Какой бытовой прибор нагревает пищу за счет энергии электромагнитного поля

Как работает микроволновка — принцип работы СВЧ и магнетрона

Микроволновая печь, более известная как микроволновка – полезный кухонный прибор, который в разы упрощает повседневную жизнь. Имея ее в своем арсенале, не придется подолгу возиться на кухне, подогревая пищу. Микроволновую печь еще называют СВЧ-печью.

Задача этого бытового электроприбора – быстрое приготовление или быстрый подогрев приготовленной пищи, размораживание продуктов. Если сравнивать с классической печью, например, духовкой, микроволновка разогревает продукты не с поверхности, а по всему объему.

Микроволны, глубоко проникая практически в любую пищу, в разы сокращают время разогрева. В статье пойдет речь о принципе работы и устройстве этой техники, незаменимой на кухне.

Принцип работы микроволновой печи

Чтобы разобраться с этим, необходимо немного вводных данных. Большинство продуктов питания в своем составе содержат следующие вещества: соли, жиры, сахар, воду. Чтобы микроволны «работали», то есть грели пищу, в продуктах должны быть дипольные молекулы.

С одной стороны у них положительный электрический заряд, с другой – отрицательный. В пище этих молекул достаточно – это жиры и сахар, но главный диполь – молекула воды.

В овощах, мясе, фруктах и рыбе содержится большое число дипольных молекул, количество которых достигает миллионов. Если электрического поля нет, молекулы располагаются в хаотическом порядке.

При наличии электромагнитного поля, они начинают «выстраиваться»: «плюс» направлен в одну сторону, «минус» в другую. Когда поле меняет полярность, молекулы «разворачиваются» на 180 градусов.

В СВЧ-печах микроволны имеют частоту 2450 Мгц. 1 герц = 1 колебанию за секунду. Мегагерц – миллион колебаний. Полярность меняется дважды за один период волны.

Когда на продукты воздействует микроволновое излучение, молекулы в них начинают вращаться чаще, буквально стираясь друг о друга. При этом выделяется тепло, которое и служит источником нагрева продуктов.

Но, тепло «идет» дальше – включается физика теплопроводности. Отсюда же следует совет: если нужно разогреть большой кусок мяса, лучше выставить микроволновую печь на среднюю мощность. Так он прогреется лучше, хоть на это и уйдет больше времени. Тепло из наружных слоев начнет проникать внутрь.

Аналогично дела обстоят и с супами: их лучше периодически вынимать из печи и перемешивать, помогая теплу пробиться внутрь.

В выпускаемых сейчас моделях печей может быть функция «Двойного излучения» — это говорит о раздвоенном источнике излучения. Благодаря этому разделению продукты прогреваются равномернее, а СВЧ-печь имеет повышенный КПД.

Схема СВЧ печи

Наглядным примером послужит модель микроволновки Samsung RE290D. Принципиальная электрическая схема поможет понять, как работают печи от любых производителей. Отличаться они могут разве что специфическими модификациями. Сама схема представлена на фото.

В левой части заметно, что заземляющий контакт вилки соединяется с корпусом, а тот подключен от средней точки конденсаторной развязки фильтра, снижающего помехи высокочастотного излучения.

В области входа питания находится предохранитель плавного типа – FU1. Для проверки его состояния пользуются электрическими методами – прозванивают цепь мультиметром, работающим в режиме омметра.

Чтобы магнетрон – источник излучения, начал «работать», контакты исправности дверцы размыкаются, а все остальные – замыкаются. Если их отключить, причем любой, то с высоковольтного трансформатора снимется питающее напряжение.

В схеме есть термические предохранители-датчики (2 шт.), которые, в зависимости от температуры корпуса магнетрона и рабочей камеры, размыкаются и замыкаются. У первого – периодическая работа. Он защищает магнетрон от перегрева. Второй срабатывает, если неисправен вентилятор или засорились вентиляционные отверстия.

Контакт страхующего реле обеспечивает подключение электродвигателей таймера и охлаждающего вентилятора. Если предохранитель «Monitor Fuse» перегорит, обмотка реле выходит из строя.

Переключатель, отвечающий за выбор мощности, находится на таймере. Он, следуя алгоритмам, снимает напряжение со схемы магнетрона.

Его задача – ограничение импульса, вызванного разрядом конденсатора (он может получить заряд до того, как включится). Это обеспечивает плавный запуск микроволновой печи.

Силовая схема этой печи от Самсунг проста для тех, кто в этом разбирается. Главное различие в СВЧ-печах – электронные блоки, с разной конструкцией и функциональными возможностями.

Устройство микроволновки

Внутри микроволновки есть несколько обязательных деталей, поэтому не лишним будет знать, какова их роль. Внутреннее строение имеет следующую конструкцию: металлическая камера, в которой происходит нагрев пищи и дверца, предотвращающая выход излучения наружу.

Чтобы продукты питания разогревались равномернее, для этого в камере предусмотрен вращающийся столик, работающий от мото-редуктора (мотора). Но есть и другие ответственные детали.

Блок управления

Панель управления бывает:

• механической;
• электронной.

Блок управления поддерживает заданную мощность и выключает устройство по истечении заданного времени.

Внутри электронного блока – микроЭВМ с богатым потенциалом, поэтому в ходе производства печей ему находят другое применение. Например, встраивают часы или отрывки мелодий, которые сигнализируют об окончании работы.

