СВЧ-печи влияют на уровень сигнала роутера
И это правда. Неудивительно, ведь техника работает на той же частоте, что и модем. В режиме работы магнитное поле печи может сильно искажать сигнал, при этом компьютер или смартфон не выявит ошибки и просто оповестит об отсутствии сети. Это правило действует только в том случае, если ваше устройство находится в метре от прибора.
Как изменилась микроволновка
Большинство покупателей не обращали внимания на устрашающие публикации и активно скупали сенсационную технику. Но во времена своего «рождения» печи выглядели не так, как мы можем представить. Рассмотрим несколько этапов, через которые прошла микроволновка до уровня современных аналогов.
- Первые модели весили больше 1,5 тонн, передвигать их без посторонней помощи не представлялось возможным. Кроме того, в высоту они были как современные холодильники - 180 см. Стоила такая микроволновка 1000 долларов, позволить себе покупку могли только очень состоятельные люди.
- Первая модель сошла с конвейера в 1947 году, но масштабная реализация бытовых печей началась только в 1962.
- В 1962 появилась всем известная вращающаяся тарелка.
- В 1979 была разработана и выпущена первая печь с микропроцессором.
- В конце 90-х микроволновкой управлял микрокомпьютер, а также появились привычные нам функции: конвекция и гриль.
Факт! Первым серийным производителем микроволновок стала всемирно известная компания Sharp.
Инновации и новые технологии
В начале 2000-х фирма Panasonic наладила производство инверторных печей. Отличие моделей было в том, что мощность устанавливалась в произвольном порядке. Кроме того, пища прогревалась быстро и равномерно. Panasonic, а также другие производители начали уделять больше внимания дизайну, на полках появлялись новые модели в стиле ретро и хай-тек.
Микроволновки в СССР - правда или вымысел
В СССР действительно были СВЧ-печи, которые начали выпускаться в конце 70-х годов. В каком именно году было начато серийное производство, сказать сложно. Но есть сведения о том, что уже в 1978 году печи передавали сверхвысокочастотный «привет» с московского завода «Плутон». На Южном машиностроительном заводе активно выпускались модели «Днепрянка» и «Мрия». Что касается дизайна, то стоит отметить привычную советскую лаконичность.
Неудивительно, что подобную технику купить было сложно, мешала высокая цена и скромный объем - всего пару тысяч в год на весь СССР.
Надежно или нет
Микроволновка давно стала первым помощником на кухне, она прослужит верой и правдой, если соблюдать несколько простых правил. Никакие излучения вам не грозят, вред здоровью печь не принесет. Бережный уход позволит сохранить технику, которая пришла из далекого прошлого и преобразовалась в мощный, стильный и современный прибор.
- Включать печь, если дверца открыта.
- Запускать устройство «вхолостую», иначе оно может выйти из строя.
- Использовать металлическую, тонкую стеклянную и фарфоровую посуду.
- Использовать масло для готовки.
- Разогревать и варить яйца, если не хотите эффектного взрыва.
- Подогревать продукты в банках и бутылках (консервы, детское питание).
- Использовать прибор для сушки чего-либо.
История происхождения и выпуска первых СВЧ-печек никогда не была тайной. Факты и новости публиковались в газетах еще в 40-х годах. Часть информации была утеряна, о многих моделях мы даже не слышали, а дизайн и функциональность техники давно изменились. Но одна вещь остается прежней - все тот же принцип работы, который подарил микроволновкам большую популярность.
Современный темп жизни диктует свои правила. В сутках все чаще не хватает часов, работа не ограничивается сидением в офисе с 9 до 18, а посещение спортивного зала\психолога\всевозможных курсов нужно впихнуть в и так плотный график. И никто не отменяет правильный режим питания: кушать 4-5 раз в день нужно для правильного функционирования внутренних органов и для собственного комфорта. Ведь энергии каждый день тратится ой как много! Так вот, чтобы приготовление пищи не занимало много времени, нужно ее заблаговременно приготовить, а затем - просто разогреть.
В середине прошлого века наука совершила революционное открытие - был изобретен гаджет для разогревания еды в максимально быстрые сроки. Кто тот гениальный человек, который изобрел , какими были ее первые разновидности - далее в статье.
