Устройство механической панели управления микроволновок

Типовые схемы микроволновых печей

Типичная схема самой простой печи с механическими таймерами показана на рис. 10. Управление микроволновой печью производится через специальную схему в первичной цепи высоковольтного трансформатора «220 В». Именно там установлены:

• сетевой фильтр, не пропускающий СВЧ излучение в электросеть;

• механические таймер и регулятор мощности;

• блокирующие выключатели дверцы;

• термостат магнетрона, обесточивающее первичную обмотку трансформатора при достижении на магнетроне критической температуры 105. 135°С;

• лампа освещения рабочей камеры;

• вентилятор и электромотор вращения поддона печи.

При открывании дверцы зажигается лампа освещения. Запустить печь можно только при закрытой дверце, повороте механического регулятора мощности и механического таймера. При запуске печи включаются электромотор вращения поддона и вентилятор охлаждения магнетрона.

Применение в СВЧ печах механического таймера (рис.11) очень упрощает пользование печью: есть всего две ручки управления – регулятор мощности и таймер работы печи.

Типичная схема СВЧ печи с электронным управлением показана на рис. 12. Она составлена на основе микроволновой печи DAEWOO модели KOC-870TOS.

Такие печи дороже простых, но и возможности у них заметно больше. Эти модели имеют плату управления с процессором, на передней панели у них кнопки, посредством которых осуществляется выбор уровней мощности, времени приготовления пищи и производятся прочие операции по управлению печью. Эти печи имеют ЖК-дисплей и обилия функциональных возможностей, в них предусмотрено программируемое меню, где заложено определенное количество рецептов. В рабочей камере таких печей устанавливают один, а иногда и два нагревательных элемента, называемых ТЭНами (тепловыми электронагревателями). Они выполняются в виде металлической трубки диаметром 8. 10 мм, изогнутой особым образом или в виде кварцевой трубки диаметром 12. 15 мм, внутри которых находится нагревательная спираль. Взаимодействие элементов в СВЧ печах с электронным управлением сложнее, чем в простых печах, хотя общий принцип их взaимодействия для всех микроволновых печей похож и указан выше.

Назначение основных элементов СВЧ печи

Высоковольтный анодно-накальный трансформатор-стабилизатор ТР1

Его мощность, в зависимости от мощности применяемого магнетрона, колеблется в пределах 850. 1000 Вт (рис.5, 6, 10). Первичная обмотка рассчитана на напряжение -220 В.

Номинальное эффективное напряжение на его вторичных обмотках: высоковольтной

2100. 2300 В, накальной

Особенностью трансформатора является значительная индуктивность рассеивания его высоковольтной обмотки (4. 6 Гн) и специальная конструкция магнитопровода с магнитными шунтами, обеспечивающая стабильность высоковольтного напряжения 1 . 2%, при колебаниях напряжения сети 10% [2]. Для обеспечения бесшумности работы трансформатора отдельные элементы его магнитопровода свариваются.

Высоковольтный конденсатор C1. Он участвует в удвоении высокого напряжения (рис.8). Его назначение – накапливать заряд от положительной полуволны высоковольтного трансформатора и отдавать его (разряжаться) в отрицательный полупериод. Он все время работает в режиме, заряд – разряд – заряд – разряд.

Емкость С1, в зависимости от мощности применяемого магнетрона, составляет 0,9. мкФ 10 кВ. Перед проведением измерений в цепях этого конденсатора, необходимо снять с него остаточный заряд, т.е. разрядить. Величину его емкости можно проверить измерителями емкости, например, UT-70. При измерении сопротивления изоляции высоковольтного конденсатора следует помнить, что внутри импортных конденсаторов установлен резистор величиной 1. 10 МОм. Стоимость нового конденсатора — 6. 8 долл. США.

Высоковольтный выпрямительный диод. Вместе с конденсатором С1 (рис. 12) он участвует в удвоении высокого напряжения, поступающего от трансформатора, путем периодического заряда конденсатора (рис.5, 8). Диод VD1 работает при напряжении около 5 кВ и выдерживает напряжение до 10 кВ.

Первым, кто обнаружил возможность сверхвысокочастотного излучения к нагреву продуктов, был инженер из США Перси Спенсер. Именно он и запатентовал микроволновку.

Судя из рассказов очевидцев, идея её создания пришла ему в голову, когда он стоял несколько часов возле магнетрона и обнаружил растаявшим у себя в кармане кусочек шоколада.

Устройство способно разогревать пищу без энергии тепла и этим больше походит на радиопередатчик, чем на привычную нам кухонную плиту. Главным действующим элементом являются

СВЧ-микроволны – это одна из форм электромагнитной энергии, наподобие световых и радиомагнитных волн.

Со скоростью света они распространяются по направлению к предмету в виде сверхвысокочастотных волн, длина которых колеблется от 0,01 до 1 м.

СПРАВКА! СВЧ микроволны используются также в гражданской радиолокации, радионавигации, спутниковом телевидении, мобильной связи и т. д. Микроволны в естественной среде излучаются солнцем и измеряются определёнными приборами.

Устройство микроволновой печи

Как устроена микроволновая печь? Духовой шкаф с панелью управления, волновод, вращающаяся подставка, трансформатор, конденсатор и магнетрон

– вот основные элементы построения микроволновой печи.

Схема работы микроволновки заключается в следующем: с панели управления электрический ток поступает в трансформатор, далее в конденсатор, где наращивается мощность и передаётся в магнетрон.

ВАЖНО! К нити накала подаётся высокое напряжение (порядка 3-4 КВт), чтобы его антенна могла излучать довольно сильные СВЧ волны.

Взаимодействующее с молекулами воды в еде электромагнитное поле частотой 2450 Мгц, преобразуется волноводом, содержащимся в любой микроволновке.

Термопредохранители или термореле служат для безопасности прибора и не допускают его перегрева.

Принцип действия предохранителя очень простой. В том месте, где необходимо контролировать температуру, крепится его алюминиевый корпус с помощью специального соединения из фланца. Таким образом, обеспечивается максимальный термоконтакт. Металлическая пластина, находящаяся внутри термореле, принципиально настроена на конкретную температуру.

Микроволновые печи также снабжены вентиляторами, которые засасывают воздух извне, и далее через воздуходув системой вентиляции распространяют его внутрь корпуса. Двигатель у вентиляторов представляет собой обычный однофазный асинхронный двигатель переменного тока.

ВАЖНО! Для избегания включения открытой микроволновки предусмотрена система из трёх микропереключателей. Один из них отключает магнетрон. Следующий включает подсвечивающую лампу. А третий предназначен для оповещения блока управления об открытии дверцы.

К основным функциям блока управления можно отнести:

• регулирование мощности прибора;
• автоматическое отключение по истечении запрограммированного срока.

Как работает микроволновая печь

Так как микроволны, которые производит печь, воздействуют именно на молекулы воды. Другими словами, всё что нужно – это содержание небольшого количества воды в пище, расположенной в камере.

Увеличение температуры еды в печи под действием микроволн напоминает процесс, когда согреваются руки, если мы сильно их растираем. Сходство заключается также в том, что, когда одна ладонь трётся о поверхность другой, тепло просачивается в мягкие ткани. По такому же принципу работают микроволны, а именно на небольшой поверхности (1–3 см), не проникая глубоко внутрь предмета.

Излучаемые микроволны соприкасаются с молекулами воды заставляя их двигаться всё быстрее и разогревать продукты. В капле воды находится миллионы молекул, и когда в них попадает микролуч, он проникает в пищу на глубину 2,5 см, заставляя их раскачиваться под действием электромагнитного поля.

В процессе этого трения выходит тепло.