Сама схема устроена по-разному. Простейшая представляет собой круговые регуляторы, один из которых – таймер. Бывает и гибридная система – с кнопками. Она, по сравнению с «механикой» более функциональна.

Все чаще встречается блок управления в виде сенсорной панели. Принципом работы она аналогична механическим кнопкам, только надежнее. Продвинутые схемы поддерживают «программирование» — настраивается мощность и время выдачи излучения.

Блок генерации СВЧ излучения

Это «сердце» микроволновой печи. Выглядит элемент как вакуумная лампа, которую можно было встретить в старых кинескопных телевизорах.

Блок генерации включает не единственный СВЧ-источник. Чтобы волны поступали в рабочую зону печи, в ней предусмотрены волноводы. Расположены они за слюдяной пластиной, которая «прячется» за боковой стенкой.

Системы основной и вторичной защиты

Контрольные датчики следят за тем, чтобы ключевые электронные и аппаратные части работали исправно, а не в аварийном режиме. Их функция – обеспечение безаварийной работы микроволновой печи и предотвращение опасных сбоев.

Чтобы защитить человека от воздействия микроволн, в СВЧ-печах есть запорный механизм, состоящих из нескольких выключателей:

• Primary Switch;
• Secondary Switch;
• Door Switch;
• Monitor Switch.

Задача дверного (door) выключателя – блокировать работу реле регулировки мощности. Устанавливается он преимущественно в технике с электронным блоком управления.

Функции микроволновки

Микроволновую печь большинство используют просто для нагрева пищи. Но эта техника способна на большее. С ее помощью можно даже готовить шашлык, курицу-гриль, выпекать картошку и так далее.

Единственное, режим «гриль» требует мощности в 1500 Вт, значит света «тянуть» печь будет немало. Да и магнетрон – блок, генерирующий излучение, не вечен.

Поэтому, чем реже пользоваться печью, тем дольше она прослужит. Сейчас редко кто полностью отказывается от традиционных плит в пользу микроволновок.

Перечь функций, доступных в СВЧ-печах и их назначение:

• подвижный гриль. Позволяет менять угол наклона. Те, кто предпочитает курицу-гриль, выбирают печи с этой функцией;
• конвекция. Обдув продуктов питания горячим воздухом. Как заявляют производители, эта функция предназначена для выпекания. Правда, модели печей с нею дорогие, тяжелые и громоздкие. Неудивительно, так как сзади техники ставится немаленький вентилятор, нагнетающий воздух;
• биопокрытие. Иначе – керамическое покрытие, хотя производители именуют их по-разному. Его преимущества: стойкость, прочность, биологическая инертность (микробы не будут размножаться внутри печи, даже если долго ее не мыть). Чем дороже модель микроволновки, тем «навороченней» в ней покрытие;
• автоприготовление. Это функция, встречающаяся в технике компании LG. Есть программы, полностью автоматизированные, предназначенные для готовки определенного блюда. К примеру, готовится каша. С этим режимом остается только выбрать вес продукта, а мощность и время зададутся автоматически;
• размораживание. Все просто – печь работает на минимальной мощности, необходимой для разморозки продуктов;
• Intellowave. Система, позволяющая равномерно прогреть еду, например, большой кусок мяса. Встроенные датчики «наблюдают» за отдельными участками продукта, определяя температуру поверхности и регулируя мощность;
• подача пара. Дополнительная возможность, предотвращающая пересушивание пищи в ходе приготовления;
• проветривание рабочей камеры. Полезно, если хочется, чтобы новое блюдо не пропиталось оставшимися запахами.

Что такое магнетрон

Магнетрон в микроволновке – это элемент, генерирующий высокочастотное излучение в рабочей камере. Излучаемые электромагнитные волны воздействуют на молекулы, содержащиеся в пище, из-за чего она разогревается. То есть для подогрева не требуется внешнее тепловое воздействие.

Именно по этой причине температура в микроволновках не превышает отметку в +100 градусов Цельсия. Магнетрон – основная деталь, которая иногда выходит из строя. Ее можно заменить на новую, но для этого учитывается полная совместимость по мощности, частоте, расположению клемм.

Принцип работы магнетрона

Микроволновая печь работает так: она преобразует электроэнергию в высокочастотное электромагнитное излучение. В результате, молекулы воды, содержащиеся в пище, начинают «двигаться», что приводит к разогреву. Устройство, генерирующее микроволны, называется магнетроном.

Нередко магнетрон сравнивают с электровакуумным диодом, который работает за счет явления термоэлектронной эмиссии. Явление образуется, если нагревается поверхность катода или эмиттера.

Высокая температура «вынуждает» активные электроны покинуть поверхность. Но для этого на анод должно подаваться напряжение.

Образуемое электрическое поле приводит электроды в движение, которые по силовым линиям направляются к аноду. Электрон, оказавшийся в области магнитного поля, меняет свою траекторию.

Их траектория нарушается, и они начинают вращаться вокруг катода. Электроны, проходящие около резонаторов, отдают им часть собственной энергии (взаимозаменяемость). В результате в полости образуется мощное сверхвысокочастотное поле, выводимое наружу посредством проволочной петли.

Магнетрон «запускается», когда на анод подается высокое напряжение – 3000 – 4000 В. По этой причине в бытовых электросетях магнетрон должен подключаться через высоковольтный трансформатор.