Микроволновая печь: кто и когда создал
Во время использования любого гаджета мало у кого возникает мысль, как это устройство было изобретено. А зря. Ведь история о том, когда был изобретен тот или иной гаджет, зачастую весьма любопытна. По крайней мере, так случилось с микроволновой печью.
Рассказы о том, кто и когда ее изобрел, превратились в легенду. Но точно одно - в далеком 1945 году руку к возникновению СВЧ-печи приложил Перси Лебарон Спенсер во время своей службы в компании «Raytheon». 8 октября этого года он запатентовал методику разогрева пищи с помощью электромагнитных волн. Первая машина, работающая по такому принципу, была выпущена в 1947 году и мало напоминала современные устройства: она была огромная, размером с человеческий рост и весом больше 300 кг. «Radarange» - такое имя дал ей разработчик. Что любопытно, ученый Спенсер за свое детище получил только небольшое денежное вознаграждение, а все права на выпуск гаджета были у компании, в которой он числился. Только после смерти он был признан тем, кто придумал и запатентовал микроволновую печь. А его имя спустя время было занесено в Зал Славы изобретателей.
Первая бытовая СВЧ-печь и начало серийного производства
С тех пор, как была придумана первая микроволновая печь, до ее массового употребления прошли десятки лет. Причин для этого было несколько:
- Дороговизна оборудования;
- Критика этого гаджета учеными;
- Как следствие из второго пункта - негативный пиар этого устройства в прессе.
Несмотря на эти препятствия, работа по улучшению и оптимизации микроволновок велась достаточно активно. И уже в 1962 году компания «Sharp» запустила первое конвейерное производство СВЧ-печей (к слову, современный аналог печи этой фирмы весьма отличается от своих предшественников).
Из-за жесткой критики первые серийные версии агрегата не пользовались особой популярностью, но проходило время и микроволновки все же захватили рынок. В 1966 году была разработанная крутящаяся подставка для равномерного разогрева пищи. Со времен, когда была выпущена самая первая микроволновая печь до 1979 года случилась еще одна трансформация: появилась микропроцессорная система управления устройством, что намного упростило его использование. Такие микроволновки начали активно входить в семейный быт тех времен.
Современная микроволновая печь
Как говорит статистика, в Штатах только в 2000 году продали более 12,6 миллионов микроволновок! В те времена, когда только появилась микроволновая печь, никто не мог подумать, что она настолько трансформируется и усовершенствуется. Появится функция гриля, как в модели , режим разморозки продуктов и таймер. Именно на эти «плюшки» стоит обращать внимание при выборе гаджета домой. Даже офисные помещения, оснащенные кухней, не могут обойтись без СВЧ-печи. Ведь экономия времени за обедом позволяет подольше отдохнуть. Что касается управления, то микроволновки бывают:
- механические;
- сенсорные.
Также современные устройства для разогрева пищи, в отличие от своих предшественников, оснащены системой защиты от микроволн. Поэтому беспокоиться о внешнем излучении не стоит. Для некоторых микроволновки даже смогли заменить духовые шкафы.
С момента, когда появились самые первые микроволновые печи, до современных реалий прошло половина века. За это время этот гаджет претерпел тотальные трансформации как внешне, так и внутренне. В представленной ниже таблице подана краткая хронология развития этого гаджета:
| Событие | |
|---|---|
| 1945 год | Перси Спенсер разработал технологию разогрева пищи электромагнитными волнами и запатентовал свое изобретение. |
| 1947 год | Выпуск первой микроволновой печи по имени «Radarange». |
| 1962 год | Фирма «Sharp» запустила конвейерное производство СВЧ-печей. |
| 1966 год | Эта же компания разработала подставку, которая крутится во время работы микроволновки. |
| 1979 год | Выпущен микроволновки с микропроцессорной системой управления. Вхождение гаджета в массы |
Микроволновая печь была выпущена тогда, когда этого никто не ожидал. И это факт. Нужно поблагодарить Перси Спенсера за то, что он случайно или намеренно изобрел такой гениальный способ разогрева пищи. Ведь без такой незаменимой вещи на кухне быт современного человека намного усложнился бы. И что бы ни говорили о якобы пагубном влиянии электромагнитных волн на еду, прекращать использовать СВЧ-печь никто не собирается.