Таким образом, быстрее нагреваются продукты с высоким содержанием жидкости.

ВАЖНО! До сих пор учёные спорят насколько вредна микроволновка и как она влияет на качество продуктов. Однако Всемирная организация здравоохранения утверждает, что СВЧ-печи не оказывают вреда ни на человека, ни на потребляемую пищу.

Как работают дополнительные функции СВЧ

Практически все современные печи имеют режим гриля. Когда не только камера нагревается внутри, но и тепло подаётся с помощью специального тента — изогнутого металлического прибора, расположенного вверху камеры. Их называют ТЭНами — от «теплоэлектронагреватель».

В современных духовках дополнительно к режиму гриля есть режим конвекции. Когда камера эффективно продувается от ТЭНа гриля к пище. Система представляет собой циркулятор. Конвективная теплопередача, применительно к печи, — это передача тепла при помощи молекул воздуха. Использование вентилятора и называется обычно режимом конвекции.

Современные модели имеют ряд встроенных в компьютер рецептов и способов приготовления блюд.

Устройство и конструкция СВЧ-печи

Главная деталь в любой СВЧ печи – это магнетрон. Магнетрон – это такая специальная вакуумная лампа, которая создаёт СВЧ-излучение. СВЧ-излучение весьма интересным образом воздействует на обычную воду, которая содержится в любой пище.

При облучении электромагнитными волнами частотой 2,45 ГГц молекулы воды начинают колебаться. В результате этих колебаний возникает трение. Да, обычное трение между молекулами. За счёт трения выделяться тепло. Оно то и разогревает пищу изнутри. Вот так вкратце можно объяснить принцип действия микроволновки.

Конструкция микроволновки.

Конструктивно микроволновая печь состоит из металлической камеры, в которой приготавливается пища. Камера снабжена дверцей, которая не позволяет излучению выйти наружу. Для равномерного разогрева пищи внутри камеры установлен вращающийся столик, который приводится в движение мото-редуктором (мотором), который сокращённо называется T.T.Motor (Turntable motor).

СВЧ-излучение генерируется магнетроном и через прямоугольный волновод подаётся в камеру. Для охлаждения магнетрона во время работы служит вентилятор F.M (Fan motor), который прогоняет холодный воздух через магнетрон. Далее нагретый воздух от магнетрона через воздуховод направляется в камеру и также используется для нагрева пищи. Через специальные неизлучающие отверстия часть нагретого воздуха и водяной пар выводится наружу.

В некоторых моделях СВЧ-печей для формирования равномерного нагрева пищи используется диссектор, который устанавливается в верхней части камеры микроволновки. Внешне диссектор напоминает вентилятор, но он предназначен для создания определённого типа СВЧ-волны в камере так, чтобы осуществлялся равномерный прогрев пищи.

Электрическая схема микроволновки.

Давайте взглянем на упрощённую электрическую схему рядовой микроволновки (кликните для увеличения).

Как видим, схема состоит из управляющей части и исполнительной. Управляющая часть, как правило, состоит из микроконтроллера, дисплея, кнопочной или сенсорной панели, электромагнитных реле, зуммера. Это «мозги» микроволновки. На схеме всё это изображено отдельной платой с надписью Power and Control Curcuit Board. Для питания управляющей части микроволновки используется небольшой понижающий трансформатор. На схеме он отмечен как L.V.Transformer (показана только первичная обмотка).

Микроконтроллер через буферные элементы (транзисторы) управляет электромагнитными реле: RELAY1, RELAY2, RELAY3. Они включают/выключают исполнительные элементы СВЧ-печи в соответствии с заданным алгоритмом работы.

Исполнительные элементы и цепи – это магнетрон (Magnetron), мото-редуктор столика T.T.Motor (Turntable motor), охлаждающий вентилятор F.M (Fan Motor), ТЭН гриля (Grill Heater), лампа подсветки O.L (Oven Lamp).

Особо отметим исполнительную цепь, которая является генератором СВЧ-излучения.

Начинается эта цепь с высоковольтного трансформатора (H.V.Transformer). Он самый здоровый в микроволновке. Собственно, это и не удивительно, ведь через него нужно прокачать мощность в 1500 – 2000 Вт (1,5 – 2 kW), необходимых для магнетрона. Выходная же (полезная) мощность магнетрона 500 – 850 Вт.

К первичной обмотке трансформатора подводится переменное напряжение сети 220V. С одной из вторичных обмоток снимается переменное напряжение накала 3,15V. Оно подводится к накальной обмотке магнетрона. Накальная обмотка необходима для генерации (эмиссии) электронов. Стоит отметить, что ток, потребляемый этой обмоткой, может достигать 10A.

Другая вторичная обмотка высоковольтного трансформатора, а также схема удвоения напряжения на высоковольтном конденсаторе (H.V.Capacitor) и диоде (H.V. Diode) создаёт постоянное напряжение в 4kV для питания анода магнетрона. Ток анода небольшой и составляет где-то 300 мА (0,3A).

В результате электроны, эмитированные накальной обмоткой, начинают своё движение в вакууме.

Особая траектория движения электронов внутри магнетрона создаёт СВЧ-излучение, которое и нужно нам для нагрева пищи. СВЧ-излучение отводится из магнетрона с помощью антенны и поступает в камеру через отрезок прямоугольного волновода.

Вот такая несложная, но весьма изощрённая схема является неким СВЧ-нагревателем. Не стоит забывать, что сама камера СВЧ-печи является элементом данного СВЧ-нагревателя, так как представляет, по сути, резонатор, в котором возникает электромагнитное излучение.

Кроме этих элементов в схеме микроволновой печи есть множество защитных элементов (см. термовыключатели KSD и аналоги.). Так, например, термовыключатель контролирует температуру магнетрона. Его штатная температура при работе где-то 80 0 – 100 0 C. Этот термовыключатель крепится на магнетроне. По умолчанию он не показан на упрощённой схеме.

Другие защитные термовыключатели подписаны на схеме, как OVEN THERMAL CUT-OUT (устанавливается на воздуховоде), GRILL THERMAL CUT-OUT (контролирует температуру гриля).

При наличии нештатной ситуации и перегреве магнетрона термовыключатель размыкает цепь, и магнетрон перестаёт работать. При этом термовыключатель выбирается с небольшим запасом – на температуру отключения 120 – 145 0 С.

Весьма важными элементами микроволновой печи являются три переключателя, которые встроены в правый торец камеры СВЧ-печи. При закрытии передней дверцы два переключателя замыкают свои контакты (PRIMARY SWITCH – главный выключатель, SECONDARY SWITCH– вторичный выключатель). Третий – MONITOR SWITCH (контрольный выключатель) – размыкает свои контакты при закрытии дверцы.

Неисправность хотя бы одного из этих выключателей приводит к неработоспособности микроволновки и срабатыванию плавкого предохранителя (Fuse).

Чтобы снизить помехи, которые поступают в электросеть при работающей СВЧ-печи, имеется сетевой фильтр – NOISE FILTER.

Дополнительные элементы микроволновки.

Кроме базовых элементов конструкции, микроволновка может быть оснащена грилем и конвектором. Гриль может быть выполнен в виде нагревательного элемента (ТЭН’а) или инфракрасных кварцевых ламп. Эти элементы микроволновки очень надёжны и редко выходят из строя.

Нагревательные элементы гриля: металло-керамический (слева) и инфракрасный (справа).

Инфракрасный нагреватель представляет собой 2 последовательно включенные инфракрасные кварцевые лампы на 115V (500 – 600W).

В отличие от микроволнового нагрева, который происходит изнутри, гриль создаёт тепловое излучение, которое разогревает пищу снаружи внутрь. Гриль разогревает пищу медленнее, но без него невозможно приготовить поджаристую курочку .