Устройство магнетрона

Магнетрон – элемент, ответственный за генерацию высокочастотных колебаний. Есть устройства с похожим принципом действия – клистроны и платинотроны, но они не получили должного распространения.

Впервые магнетрон задействовали в СВЧ-печи в 1960 году. Сейчас используется многорезонаторный элемент. Его компоненты и их описания:

• анод. Цилиндр из меди, состоящий из нескольких секторов. В нем есть полости-резонаторы, которые создают кольцевую систему колебаний;
• катод. Цилиндр с нитью накаливания, расположенный в центре магнетрона. Эта часть ответственна за эмиссию электронов;
• кольцевые магниты. Расположены на торцах печи. Они создают магнитное поле, направленное параллельно они магнетрона. Электроны движутся в том же направлении;
• проволочная петля. Находится в резонаторе, соединяется с катодом и выводится к антенне-излучателю. Задача петли – вывод высокочастотного излучения в волновод. Оттуда оно поступает в рабочую камеру микроволновки.

Подключение магнетрона

Схема включения – однополупериодное выпрямление высоковольтного напряжения. Выход трансформатора работает в режиме короткого замыкания выходной обмотки (не дольше 5 минут).

Испорченный магнетрон нет смысла нести в ремонт – даже хорошо оснащенные мастерские этим не занимаются. Поэтому приобретают новую деталь.

Извлекая ее из микроволновки, помечают контакты разъемов, чтобы не перепутать их при переустановке. При неправильном подключении выводов магнетрон работать не будет.

Но подойдет аналогичная деталь. Мощность выбирается та же или выше, крепления и разъемы подключения должны совпадать.

Независимо от производителя, магнетроны имеют единое устройство, отличается только конструкция. Поэтому, заменяя деталь, нужно убедиться, что аналог плотно прилегает к волноводу.

Благодаря серийному изготовлению СВЧ блоков микроволновка становится простой, но полезной в условиях кухни техникой, которая в разы облегчает процедуру приготовления или разогрева пищи. Обслуживать ее легко, а конструкция не предполагает незаменимых деталей, что повышает надежность. Бытует мнение, что излучения от микроволн – вредны, но это не более чем миф.

Что лучше выбрать микроволновую печь или электрическую печь

В последние годы на рынке бытовой техники для кухни появилось множество приборов, которые похожи друг на друга и выполняют практически одинаковые функции. Сейчас набирает популярность аналог микроволновки — электрическая печь. Покупатели , желающие приобрести подобное устройство, озадачиваются вопросом — какой прибор лучше? Чтобы выяснить это, нужно разобраться в основных технических характеристиках и принципах работы обоих устройств. От этого зависят достоинства и недостатки микроволновых и электрических печей.

Микроволновка — принцип работы

Прежде всего, необходимо выяснить, как работают микроволновки. Разогревание еды происходит за счет магнитрона. Это такое устройство, которое способно превращать электрическую энергию в довольно мощное электромагнитное поле. Благодаря специальной технологии преобразования электромагнитное поле наделяется сверхвысокой частотой, которая вызывает колебания молекул воды, находящихся в продуктах. Во время колебания они производят тепло, за счет чего разогревается весь продукт. Жидкость при этом выпаривается, поэтому часто наблюдается подсушивание пищи в микроволновой печи.

Рекомендация! Чтобы еда оставалась сочной и не высыхала в микроволновке, используйте специальную крышку для разогревания пищи. Она также защитит корпус от загрязнений.

Поскольку нагрев продуктов осуществляется за счет электромагнитного поля, многие считают, что микроволновые печи могут оказывать негативное влияние на здоровье человека. Для снижения воздействия ЭМП на приборы устанавливают экранированную защиту, которая не пропускает электромагнитные волны.

Схема работы микроволновой печи

Функции микроволновых печей

В современных моделях можно не только разогреть готовый обед, но и приготовить полноценное блюдо с нуля. Благодаря конвекции, температура равномерно распределяется по всему корпусу устройства. Эта функция гарантирует отличное пропекание любых продуктов.

Если в прибор встроены источники инфракрасного излучения, то он обладает возможностью приготовить пищу в режиме гриля. Также есть несколько режимов для размораживания продуктов.

Приобретая современную модель, ее обладатель получает возможность комбинировать различные режимы для приготовления разнообразных блюд. Также есть возможность создать уникальную программу, чтобы максимально автоматизировать процесс готовки.

Важно! Для микроволновки нельзя использовать посуду с металлическими деталями или с рисунками. Это может вызвать короткое замыкание.

Технические характеристики

Стандартные модели имеют внутреннюю камеру объемом от 15 до 20 л. При этом мощность устройства составляет 500-800 Вт. Этого вполне достаточно, чтобы разогревать и размораживать разные блюда. Обычно такие модели имеют механический тип управления и отличаются невысокой стоимостью.

Более дорогостоящие модели изготавливают из нержавеющей стали. Они более габаритные, поэтому оснащены мощностью до 1000 Вт. Такие приборы имеют несколько дополнительных функций, а управление осуществляется с помощью сенсорного дисплея. Благодаря своей функциональности в таких устройствах можно запекать мясные блюда или готовить несложную выпечку.

Электропечь — принцип работы

Теперь необходимо разобраться, как устроены электрические печи. Основным действующим элементом являются электротены, которые излучают инфракрасные волны. Продукты, помещенные в электропечь, поглощают излучение, за счет чего происходит их нагрев. Благодаря этой технологии еда разогревается равномерно и быстро.

В отличие от микроволновых печей, в этот прибор можно помещать любую посуду, обладающую термостойким эффектом, в том числе металлические тарелки или противни. Также в этих устройствах не наблюдается интенсивное испарение жидкости из продуктов, что позволяет разогревать и готовить еду без специальной крышки.

Электропечь

Функции электрической печи

С помощью нее можно делать выпечку, запекать мясо или приготовить пиццу. Современные модели имеют множество дополнительных возможностей, которые делают этот мини-прибор максимально функциональным и полезным.

В настоящее время электропечи имеют множество возможностей, помимо выпекания:

• Верхний нагрев;
• Нижний нагрев;
• Комбинированный нагрев;
• Гриль;
• Приготовление пиццы, тостов;
• Разморозка;
• Подогрев;
• Обжарка.

Технические характеристики

По размеру электропечи не сильно отличаются от микроволновок. Однако за счет своей конструкции эти приборы более тяжелые.

На прилавках можно найти устройства, относящиеся к различным ценовым категориям. Цена зависит от набора режимов, материала и мощности электропечи.

Мощность электропечей варьируется от 1200 до 1500 Вт. Объем внутренней камеры достигает 42 л.

Плюсы и минусы микроволновой печи

Как любой электроприбор, микроволновые печи имеют ряд преимуществ и недостатках, о которых нужно знать, совершая покупку.

Основные плюсы

• Приготовление пищи происходит без использования масла и других жиров. Это способствует более правильному приготовлению пищи и защищает организм от канцерогенов;
• Малые габариты позволяют установить прибор даже в помещениях с ограниченным пространством;
• Процесс готовки максимально автоматизирован за счет автоматического выбора температур и мощности для различных режимов. Это позволяет экономить электроэнергию и сделать приготовление пищи простым и удобным;
• Микроволновки позволяют быстро разморозить любые продукты из морозильной камеры. Современные модели имеют специальные режимы, подбирающие оптимальное время разморозки в зависимости от веса продукта;
• Отсутствует нагревание пространства кухни вокруг прибора;

Недостатки микроволновых печей

Несмотря на такое количество плюсов микроволновки, минусы все-таки тоже существуют:

• Вредное излучение, с которым производители борются с помощью защитных экранов;
• Могут теряться вкусовые свойства продуктов;
• Нет возможности жарить еду с использованием масла, если это необходимо для рецепта.

Достоинства и недостатки электропечи

Теперь необходимо познакомиться с плюсами и минусами электропечей, чтобы иметь возможность сравнить эти два прибора.

Основные плюсы

• Благодаря небольшому размеру это устройство можно установить на любой кухне;
• Мобильность прибора позволяет использовать его везде, где есть доступ в электросети;
• Прибор можно поставить на уровне рук, что позволит хозяйкам не наклоняться за противнем;
• Современные модели обладают множеством дополнительных режимов приготовления еды;
• Также печи оснащены специальными функциями, облегчающими процесс готовки и снижающими риск испортить блюдо;
• Почти все мини-печи равномерно распределяют горячий воздух, за счет чего блюдо пропекается со всех сторон;
• Несмотря на большое количество режимов и функций, электропечью легко и удобно управлять;
• Процесс готовки максимально автоматизирован;
• Есть более функциональные модели с конфорками или поверхностью для барбекю. Такие устройства отлично подойдут для загородного дома или общежития.

Недостатки электрической печи

• Большой расход электроэнергии;
• Многие устройства не обладают достаточной теплоизоляцией, поэтому дверца и боковые поверхности могут сильно нагреваться. Это затрудняет установку электропечи и работу с ней;
• Со временем некоторые модели начинают медленнее нагреваться и хуже держать температуру;
• Также спустя время терморегулятора могут не совпадать с температурой внутри устройства, что может оказать значительное влияние на качество блюда, ведь многие рецепты требуют выпекания при определенной температуре.

Вред здоровью

Многие говорят о вредном излучении от микроволновых печей. Электромагнитные волны действительно способны оказывать негативное влияние на нервную систему организма человека. Также специалисты отмечают удаление из продуктов всех полезных свойств во время приготовления.

Из-за этого устоявшегося мнения многие считают, что электропечи гораздо безопаснее для здоровья, чем микроволновки. Однако перед покупкой необходимо тщательно разобраться в проблеме и выяснить, какой из приборов наиболее безопасный.

Физики утверждают, что СВЧ-печи не обладают ионизирующей радиацией, которая способна выбивать электроны из атомов и разбивать ядра элементов. Микроволны способны лишь нагревать продукты, помещенные в печь. Такое нагревание не многим отличается от приготовлении еды в духовке или на плите. Исключением является тот момент, что в микроволны действуют не только на поверхности продукта, но и проникают внутрь него. Еда действительно теряет свои витаминные свойства, но это происходит с любым продуктом, который подвергают термической обработке.

Что касается электромагнитного излучения, производители микроволновых печей стараются максимально обезопасить своих покупателей, поэтому оснащают свои товары специальной защитой, которая не пропускает электромагнитные волны. На самом деле любой электрический прибор, подключенный к сети, в какой-то степени является источником электромагнитного излучения.