Конвектор – это, не что иное, как вентилятор внутри камеры, который работает в паре с нагревателем (ТЭН’ом). Вращение вентилятора обеспечивает циркуляцию горячего воздуха в камере, что способствует равномерному прогреву пищи.

Про фьюз-диод, высоковольтный конденсатор и диод.

Элементы в цепи питания магнетрона обладают интересными свойствами, которые нужно учитывать при ремонте микроволновки.

Так, по умолчанию, высоковольтный конденсатор (H.V.Capacitor) имеет встроенный резистор.

Он служит для разряда конденсатора. Дело в том, что конденсатор находится под высоким напряжением (2 кВ), и поэтому после выключения СВЧ-печи требуется его разряд. Это предохранительная мера. Также бывает, что резистор внутри конденсатора перегорает, и конденсатор не разряжается. Поэтому перед проведением ремонта микроволновки рекомендуется принудительно разряжать конденсатор на корпус.

Внешний вид высоковольтного конденсатора 1.0µF * 2100V AC.

Высоковольтный диод (H.V. Diode) является комбинированным элементом и состоит из целой вереницы последовательно включенных диодов. Это позволяет составному диоду работать с высоким напряжением. Но в этом кроется подвох. Дело в том, что протестировать такой диод стандартной методикой проверки не удастся. Мультиметр просто не сможет «открыть» такой диод из-за того, что пороговое (прямое) напряжение отпирания (V_F) диодов складываются. В результате в прямом и обратном включении высоковольтный диод будет иметь высокое сопротивление.

Так, например, для диода HVR-1X3 максимальное прямое напряжение (V_F) составляет 11V. Если учесть, что обычно падение напряжения на переходе в прямом включении (V_F) у кремниевых диодов составляет 1 – 1.1V, то получается, что в диоде HVR-1X3 ориентировочно смонтировано 10 последовательно включенных диодов.

Максимальное постоянное обратное напряжение такого диода – 12kV!

В некоторых микроволновых печах параллельно высоковольтному конденсатору устанавливается фьюз-диод (защитный диод). По сути, фьюз-диод – это двунаправленный высоковольтный супрессор. Он служит для того, чтобы защитить конденсатор от завышенного рабочего напряжения, которое чревато выходом из строя последнего. Но на практике чаще бывает так, что он сам и выходит из строя. В таком случае ремонтники просто удаляют его из цепи, как ненужный аппендикс. На деле оказалось, что микроволновки прекрасно работают и без такого диода.

Для тех, кто желает более детально разобраться в устройстве СВЧ-печей, подготовлен архив с сервисными инструкциями микроволновых печей (Daewoo, SANYO, Samsung, LG). В инструкции приведены принципиальные схемы, схемы разборки, рекомендации по проверке элементов, список комплектующих.

Также рекомендуем ознакомиться с книгой «Ремонт микроволновых печей».

Как называются волны в микроволновке. Физические основы работы микроволновки. Как работает микроволновая печь

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

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

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

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

Строение микроволновой печи:

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

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

Как работает микроволновая печь: ее разновидности

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

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

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

Разновидности электроприборов:

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

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

Блок управления: принцип работы микроволновки

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

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

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

Дополнительные сервисные функции:

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

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

Частота микроволновки: магнетрон и его составляющие

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

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

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

Устройство магнетрона состоит из таких деталей:

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

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

Устройство и принцип работы микроволновой печи (видео)

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

Микроволновая печь.
Микроволно́вая печь или СВЧ-печь — электронное устройство, предназначенное для подогрева или быстрого приготовления пищи, размораживания продуктов с использованием электромагнитных волн дециметрового диапазона (как правило с частотой 2450 МГц).
В промышленности эти печи используются для разморозки, сушки, плавления пластмасс, обжига керамики, разогрева клеев и т. д. В некоторых промышленных печах частота излучения может изменяться (так называемые англ. variable frequency microwave, VFM).
В отличие от классических печей (например, духовки), разогрев продуктов в микроволновой печи происходит не только с поверхности, но и по объёму продукта, содержащему полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны данной частоты проникают и поглощаются пищевыми продуктами на глубине примерно 2,5 см. Это значительно сокращает время разогрева продукта.

Устройство
Источником микроволнового излучения является высоковольтный вакуумный прибор — магнетрон. Для того, чтобы антенна магнетрона излучала микроволны, к нити накала магнетрона необходимо подать высокое напряжение (порядка 3-4 кВ). Поэтому сетевого напряжения питания (220 В) магнетрону недостаточно и питается он через специальный высоковольтный трансформатор. Мощность магнетрона современных микроволновых печей составляет 600-900 Вт. Вырабатываемые магнетроном микроволны поступают в полость печи по волноводу — каналу с металлическими стенками, отражающими СВЧ-излучение. В одних микроволновках волны входят в полость только через одно отверстие (как правило, в верхней части полости), в других — через два отверстия: у «потолка» и у «дна». Если заглянуть в полость печи, то можно увидеть слюдяные пластинки, которые закрывают отверстия для ввода микроволн. Пластинки не позволяют попадать в волновод брызгам жира с разогреваемой пищи, а проходу микроволн они совершенно не мешают, поскольку слюда прозрачна для излучения. Слюдяные пластинки (обтюраторы) со временем пропитываются жиром, становятся рыхлыми, и их нужно менять на новые.

Полость микроволновки изготавливается из металла, который может иметь различное покрытие. В самых дешевых моделях СВЧ-печей внутренняя поверхность стенок полости покрыта краской «под эмаль». Такое покрытие не отличается особой стойкостью к воздействию высоких температур, поэтому не применяется в моделях, где дополнительно к микроволнам используется гриль.

Более стойким является покрытие стенок полости эмалью или специальной керамикой. Специальное покрытие (биокерамическое — Moulinex, антибактериальное — LG) представляет собой специальное соединение, которое спекается при высокой температуре, благодаря чему покрытие камеры представляет собой абсолютно гладкую поверхность. Стенки с таким покрытием легко моются и выдерживают высокие температуры. Недостатком эмали и керамики является их хрупкость по отношению к ударам. Ставя посуду во внутрь микроволновки, нетрудно случайно задеть стенку, а это может повредить нанесенное на неё покрытие. Поэтому, если вы приобрели СВЧ-печь с эмалевым или керамическим покрытием стенок, обращайтесь с ней осторожно.
Наиболее прочными и стойкими в отношении ударов являются стенки из нержавеющей стали. Положительное свойство этого материала — прекрасное отражение микроволн. Минус — то, что если хозяйка уделяет не слишком много внимания очистке внутренней поверхности СВЧ-печи, то не удаленные вовремя брызги жира и пищи могут оставить следы на нержавеющей поверхности.

Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:
— металлическая камера, в которой концентрируется высокочастотное излучение и куда помещаются разогреваемые продукты;
— трансформатор — источник высоковольтного питания магнетрона;
— СВЧ-излучатель — магнетрон;
— волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
— цепи управления и коммутации;
— вращающийся столик (стеклянная тарелка) — 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.

Очень важным элементом микроволновой печи является дверца. Она должна дать возможность видеть, что происходит внутри, и при этом исключить выход микроволн наружу. Дверца представляет собой многослойный пирог из стеклянных или пластмассовых пластин.