Электропечи также излучают электромагнитное поле во время работы. Но оно недостаточно сильное, чтобы нанести серьезный вред здоровью человека. Поэтому считается, что эти устройства более безопасны, чем микроволновые печи. Однако при покупке электропечки стоит учитывать достаточное сечение проводки, чтобы исключить вероятность короткого замыкания.

Примеры готовых блюд

Главные советы при выборе микроволновки или электропечки

Микроволновка считается более функциональным устройством. Кроме использования микроволн она может также готовить еду с помощью инфракрасного излучения. Прямо как электропечь. Но это лишь в том случае, если в ней есть функция гриль. Электропечь использует только инфракрасные нагревательные элементы, здесь нет магнетрона. Следовательно, в микроволновке можно и разогревать пищу, и готовить ее при помощи других режимов.

Но в микроволновке нельзя приготовить сложную выпечку, тогда как электропечь с легкостью справится с этой задачей.

При выборе мини-печи или микроволновки следует учесть некоторые моменты и нюансы:

История изобретения микроволновой печи: от 1945 года и до сегодня

В статье мы выясним, кто и когда изобрел микроволновую печь, разрушим несколько мифов о вреде ее использования.

Кто изобрел бытовую микроволновую печь?

Существует две версии создания электроприбора. Согласно первой, история микроволновки началась во время Второй мировой войны: технику придумали в Германии для немецких военных. Позже чертежи немецкой микроволновки попали в другие страны, в том числе и в СССР.

По второй версии, изобретение микроволновой печи принадлежит ученому и инженеру из США Перси Лебарону Спенсеру.

Во время одного из экспериментов Спенсер заметил воздействие магнитных волн на конфету, лежавшую в его кармане. После этого ученый попробовал произвести похожий опыт, только с попкорном. Результат был аналогичным.

Проведя ряд экспериментов, 8 октября 1945 года Спенсер регистрирует первый патент. Спустя два года микроволновки поступили в производство, но использовались они только военными для быстрой разморозки еды.

Биография Перси Лебарона Спенсера

Будущий изобретатель родился в штате Мэн 9 июля 1894 года. Когда Спенсеру было три года, умер его отец, и мальчика отправили на воспитание к тетке.

В 12 лет Спенсер начал работать в прядильне, при этом не получив даже среднего образования.

Перси Спенсер в молодости

В 1925 году Перси устраивается на работу в только появившуюся компанию Radarange, которая занималась разработкой оборудования для радаров.

В 1945 он делает самое великое открытие в своей жизни — нагревание продуктов под СВЧ-излучением.

История создания: альтернативные версии

По одной из версий, инженер, работающий в , которая специализировалась на изготовлении техники для нужд военного времени, Перси Спенсер проводил испытания сделанного им излучателя сверхвысокочастотных волн.

Когда Перси принял решение перекусить, в кармане своих брюк он нашел не шоколадный батончик, а массу, по виду напоминающую пасту. Инженер понял, что волны сконструированного им устройства разогрели шоколад. Чтобы убедиться в правильности своих догадок, на следующий день Спенсер вместе со своим коллегой провели эксперимент, в котором выяснили, как действуют микроволны на яйца. Подвергнутый излучению мощностью в 10 кВТ, продукт очень быстро взорвался, едва не забрызгав рядом стоявших исследователей. После всех проведенных испытаний, Перси Спенсер усовершенствовал свое изобретение, построив ограждения для повышения плотности поля магнетических волн. Таким образом, пища разогревалась, достигая температур значительной величины. Это случайное событие и дало старт новому бизнесу, приносящему многомиллионные прибыли.

Но это лишь одна из версий. Существует мнение, что эта история была придумана работниками прессы. Над изобретением микроволновой печи долго и кропотливо трудились многие люди. , работником которой и был Перси Спенсер, изготавливала технику для военных нужд, и в течении Второй Мировой войны это приносило ей неплохой доход. Но после окончания боевых действий значительно возрос риск прекращения поступления прибыли из-за ненадобности продукции, производимой решила адаптировать производство для мирной жизни. Задумка по производству «микроволновок» была выработана и озвучена на совещании Спенсером. Руководство ее одобрило и дало старт изготовлению данных устройств.

Патент на изобретение

Так или иначе, в октябре 1945 года Перси Спенсер смог зарегистрировать патент на устройство для приготовления пищи посредством магнитных волн. Но на доведение аппарата до необходимого высокого уровня потребовалось еще 2 года работы. Только в 1947 году начала выпуск первых в мире СВЧ-печей.

Первые в мире микроволновки

Первые электрические приборы из этой серии поступили в пользование только в 1947 году, но они были только у военных. Первые образцы принадлежат компании Radarange.

Первые микроволновые печи от фирмы Radarange

Размеры устройств были внушительными: около 1,8 метра в ширину и около двух в высоту. Масса первых СВЧ-печей составляла примерно 300 килограммов, поэтому для передвижения электроприбора требовалось несколько человек.

Большинство образцов имели прозрачное окошко, позволяющее следить за таянием пищи. Для охлаждения этого гиганта использовалась обычная вода, а для работы требовалось много электроэнергии. В итоге стоимость была весьма высока — каждое устройство стоило порядка трех тысяч долларов.