Кроме того, между пластинами обязательно есть сетка из перфорированного металлического листа. Металл отражает микроволны назад, в камеру печи, а отверстия перфорации, которые делают его прозрачным для обзора, имеют диаметр не более 3 мм. Вспомнив, что длина волны СВЧ-излучения равна 12,25 см, становится ясно, что через трехмиллиметровые отверстия такой волне не пройти.
Чтобы излучение не нашло лазейки там, где дверца прилегает к срезу полости, по периметру дверцы находится уплотнитель из диэлектрического материала. Он плотно прилегает к переднему торцу корпуса СВЧ-печи при закрытии дверцы. Толщина уплотнителя составляет около четверти длины волны СВЧ-излучения. Здесь используется расчет, основанный на физике волн: волны в противофазе гасят друг друга. Благодаря точно подобранной толщине уплотнителя обеспечивается так называемая отрицательная интерференция волны, проникшей внутрь материала уплотнителя, и отраженной волны, выходящей из уплотнителя наружу. Благодаря этому уплотнитель служит ловушкой, которая надежно гасит излучение.
Чтобы полностью исключить возможность генерации микроволн при открытой дверце камеры, используется набор нескольких дублирующих друг друга независимых выключателей. Эти выключатели замыкаются контактными направляющими на дверце печи и разрывают цепь питания магнетрона даже при небольшой неплотности закрытия дверцы.

ПРИНЦИП РАБОТЫ.
Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом же 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 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).
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 так называемой широтно-импульсной модуляции). Эти периоды включения/выключения можно наблюдать во время работы печи (слышать изменения 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.
Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде. Металлическая посуда и металлические приборы (ложки, вилки), находящиеся в СВЧ-печи в процессе нагревания, могут вывести её из строя.
Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») — даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами и это может разрушить посуду в области металлического напыления.
Нельзя нагревать в микроволновке жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца — из-за сильного испарения воды внутри них создаётся высокое давление и, вследствие этого, они могут взорваться. Из этих же соображений не рекомендуется сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой (либо перед разогревом необходимо проткнуть каждую сосиску вилкой).
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.

Со времени создания СВЧ-печей между физиками и медицинскими специалистами периодически разгораются споры о пользе и вреде этого технического достижения. На самом деле, без определенных знаний о влиянии излучения микроволновой печи на организм человека и о воздействии микроволн на приготавливаемые в ней продукты многие люди опасаются ею пользоваться.

Стоит заметить, что опасения эти не беспочвенны: полезное изобретение для кухни действительно может стать небезопасным при определенных условиях. Но если работу микроволновой печи организовать согласно всем техническим требованиям, сверхвысокочастотные волны выполнят свое кулинарное предназначение без особого вреда для человека.

Принцип работы СВЧ-печи

Процесс прогревания продуктов в микроволновке основан на воздействии на них излучения, вырабатываемого магнетроном. Именно благодаря сверхвысокой частоте микроволны (2450 ГГц – в отличие, например, от 50 Гц частоты тока в сети промышленного электроснабжения) прогрев осуществляется практически мгновенно, что и является главным преимуществом устройства.

Важнейшим условием успешного нагрева продукта является наличие в нем диполей – молекул с неравномерным распределением зарядов и суммарным электрическим зарядом, равным нулю, за счет полярного расположения положительных и отрицательных зарядов в атоме. К наиболее ярким представителям диполей относятся молекулы воды, а значит, все продукты, отличающиеся высокой влажностью, будут более восприимчивы к влиянию микроволн. В то же время растительные масла не имеют молекул-диполей, поэтому их нагревание в микроволновке нецелесообразно.

Благодаря создаваемому в микроволновой печи электромагнитному полю диполи внутри продукта разворачиваются на 180 градусов около 6 миллиардов раз в секунду. Эта невероятная скорость приводит молекулы вещества в трение, из-за чего и повышается внутренняя температура продукта. Именно в этой физически объяснимой трансформации электрического излучения в тепловую энергию многие и видят вред микроволновки.

Вред и польза микроволновой печи

Некоторые люди считают, что непосредственное излучение, исходящее от включенной микроволновой печи, может нанести вред находящемуся рядом человеку. Многие объясняют этот риск тем, что человеческий организм более чем на 70% состоит из воды, то есть из молекул-диполей, которые проявляют особую чувствительность к влиянию СВЧ. Из-за этого влияния якобы меняется структура воды, так как происходит ее ионизация (появление дополнительного электрона в атоме воды или потеря имеющегося). Поэтому происходит разрушение и деформация молекул не только в прогреваемом продукте, но и человеческом теле. Однако это мнение является ошибочным.

Наука утверждает, что понятие “структурность” в отношении воды (именно воды, а не льда) неприменимо, а значит, и разрушить или изменить ее структуру невозможно.

Такими лозунгами заполнен интернет

Есть ли научные подтверждения вреда СВЧ-печи?

Микроволновая печь опасна для человека не всегда, а лишь при конкретных обстоятельствах. Прямой ее вред может быть нанесен кумулятивным действием сверхвысокочастотного излучения, генерируемого магнетроном. Это становится возможным только в двух случаях:

1. Если не сработает механизм отключения при открывании или неплотном закрытии дверцы. Производители убеждают, что в устройстве имеется двойная гарантированная защита потребителя от нежелательного облучения, тем не менее, система автоматического отключения изредка дает сбой.
2. Если в результате скопления нагара или других причин герметичность дверцы будет нарушена. Микроволны способны просачиваться сквозь мельчайшие отверстия или щели. Эти внешне незаметные дефекты чаще всего появляются после длительного использования электроприбора.

Просачивание микроволн через незаметные щели, а тем более в открытую дверцу при не отключившемся генераторе может нанести человеку существенный вред вплоть до ожогов внутренних органов.

Симптомы облучения СВЧ-волнами

Заподозрить, что человеку причинен вред от микроволновой печи, можно по следующим признакам:

• головокружению;
• появлению признаков сердечной недостаточности;
• помутнению в глазах;
• сонливости;
• нервозности и беспричинному плачу (у детей).

Если такие симптомы были обнаружены после нахождения вблизи работающего электроприбора, это практически стопроцентный сигнал о разгерметизации его корпуса.

Способы проверки микроволновой печи на наличие утечки излучения

Чтобы проверить, опасна ли эксплуатируемая микроволновка, нет ли утечки излучения через невидимые глазу щели в дверце, можно воспользоваться несколькими популярными в народе методами. Также можно использовать специальный детектор СВЧ-излучения.

Ручные способы проверки

Эти методы при отсутствии специального прибора довольно просты, но некоторые из них не всегда дают достоверный результат. Тем не менее, если приобрести детектор пока не удается, можно проверить печь следующим образом:

Для проведения наиболее популярного, но самого недостоверного способа проверки на вредность понадобятся два мобильных телефона. Нужно положить один из них в микроволновку и плотно закрыть ее, не включая ее при этом. Затем позвонить на него с другого мобильного. Если он зазвонит, значит, волны свободно проходят сквозь защитную дверцу как снаружи, так и изнутри.

Недостатком этого метода специалисты считают различие между рабочими частотами микроволновых печей и мобильных телефонов, так что установить вред или пользу устройства подобным способом вряд ли удастся.

Проверка с помощью детектора

Наиболее надежной и эффективной остается проверка при помощи специального приспособления, называемого детектором СВЧ-излучения. Необходимо:

1. Поставить в печку стакан холодной воды.
2. Закрыть дверцу, включить печь.
3. Приблизить детектор к дверце и медленно поводить им вдоль периметра и по диагонали дверцы, задерживаясь на уголках. При отсутствии излучения стрелка прибора будет находиться в зеленой зоне, а малейшая утечка заставит ее передвинуться в красную зону.

Рекомендации по безопасному использованию микроволновки

Известно, что по мере отдаления от микроволновки мощность сверхвысокочастотной волновой энергии быстро снижается, поэтому наиболее безопасно во время работы СВЧ-печи находиться от нее на некотором расстоянии.

Вблизи же работающего устройства (около 2 см от внешней стенки) уровень допустимого излучения не должен превышать 5 мВт на 1 кв.см.

Микроволновка, вред и польза которой зависят от соблюдения правил эксплуатации, с таким излучением абсолютно безопасна для человеческого организма. Однако есть другие причины, из-за которых это кухонное приспособление может нанести вред. Поэтому следует учесть правила обращения с ним:

• При работе электроприбора находиться от него в отдалении.
• Не ставить СВЧ-печь у кухонной плиты или у обеденного стола.
• Использовать только для быстрого размораживания и подогрева блюд.
• Разогреваемые продукты помещать в открытом, а не герметически упакованном виде (это относится даже к сосискам в плотной пищевой пленке).
• Не ставить внутрь посуду из металла и керамические емкости с каймой из металлизированной краски – это способствует возникновению дуги, угрожающей целостности магнетрона и защитной обшивки.
• Следить за чистотой защитной дверцы, не допускать появление на ней нагара, способствующего разгерметизации корпуса.

Люди, которым имплантирован кардиостимулятор, не должны пользоваться СВЧ-прибором.

Какая посуда не подходит для микроволновой печи и почему

При эксплуатации СВЧ-печи запрещено пользоваться следующими видами посуды:

1. Из металла. Любые его виды – чугун, сталь, латунь, медь – отражают микроволны, не давая им проникнуть в продукт. Кроме того, обладая электропроводностью, они могут спровоцировать искровые разряды и образование электромагнитного поля, опасного для микроволновых печей.
2. Из стекла и фарфора, если на такой посуде имеется рисунок, нанесенный золотистой или другой краской, в состав которой могут входить металлы. Даже наполовину стертый рисунок может содержать металлические частички, которые под влиянием микроволны могут искрить и создавать поле.
3. Из хрусталя. Его сложная структура может содержать частицы серебра, свинца и других металлов, помимо этого препятствием к его использованию является неоднородность толщины (граненая поверхность), из-за чего такая посуда под воздействием СВЧ может разлететься на куски.
4. Не рекомендуется пользоваться одноразовой посудой из тонкого пластика или вощеного картона, из непокрытой глазурью керамики, из неустойчивого к высоким температурам пластика.

Даже за секунду микроволны заставляют молекулы-диполи миллиарды раз проворачиваться «вокруг своей оси». Поэтому лучше не рисковать ни посудой, ни исправностью самой микроволновой печи, чтобы она работала на кухне долго и безопасно.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Блок управления устройством

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

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

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

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

Вывод

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

Микроволновая печь, или микроволновка, является почти непременным атрибутом любой российской кухни. Почему этот бытовой прибор настолько распространен? Дело в его быстроте — время разогрева в микроволновой печи измеряется в секундах, тогда как на плите это займет куда больше времени. Удобство тоже играет немаловажную роль — микроволновка невелика по размерам и поместится даже в самой маленькой «хрущевке». А если плиты нет и нет возможности ее поставить? Микроволновка во многом может ее заменить!

Как микроволновка появилась на свет

«Отцом» микроволновой печи по праву считается американский физик Перси Спенсер. Он разрабатывал излучатели сверхвысоких частот, и во время своих экспериментов обратил внимание, что органика под воздействием СВЧ разогревается. Как именно это произошло, история умалчивает, однако есть две наиболее распространенные версии: по одной из них, он по рассеянности забыл на включенном приборе бутерброд, а когда вспомнил о нем, он уже был сильно разогрет. Вторая версия утверждает, что Спенсер носил в кармане шоколадку, которая закономерно растаяла под влиянием сверхвысоких частот.

Использование в быту

Так или иначе, обнаружив «продовольственные» свойства СВЧ-излучения в 1942 году, уже в 45 физик получил на свое изобретение патент. А уже через два года, в 1947-м, американские военные разогревали в микроволновой печи свои завтраки, обеды и ужины. Что бы ни делала микроволновка, принцип работы ее механизма военных не волновал — главное, что она давала быстрый результат. Правда, микроволновка в 40-е была еще «не та» — вес прибора превышал 300 килограмм!

Далее за дело принялась фирма Sharp — уже в 62-м она выпустила «в народ» первую модель потребительской микроволновой печи. Особенного всплеска интереса она не вызвала, потому что покупателей отпугивало использование СВЧ-излучения. В дальнейшем этой же компанией была изобретена «вращающаяся тарелка», а в 79-м — система электронного управления.

Из чего состоит СВЧ-печь?

Микроволновая печь состоит из нескольких обязательных деталей:

1. Трансформатор.
2. Магнетрон в микроволновке — собственно, излучатель
3. Волновод, за счет которого происходит передача излучения к изолированной камере.
4. Металлизированная камера — место, где и разогреваются продукты.

Дополнительными элементами микроволновки являются: для более равномерного разогревания пищи, электроника для управления различными режимами, таймером, вентилятор.

Каким образом микроволновка греет пищу?

Несмотря на кажущуюся «магию», которой обладает микроволновка, принцип работы абсолютно научен и логичен. Практически в любой пище содержится молекулы воды и других элементов, имеющих как положительный, так и отрицательный заряд. При отсутствии магнитного поля заряды в молекулах располагаются произвольно, хаотически. Сильное же магнитное поле мгновенно организует электрические заряды — они становятся направлены строго в соответствии с ходом линий магнитного поля.

Особенность СВЧ-излучения в том, что оно «переворачивает» дипольные молекулы не просто быстро, а невообразимо — почти 5 миллиардов раз в секунду! Молекулы перемещаются в соответствии со сменой магнитного поля, а высочайшая скорость «переключения» буквально создает эффект трения. Именно благодаря этому продукты в микроволновой печи разогреваются за несколько секунд.

Типы микроволновых печей

Какие же бывают микроволновки и чем они между собой различаются:

1. Соло-печь, или микроволновка обыкновенная. Относится к самым бюджетным моделям и предназначена только для размораживания и подогрева пищи. Как правило, такие СВЧ-печи имеют механическое управление и довольно надежны, поскольку ломаться особо нечему.
2. СВЧ с грилем и конвекцией. Эти функции микроволновки идут как вместе, так и порознь. Гриль представляет собой дополнительный нагревательный элемент, который расположен чаще всего под потолком камеры, и вращающийся вертел. Конвекция — это циркуляция горячего воздуха внутри камеры, что обеспечивает дополнительный и более равномерный разогрев пищи. Такие микроволновки, как правило, относятся к средней ценовой категории и работают как на механическом, так и на электронном управлении.
3. Многофункциональные СВЧ-печи. Множество режимов, само собой, конвекция и гриль, функция пароварки, а также еще целый набор кулинарных решений для вашей кухни. Разумеется, такие серьезные бытовые приборы относятся к категории дорогих и управляются с помощью сложной электроники.

Несмотря на отличие в деталях, СВЧ-печь за 20 долларов и за 200 — это все та же микроволновка. Принцип работы тот же.

Чем еще отличаются друг от друга микроволновки?