Вывод

Микроволновые печи прошли долгий период развития. Они год от года становились лучше, удобнее в использовании и доступнее. Также большой вклад в появление микроволновой печи сделали выдающиеся физики – Альберт Эйнштейн и Джеймс Максвелл.

История изобретения микроволновой печи весьма интересна. Так как это устройство стало очевидным техническим прорывом и сыграло большую роль в изменении повседневной жизни людей, история его создания обросла множеством разнообразных легенд.

Споры ученых

После того как Спенсер создал прибор, ученые разделились на две группы. Часть считали, что устройство безопасно и люди могут использовать без опасений за здоровье. Другие утверждали, что электроприбор может привести к развитию опасных заболеваний, таких как онкология.

При этом за все время от изобретателей печи противопоказаний не поступало. Противники микроволновок уверяли, что в печи нельзя разогревать детские продукты и молоко из-за отрицательного воздействия СВЧ-волн.

Кроме того, при пропускании молекул воды через микроволны часть излучения остается в пище. Это может способствовать снижению гемоглобина в крови и увеличению холестерина.

Мифы о микроволновой печи

С момента происхождения СВЧ-печей и по сей день существует много ложной информации об устройствах. Вот самые распространенные:

• Молекулярное строение продуктов после микроволновой печи меняется, и они становятся опасными. На самом деле движение молекул воды ускоряется, и продукты за счет этого нагреваются. Все, что может случиться с пищей, — локальный перегрев, который приведет к подгоранию или снижению полезных веществ в продуктах.
• Еда после микроволновки может показаться другой на вкус, но при этом никаких изменений молекулярного состава не происходит. Просто прибор нагревает пищу одинаково со всех сторон, из-за этого влага распределяется равномерно, в отличие от духовки или сковородки.
• Качество разогрева в микроволновках не зависит от цены прибора. Об этом говорит ряд проведенных экспериментов с приборами разных ценовых категорий. При покупке дорогой СВЧ-печи пользователь платит за качество сборки, за бренд и за безопасность. Ведь многие неизвестные фирмы проходят неполную проверку или вообще не проверяют свою продукцию.
• Микроволновая печь облучает вредными лучами. Это неправда. При соблюдении безопасного расстояния в полтора метра человеку ничего не грозит.

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.

1. Включать печь, если дверца открыта.
2. Запускать устройство «вхолостую», иначе оно может выйти из строя.
3. Использовать металлическую, тонкую стеклянную и фарфоровую посуду.
4. Использовать масло для готовки.
5. Разогревать и варить яйца, если не хотите эффектного взрыва.
6. Подогревать продукты в банках и бутылках (консервы, детское питание).
7. 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.

Распространение СВЧ-печей

Несмотря на подозрения и опасения ученых, техника успешно набирала обороты продаж, ведь это была удобная и практичная вещь в быту. Сам изобретатель не сомневался в успехе своего продукта, так как считал его незаменимым. Рассмотрим этапы развития микроволновки:

• Самые первые бытовые микроволновки были громадных размеров. Изначально их применяли только военные, но уже к 1949 году началось серийное производство, и электрические приборы появились в богатых домах. Стоимость устройства равнялась трем тысячам долларов.
• СВЧ-печи совершенствуются и к 1962 году становятся намного доступнее. Цена за один аппарат снизилась в несколько раз.
• В 1966 году была изобретена вращающаяся подставка, позволяющая равномерно распределять исходящие микроволны на блюдо.
• К 1979 году электрозатратность микроволновки снижается благодаря установке микропроцессора. Добавляется и другая полезная функция — автоматическое выключение.

Микроволновые печи, оснащенные микропроцессором

Когда началось серийное производство

К cсерийному производству модели, о которой сказано выше, приступили в 1949 году. А через шесть лет первую бытовую микроволновку

, рассчитанную на широкие слои населения, создали в .

Годом серийного производства бытовых микроволновок считается 1962 год

. Оно было налажено японской компанией Sharp. К сожалению, новинка не стала популярной, поскольку потребитель встретил ее с недоверием.

В СССР к серийному производству микроволновых печей приступили в начале 80-х минувшего века. Их изготавливали на таких известных промышленных предприятиях, как ЗИЛ, ЮжМаш, а также тамбовский , машиностроительный завод имени В. И. Ленина в Днепропетровске.

С годами внешний вид микроволновки существенно изменился. Это стало компактное устройство, которое очень удобно в применении. А еще со временем она приобрела множество полезных функций

— Вращающийся поднос, который стал визитной карточкой любой микроволновки, был разработан в 1962 году специалистами компании Sharp, что в Японии.

— Микропроцессор, который управляет работой микроволновки, впервые был использован в 1979 году.

— В конце 90-х годов минувшего века начали выпускать модели, в которых управление прибором становится возможным за счет встроенного микрокомпьютера. Функции гриля и конвекции появились тогда же.