1. Объемом. Бытовые СВЧ-печи друг с другом разнятся, но не слишком сильно. А вот промышленные микроволновки совсем другие — в них можно разогревать сразу несколько десятков порций.
2. Тип гриля. Он может быть керамическим, кварцевым или тэновым. При одинаковой смысловой нагрузке различаются между собой деталями: например, кварцевый гриль разогревает равномерней и тратит меньше электричества, но тэновый может работать интенсивнее, а также его проще отмывать.
3. Способ покрытия внутренних стенок. Их тоже несколько — покраска под эмаль, прочная эмаль и специальные покрытия (биокерамика и антибактериальное). Покраска — самое дешевое и недолговечное, эмаль уже получше, хотя длительное и интенсивное использование также приводит его в негодность. Специальные покрытия можно назвать вечными. К недостаткам относятся высокая цена и хрупкость по отношению к ударным нагрузкам. И да, есть еще нержавейка — отличный вариант для тех, кто не готов слишком сильно раскошеливаться ради микроволновки. Прочное, надежное, прекрасно выглядящее покрытие с легкостью выдерживает длительные и интенсивные нагревания. К недостаткам нержавейки следует отнести сложности в отмывании — несколько чисток абразивными средствами создают на ее поверхности сеточку микроцарапин, в которые пригоревший жир «вцепляется» всеми своими молекулами.
4. Виды управления. Их всего три — механика, кнопки, Механика дешева, проста в использовании, надежна, недостаток — точность выставления времени. Кнопки чуть чаще ломаются, но зато время можно выставить секунда в секунду. К недостаткам можно отнести скапливающуюся на элементах управления грязь, что требует дополнительного времени для оттирания. Сенсор — красиво, стильно, грязь не скапливается, можно программировать процесс приготовления еды. Недостатки — ломается чаще других, стоит ощутимо дороже. Ремонт микроволновок, особенно дорогих, услуга недешевая, поэтому стоит подумать: а стоит ли брать с сенсором?
5. Режимы работы СВЧ-печи. Их может быть от 3-4 в дешевых моделях, до 10-12 в самых дорогих. Из основных режимов можно выделить следующие: полный режим — жарка мяса, запекание овощей. Средне-высокий, 3/4 мощности — быстрое разогревание нетребовательных продуктов. Средний — варка супов, приготовление рыбы. Средне-низкий, 1/4 мощности — разморозка продуктов, «мягкий» разогрев продуктов. Самый малый, около 10% мощности, предназначен для размораживания «капризных» продуктов вроде томатов, и поддержания в теплом виде уже горячих продуктов.

Допфункции СВЧ-печей

Одной из самых интересных дополнительных функций для микроволновой печи является подача горячего пара. Это дополнение не дает продуктам пересыхать, а также они готовятся значительно быстрее. Сюда же можно добавить проветривание камеры — несмотря на кажущуюся незначительность, для многих хозяек эта функция стала спасительной — теперь у них овощи не пахнут рыбой, а рыба — яблоками.

Разделители камеры. Различные решетки позволяют готовить несколько порций одновременно. К недостаткам этой функции можно отнести отсутствие вращение, что делает разогрев пищи менее равномерным.

«Крисп» — специальная тарелка для микроволновки, позволяет готовить в ней так же, как на сковородке. Изготовленная из она «держит» температуру до 200 градусов.

Слюда. Зачем слюда в микроволновке? Она оберегает волновод от различных загрязнений, и увеличивает срок службы прибора.

Функция двойного излучения. Как работает такая микроволновка? Устройство и принцип работы такой СВЧ-печи отличаются только наличием двух источников высокочастотного излучения. Это позволяет добиться более качественного и равномерного прогревания пищи.

Встроенная кулинарная книга. Недешевая функция, но для тех, кто любит вкусно поесть, не тратя на это больших временных и интеллектуальных затрат, это самое оно.

Необходимые правила безопасности при использовании СВЧ-печи

Довольно часто обывателей волнует вопрос о том, не опасна ли для здоровья микроволновка. Принцип работы ее, конечно, основан на СВЧ-излучении. Но бояться этого не нужно.

Полностью исправная микроволновая печь представляет не большую опасность для потребителя, чем компьютер или телевизор. Вопреки стойким мифам, излучение от микроволновки не является радиоактивным или канцерогенным, и микроволновка после пары месяцев работы не начинает «фонить».

СВЧ-излучение в действительно может нанести серьезный ожог, но чтобы добиться этого от своей домашней микроволновки, придется попотеть — даже самые дешевые модели оснащаются многоуровневой защитой. И, например, засунуть руку во включенный прибор не получится — автоматика сразу же отключит питание.

Какую посуду стоит использовать в своей микроволновой печи

Лучше всего, если тарелка для микроволновки, которую вы собираетесь использовать в СВЧ-печи, будет специализированной, с соответствующей маркировкой. К ней относятся, например, наборы посуды из жаропрочного стекла. Если же у вас под рукой нет такой, то обратите внимание на следующие рекомендации:

1. Стекло. Отличный материал для микроволновки, если он не слишком тонкий, и отсутствуют трещины и сколы.
2. Фарфор и фаянс. Подходящие материалы, в том случае, если они полностью покрыты глазурью и не покрашены металлизированной краской. Опять же, фарфоровая или не должна иметь механических повреждений.
3. Бумага. Подходящий материал, но с допущениями — бумага должна быть плотной, не окрашенной, и лучше не использовать ее в течение долгого времени.
4. Пластик. Да, но только специализированный. Сегодня многие фирмы выпускают целые линейки пластиковых контейнеров для разогрева в микроволновых печах. Идеальный вариант для офисного работника, который не хочет разоряться на бизнес-ланчи и походы в кафе.

Самая неподходящая тарелка для микроволновки — металлическая. От высокочастотного излучения она начинает искрить, а это вскоре отправит вас искать заведение, где осуществляют ремонт микроволновок.

Как ухаживать?

В этом вам поможет инструкция к микроволновке. В ней указано, какими специальными моющими средствами ее следует чистить. Недостатка в них нет, а покупать их стоит сразу, с микроволновкой. Не стоит затягивать с уборкой — многократно нагретый и спрессованный жир на стенках камеры вам придется мучительно долго оттирать, проклиная все на свете, а ежедневная уборка будет сводиться к нескольким легким движениям тряпкой. Если вы все же добились образования «древних отложений», то перед мытьем поставьте в печь стакан воды на минуту и включите максимальный режим. Жир и грязь набрякнут и отмоются в разы легче.

Немного юмора…

Одна дама в США выиграла судебное дело после того как «посушила» в микроволновой печи свою кошку. В исковом заявлении она указала, что не знала о том, что «нельзя сушить кошек в микроволновке».

Несмотря на общеизвестный факт о том, что сырые куриные яйца в микроволновке взрываются, энтузиасты по всему миру стараются придумать способ обойти эту проблему — проколоть дырку в скорлупе, завернуть в специальную пленку. Но, несмотря на все их усилия, яйца все равно взрываются.

Недавно взорвало интернет фейковое сообщение о том, что новую модель айфона можно подзарядить от микроволновки. Неизвестно, сколько владельцев смартфонов повелось на этот розыгрыш, но десятки фото с раскуроченными айфонами говорят сами за себя.

Как выбрать СВЧ-печь

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), проведя большой объем исследований, доказала абсолютную безопасность СВЧ-печей. Пища, приготовленная  в СВЧ-печи, также полностью сохраняет все нужные  человеку вещества. Рынок этих устройств из года в год пополняется новыми моделями. Производители внедряют новые технологии,  эксперементируют с дизайном, появляются новые функции и режимы. Маркетологи также не дремлют. На что, в первую очередь, стоит обращать внимание  при выборе «микроволновки» расскажет вам эта статья.

Текст: Дмитрий ЛУКИН.

Размер имеет значение: оптимальный объем

Микроволновые печи бывают как отдельно стоящие, так и встроенные. Но есть несколько существенных показателей, которые влияют на выбор конкретной модели. Один из таких показателей – внутренний объем камеры, который измеряется в литрах. Он означает, сколько пищи можно нагреть/приготовить за одну закладку. Бытует мнение, что чем больше объем, тем лучше. Это не совсем так.

Например, ваша семья состоит из двух человек. В этом случае вполне достаточно 20–25-литровой СВЧ. Ведь более большой объем вы будете использовать только на 50%. Зачем платить больше? У СВЧ-печей с маленьким объемом камеры самый маленький функционал, все «навороты» начинаются от внутреннего объема 20+ л.

Банный день:покрытие внутренней камеры

Чем качественнее покрытие внутренней камеры, тем легче ухаживать за печкой – ведь приятно, когда на вашей кухне чистый прибор, а не заляпанное грязью и жиром непонятное сооружение. Основные типы покрытия внутренней камеры бывают трех видов:

• Термостойкая эмаль. Покрытие достаточно практичное. Моется легко, устойчиво к температурным изменениям, выглядит неплохо. Но есть и минус – поверхность чувствительна к механическим повреждениям, легко царапается. Обычно такой вариант отделки применяется на недорогих моделях.

• Нержавеющая сталь. С одной стороны, благородный внешний вид, прекрасно держит температуру, не боится механических повреждений и царапин. С другой – жировые отложения прилипают легко. Такая поверхность нуждается в постоянном уходе. Камера из нержавеющей стали служит явным признаком престижной и дорогой модели. Обычно в микроволновках такого класса предусмотрена опция для облегчения ухода за прибором, например очистка паром.

• Биокерамическая или керамическая поверхность. Новейшее покрытие, пожалуй, лучшее на сегодняшний день. У него много плюсов, главный из которых – после готовки достаточно просто протереть камеру влажной тряпочкой или губкой и поверхность опять как новая. Минус только один – высокая цена.

Разделяй и властвуй: панель управления

Бывает трех типов: механическая, электронная и смешанная. Механическая панель – самая надежная. Отличительным признаком такого типа управления является наличие поворотных переключателей – «крутилок». Они служат таймером, применяются для выбора режима и управления функционалом. Механические панели «слепые» – на них отсутствует дисплей, и пользователь не видит режима работы в данный, конкретный момент. Сегодня механической панелью оборудуются только бюджетные модели.

Электронные панели управления, в свою очередь, делятся на два типа – сенсорные и кнопочные. Сенсорными обычно оборудуются топовые модели. Часто сенсор подразумевает под собой полностью автоматический цикл приготовления: пользователь только закладывает продукт и нажимает соответствующую иконку. Например, «свинина». Дальше пользователь нажимает иконку действия – «разморозить». Печь сама определяет вес продукта, глубину заморозки и прочие параметры, находит нужную программу и включает ее. Пользователю остается только достать готовый продукт. Контроль работы осуществляется с помощью LED-дисплея.

Кнопочная панель оборудуется микропереключателями (маленькие кнопки с коротким ходом отзыва). Управление такой печью очень простое – пользователь нажимает кнопку нужного продукта или программы и далее следует указаниям, отображаемым на ЖК-экране.

Смешанный тип управления – это когда применяется два типа управления. Например, механическая панель дополнена LED-дисплеем и электронными кнопками. Или электронная панель дополнена переключателем мощности.

Сила есть: выбор мощности

У СВЧ-печей помимо потребляемой мощности есть еще и такой показатель, как мощность СВЧ-волн. Обычно у бюджетных моделей мощность микроволн около 700 Вт. У более дорогих моделей этот показатель регулируется пользователем в диапазоне от 600 до 1200 Вт, то есть вы подбираете нужную в зависимости от рецептуры.

Если СВЧ-печь оснащена также грилем и конвекцией, то обращайте внимание на общую мощность. Например, вы включили смешанный режим, куда входят: микроволны (700 Вт), конвекция (1350 Вт) и гриль (1200 Вт). Суммарная потребляемая мощность составит 3250 Вт. Выдержит ли такую нагрузку ваша проводка?

Как ларчик открывается:  конструкция двери

Дверь бывает с боковым (как у холодильников) или нижним открыванием (как у духовок). Последнее часто удобнее, так как в открытом состоянии дверь превращается в мини-столешницу или полку, но используется обычно у более дорогих и многофункциональных моделей. При выборе места установки печи следует обращать внимание, в какую сторону открывается дверца, так как, в отличие от холодильников, в СВЧ-печах дверь нельзя перенавесить.

И тут инвертор: инверторные двигатели

По заверениям производителей, печи с такими двигателями отличает плавное изменение мощности магнетрона, которым управляет электроника. Это позволяет исключить скачки напряжения и грубое воздействие излучателя на обрабатываемые продукты. Этот тип печей экономичен в потреблении электроэнергии, воздействие на пищу более щадящее. Они долговечнее обычных за счет исключения функции запуска/отключения, но более дорогие.

Снаружи и внутри: чем СВЧ-печь отличается от духовки?

СВЧ-печь – довольно специфический прибор: нагрев в ней происходит без источника тепла. Магнетрон создает волновые колебания, которые заставляют колебаться молекулы воды. В духовом шкафу нагрев идет снаружи внутрь, а в микроволновке – изнутри.

Поворотный столик крутит продукт для равномерного распределения волн. Колебания создают трение, вода нагревается до кипения. Все продукты состоят в основном из воды. А температура кипения воды 100 ˚С. То есть микроволновка нагревает не более 100 ˚С, но изнутри продукта. А при готовке в духовом шкафу при температуре 250 ˚С температура внутри, например, мяса всего 70–80 ˚С. Зато есть корочка! И для получения яркого вкуса был придуман СВЧ-гриль. Главная концепция СВЧ-печки – готовить быстро.

Хочу курочку: СВЧ с грилем

 Самая распространенная опция у СВЧ-печей на сегодняшний день – это гриль: нагреватель, который выделяет инфракрасное излучение с определенной длиной волны и интенсивностью. Для большей прожарки продукт помещают на регулируемую решетку: хочешь хрустящую корочку, ставь решетку в верхнее положение, просто прожаренную – в нижнее.

В СВЧ-печах чаще используется кварцевый нагреватель, который достигает рабочей температуры за 1 минуту, направить его можно в любую сторону, достаточно установить отражатель. Кварцевый тэн, в отличие от металлического, способен разогреваться до 800 ˚С, при этом интенсивность воздействия выше, а потребление электроэнергии ниже. Кроме того, кварцевый гриль более эффективен, чем тэновый, и готовит вкуснее и ярче.

На сегодняшний день есть СВЧ-печи с галогенным грилем (Panasonic, LG, встроенные модели Bosch), керамические тэны с повышенной теплопроводностью и минимальным временем разогрева (LG, Samsung).

Часто используется такая компоновка – сверху устанавливается кварц, в донной части тэн (классический или керамический). Если применяется гриль-лампа, то она устанавливается и сверху, и снизу. Работа сдвоенного гриля имитирует приготовление в духовке.

Режим «Гриль» в микроволновках используется и как комбинированный (магнетрон или инвертор включается попеременно с грилем, продолжительность каждого цикла зависит от настроек, заложенными фирмой-изготовителем), и как соло, без воздействия СВЧ-волн.

А теперь стейк! Medium rare! СВЧ с Конвекцией

В своем стремлении сделать универсальный прибор разработчики СВЧ-печей максимально приблизили его к духовке, снабдив опцией «Конвекция». Конвекционный нагрев происходит за счет кругового элемента, установленного на заднюю стенку. Тепло распределяет специальный вентилятор, установленный в центре кольца. Так как горячие потоки равномерно распределены по всему объему камеры, то продукты можно располагать в несколько ярусов. Делается это с помощью специальной решетки, идущей в комплекте.