Проблемы распространения микроволновых печей

Электроприборы распространялись по всему миру очень быстро из-за возможности готовить в кратчайшие сроки вкусную еду. Но в Советском Союзе устройство было запрещено. Выдвигался лозунг: «Защитим своих граждан!» Все из-за исследований советских ученых, которые пришли к следующим выводам:

• Процесс распада веществ ускоряется из-за воздействия микроволн.
• В пище, пропущенной через микроволны, появлялись раковые образования. Они возникали из-за взаимодействия волн, воды и видоизмененных белков.
• Из-за неправильной структуры потребляемой еды изменяется метаболизм.
• В нашей крови образуются раковые клетки.
• Вокруг микроволновой печи образуется поле, которое пагубно воздействует на здоровье человека, находящегося в этом поле.
• Продукты питания, приготовленные в СВЧ-печи, могут привести к нарушению защитных функций человека.
• Может произойти нарушение работы желудка.

Принцип работы [ править | править код ]

В печи происходит диэлектрический нагрев веществ, содержащих полярные молекулы. Электрическая компонента электромагнитных волн ускоряет движение молекул, обладающих дипольным моментом, а межмолекулярное трение приводит к поглощению электромагнитного излучения и увеличению температуры вещества.

Большинство бытовых СВЧ-печей работает на частоте 2450 МГц,а некоторые индустриальные модели в США — на частоте 915 МГц. Частота выбрана по практическим и конструктивным соображениям:

• Частота должна лежать внутри спектра поглощения воды (он широк и меняется с температурой, в интересном с практической точки зрения диапазоне поглощение увеличивается с частотой);
• С другой стороны, глубина проникновения радиоволн в нагреваемый объект должна лежать в районе нескольких сантиметров (чем ниже частота — тем больше глубина проникновения [2] );
• Источник излучения — магнетрон — мощностью от 500 Вт должен обладать приемлемыми эффективностью, стоимостью, габаритами;
• Частота должна находиться в разрешенном выделенном радиодиапазоне частот. В данном случае ISM диапазон (англ.) русск. был выделен в 1947 году [3] , вскоре после изобретения микроволновой печи.

Мощность печи [ править | править код ]

Мощность бытовых СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 2500 Вт и выше. Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать мощность, используемую для разогрева. Для этого в недорогих моделях печей нагреватель (магнетрон), согласно установленному значению мощности, периодически включается и выключается, изменяя среднее количество подаваемой энергии (такой способ широко используется также во многих других нагревательных приборах, например, утюгах, нагревателях).

Вопросы безопасности [ править | править код ]

Электромагнитная безопасность [ править | править код ]

Воздействия микроволн на человека сводится к тепловым эффектам (локальному перегреву), проявляющимся в ожогах и катарактах. Советские учёные также отмечали психоневрологические эффекты (усталость, головная боль) [7] , причины нетеплового воздействия не изучены [8] .

Человек может почувствовать микроволновое излучение (ощутив нагрев) при плотности мощности 20-50 мВт/см²). Длительное облучение на уровне свыше 100 мВт/см² может привести к появлению катаракт и временному бесплодию. Безопасным стандарт ANSI считает уровень 10 мВт/см², предельный уровень для микроволновых печей установлен в 1 мВт/см² в пяти сантиметрах от печи. Европейский стандарт считает безопасным уровнем 10 мкВт/см² (0,01 мВт/см²) на расстоянии 50 см от печи [9] . Российские нормы (СанПиН 2.2.4./2.1.8.055-96) следуют европейскому стандарту [8] для населения; для персонала, обслуживающего микроволновую технику, нормы значительно выше.

Микроволновые печи на момент их изготовления соответствуют строгим стандартам, регламентирующим как излучение вне печи, так и блокировки, предотвращающие работу печи при открытой дверце [7] . В процессе использования материалы двери снашиваются, потому обычно существует больший предел излучения для старых печей (5 мВт/см² в стандарте ANSI). Исследования печей, эксплуатировавшихся в США в 1970 году, показали, что значительная их часть (20-30%) излучала существенно выше предела, причём результаты сильно зависели от качества обслуживания [10] .

Примечания[ | ]

1. Вопрос № 254836 на сайте gramota.ru (неопр.)
   (недоступная ссылка). Дата обращения: 7 февраля 2011. Архивировано 5 ноября 2013 года.
2. Technology Brief 3: Microwave Ovens // Мичиганский университет (англ.)
3. Documents of the International Radio Conference (Atlantic City, 1947) — Doc. No. 1-100 (неопр.)
   (недоступная ссылка) 464. Дата обращения: 17 декабря 2021. Архивировано 4 марта 2021 года. (англ.)
4. Руководство по эксплуатации «Днепрянка-1»
5. 6 мифов и 4 факта о микроволновой печи
6. Анастасия Воскресенская. 13 июня 1941 года: кто на самом деле изобрёл микроволновку
7. ЗНАННЯ — НФ: часописи — Бібліотека — Аргонавти Всесвіту
8. ↑ 123
   Элдер, 1971, с. 444.
9. ↑ 12
   Иваненко, 2007.
10. Поскольку излучение от точечного источника ослабевает пропорционально квадрату расстояния, требования американского и европейского стандартов схожи.
11. Элдер, 1971, с. 445.
12. Коляда В.
    Прирученные невидимки. Всё о микроволновых печах (рус.) // Наука и жизнь. — 2004. Архивировано 3 июля 2021 года.
13. McGraw-Hill encyclopedia of science & technology. McGraw-Hill, 1992. (англ.) С. 328.
14. Antonio de la Hoz, Angel Diaz-Ortiz, Andres Moreno. Microwaves in organic synthesis. Thermal and non-thermal microwave effects. // Chem. Soc. Rev., 2005, 164—178.
15. M. Antonia Herrero, Jennifer M. Kremsner, C. Oliver Kappe. Nonthermal Microwave Effects Revisited: On the Importance of Internal Temperature Monitoring and Agitation in Microwave Chemistry (недоступная ссылка).. // J. Org. Chem. 2008, 73, 36-47.
16. Der Mikrowellenherd
17. Donald E. Vandergriff. The path to victory: America’s Army and the revolution in human affairs. Presidio Press, 2002. С. 171.

История [ править | править код ]

Американский инженер Перси Спенсер впервые заметил способность сверхвысокочастотного излучения к нагреванию продуктов и запатентовал микроволновую печь. В момент изобретения Спенсер работал в компании Raytheon, занимающейся изготовлением оборудования для радаров. По легенде, когда он проводил эксперименты с очередным магнетроном, Спенсер заметил, что кусок шоколада в его кармане расплавился. По другой версии, он заметил, что нагрелся бутерброд, положенный на включённый магнетрон.

МИКРОВОЛНОВАЯ ПЕЧЬ

Микроволновая печь — это бытовой электрический прибор, который предназначен для быстрого приготовления, подогрева или размораживания продуктов. В микроволновой печи, в отличие от других подобных приборов и устройств, разогревание распространяется не только на поверхность, но и по всему объему пищи, что приводит к минимизации времени приготовления.

С созданием микроволновой печи связана интересная история. Автором этого замечательного изобретения является американский инженер П. Спенсер. В 1940-х гг. он работал над изготовлением различного оборудования для радаров. Однажды он заметил, что сверхвысокочастотное излучение способно нагревать продукты. По одной версии, он, проводя опыты с магнетроном, обнаружил расплавившийся кусочек шоколада в кармане. По другой версии, нагрелся его бутерброд, лежащий на включенном магнетроне. Так или иначе, он обнаружил эффект нагревания сверхвысокочастотными излучениями пищи и решил запатентовать свое изобретение. В 1946 г. была создана первая микроволновая печь фирмой «Райтеон», которая быстро приготавливала пищу в промышленных условиях. Интересно, что она совершенно не была похожа по размерам на привычную современную печь. Высота первой микроволновой печи равнялась человеческому росту, а масса была 340 кг. Мощность ее превышала в 3 раза мощность современной СВЧ-печи.

Из-за больших размеров и дороговизны первые микроволновые печи применялись практически исключительно только в столовых военных госпиталей и солдатских отделений. В 1962 г. японская компания «Шарп» выпустила целую серию микроволновых печей, но в то время мало кто мог оценить все достоинства этой чудо-печки. В наше время микроволновая печь является одним из самых незаменимых популярных бытовых электроприборов.

В состав микроволновой печи входят: магнетрон, источник микроволн, источник высоковольтного питания магнетрона, волновод, передающий микроволны от магнетрона к камере, цель управления. Кроме этого, микроволновую печь составляют вспомогательные элементы, вращающийся столик в камере, сама металлическая камера с дверцей, в нее помещаются продукты и концентрируется сверхвысокочастотное излучение. Для обеспечения безопасности в микроволновой печи используются блокировки: вентилятор и магнетрон, охлаждающий и избавляющий камеру от газов, произведенных пищей.

Принцип работы микроволновой печи заключается в том, что диэлектрики, содержащиеся в продуктах (вода и т. д.), поглощают сверхвысокочастотное излучение печи. Вода поглощает микроволновое излучение из-за того, что ее молекулы обладают большим дипольным моментом. Молекула воды, оказываясь в электрическом поле, всегда ориентирует себя на расположение вдоль этого поля. В микроволновой печи сверхвысокочастотные электромагнитные волны образуют поле, направление которого меняется около миллиарда раз в секунду. Молекула воды, вынужденная располагаться вдоль поля, постоянно ищет свое место и тем самым быстро вращается. Молекул воды в пище много, поэтому при вращении они не могут не сталкиваться, в результате чего энергия вращения молекул преобразуется в энергию поступательного движения. Температура воды за счет энергии поступательного движения повышается, что приводит к нагреванию продуктов.

Микроволновая печь всегда должна работать с нагрузкой, нельзя ее включать без продуктов внутри камеры. В противном случае сверхвысокочастотное излучение не поглотится пищей в камере, а поглотится внутри своего источника. В результате этого источник перегревается, микроволновая печь выходит из строя.

При малой нагрузке микроволновой печи специалисты рекомендуют ставить в камеру для поглощения излишков излучения стакан воды.

Микроволновое излучение не проникает в металлическую посуду, особенно если она закрыта, это может привести к поломке печи. Посуда с металлической каемкой нагревается вихревыми токами в микроволновой печи, и посуда постепенно разрушается в области напыления из металла.
Кроме этого, существует ряд продуктов, которые по разным причинам нельзя ставить в камеру микроволновой печи в закрытом или открытом виде: птичьи яйца, жидкость в герметично закрытой посуде, дистиллированную воду и т. д.

Не все продукты подходят для подогревания в микроволновой печи, обычно это четко прописано в инструкции по ее применению.

В последнее время появляется все больше разновидностей микроволновой печи: стандартная печь, называемая «solo»; микроволновая печь с грилем; конвекционная печь с грилем; микроволновые печи с двойным излучением; а также печи, оснащенные специальными датчиками — «сенсор пара».