Как правило, расположение происходит в два яруса, но в некоторых моделях в три. Нагрев обычно достигает 200°, но за счет равномерного распространения тепла этого хватает. Топовые модели способны нагреваться до 250°. Режим конвекции позволяет приготовить мясо в горшочках, стейки, выпечку, рыбу, запеканку и многое другое. Ограничивает только объем внутренней камеры.

А так как в последнее время появились печи без поворотного столика, то можно использовать негабаритную посуду – прямоугольные и объемные формы, силиконовые большие формы, горшки и прочее. А поскольку принцип построения СВЧ-печь – скорость, то этот режим комбинируется с СВЧ-излучением, значительно экономя время приготовления. Кстати, в некоторых печах Samsung гриль встает на заднюю стенку перед вентилятором и работает вместе с ним.

А не отведать ли нам поляницы? СВЧ с функцией хлебопечки

Некоторые модели СВЧ-печей стали оснащаться необычной функцией – хлебопечь. Это не просто режим выпекания, который доступен в любой модели, имеющей опцию «Конвекция», а принципиально новый режим. В комплекте с прибором идет специальная форма с лопастью-тестомешалкой. Эта форма вставляется в отведенное место, включается соответствующая программа – и пользователь через определенное время получает вожделенный «кирпичик» ароматного хлеба. Времени на приготовление тратится меньше, чем в специальном устройстве. А потребительские качества не уступают хлебу, приготовленному в хлебопечке.

Теперь – парная: СВЧ с функцией пара

Эта опция активизируется либо при помощи специальной формы, либо включением отдельного режима, все зависит от фирмы-производителя. Форму для приготовления на пару можно использовать практически в любой современной микроволновке. Пароварка – это герметичная емкость, на дно которой наливается вода. Продукты укладываются и накрываются герметичным колпаком-крышкой. Под действием излучения вода превращается в пар. Такую емкость можно приобрести отдельно, в некоторых моделях она идет в комплекте поставки.

В печах Panasonic (и некоторых других) установлен встроенный парогенератор, в который заливается вода. Она нагревается до кипения, превращается в пар и подается внутрь камеры. В печах данного типа эта опция используется не только соло, но и в комбинации с любым режимом, например с разморозкой или подогревом. В этом случае продукты не теряют своей сочности, а качество блюд максимально приближено к свежей фракции. Дополнительный плюс этой опции – гидролиз, то есть очистка паром внутренней камеры печи.

А как же без напитков? Йогуртница.

Некоторые СВЧ-печи научились готовить йогурт. Функция называется «Ферментация», протекает она при низких температурах (около 30 градусов) и при повышенной влажности. Ферментация создает оптимальный микроклимат для качественного сквашивания йогуртов и подготовки сдобного теста.

 

Духовка или свч-печь? Конкурируем по-взрослому.

Но по-настоящему конкурировать с духовым шкафом могут только СВЧ-печи большого объема, начиная от 30 литров. За счет небольшого размера их проще разместить на кухне, особенно в малогабаритной квартире. Инверторные модели лишены обычного магнетрона, поэтому их внутреннее пространство больше при тех же наружных габаритах. Рабочее пространство экономится по-разному.

Например, компания Whirlpool в серии JT просто вынесла панель управления на дверцу. Появились СВЧ-печи с «круглыми спинками», предназначенные для установки в угол. Откидывающаяся вперед дверца прекрасно впишется в ограниченное пространство. Но и производители духовых шкафов не отстают. И идут навстречу друг другу СВЧ-печи с функцией конвекции и духовые шкафы с функцией СВЧ. Точки над i расставляет только технический паспорт, где написано, что это за изделие.

Еще опции, эксклюзивные и не очень

Сначала экзотика:

Crisp. Опция от Whirlpool. В комплекте к печке идет «тарелка», в днище которой есть специальный быстро нагревающийся слой. Время нагрева до 170° – всего 2 минуты, максимальный нагрев – 210°С. Микроволны печи направляются прямо на «тарелку» через нижнее отверстие волновода. Это превращает ее в подобие сковороды, на которой можно жарить любые продукты.

Компания LG разработала серию печей Solar Dom. Печи этой серии комплектуются специальными круглыми поддонами, которые способствуют равномерному распределению тепла. По утверждению производителя, эти поддоны не только улучшают вкус блюд, но и сокращают время готовки в четыре раза.

«Пиролиз». Эта опция встречается редко и только в моделях с конвекцией. Опция существенно облегчает уход за печью, сжигая остатки жира и крошки продуктов до состояния пепла. По окончании цикла достаточно убрать пепел из печи. Пользоваться этой опцией производители рекомендуют нечасто.

Менее экзотические опции. Но крайне полезные:

Удаление запахов. Опция, связанная с уходом за прибором, последнее время набирает популярность.

Без вращающегося столика. По кругу бегают СВЧ-лучи, а емкость с едой стоит неподвижно по центру.

Подсветка камеры. К сожалению, есть не во всех моделях.

Звуковой сигнал. Имеется у большинства моделей, но не во всех. И сигнал подает по-разному: практически всегда по завершении цикла, иногда – при изменении вращения поворотного столика, еще по усмотрению фирмы-изготовителя.

Защита от детей. Отсрочка старта. Часы.

Память. В память фирма-производитель заносит популярные и наиболее часто (по их мнению) используемые рецепты. Иногда встречаются СВЧ-печи, в которых есть возможность записать свои рецепты.

И напоследок.

При покупке СВЧ-печи обратите пристальное внимание на качество сборки – зазоры между деталями, качество пластмассы или металла, лакокрасочного покрытия и прочее. Отдайте предпочтение проверенному производителю. Выбирайте именно те опции, которые вам необходимы. Например, если у вас есть духовка, то зачем СВЧ-печь с функцией конвекции? И пусть ваше новое приобретение прослужит вам долгие годы!

Микроволновые печи: принцип работы, виды, параметры

Микроволновая печь – это бытовая техника, предназначенная для разогрева, разморозки и приготовления водородосодержащих продуктов методом облучения молекул сверхвысокочастотными, электромагнитными колебаниями — движение молекул (трение) приводит к разогреву продукта на глубине до 5 см. от его поверхности (зависит от мощности магнетрона).

Чем мощнее магнетрон в микроволновке, тем глубже проникновение электромагнитных волн в продукты, следовательно быстрее и разогрев.

Устройство и принцип работы

По элементу управления магнетроном, создающим магнитные волны, разделяют трансформаторные и инверторные микроволновые печи.

Микроволновая печь конструктивно состоит из:

1. Магнетрон, который непосредственно излучает микроволны.
2. Повышающий трансформатор или инвертор — подает высокое напряжение на магнетрон.
3. Металлический корпус (рабочая камера), в котором происходит разогрев пищи.
4. Охлаждающий вентилятор.
5. Волновод, обеспечивающий передачу излучения в камеру от магнетрона.
6. Вращающийся стеклянный столик.
7. Панель управления с кнопками и регуляторами.

Нагрев продукта в микроволновой печи основан на принципе дипольного сдвига – преобразования электромагнитного излучения в тепловую энергию. Под действием магнитного поля, которое вырабатывает магнетрон, полярные молекулы, содержащиеся в продукте, начинают сдвигаться, выстраиваясь согласно силовым линиям. Поскольку поле переменное меняется и направление движения.

Раскачиваясь и сталкиваясь между собой, молекулы увеличивают кинетическую энергию тела, что приводит к повышению его температуры.

Нагрев в результате диполярного сдвига зависит от свойств молекул и особенностей межмолекулярного взаимодействия. Частота излучения магнетрона 2,450 ГГц оптимально подобрана для воздействия молекул воды в жидком состоянии.

Отдельно можно отметить устройства, совмещающее в себе духовой шкаф. Подобное сочетание позволяет существенно экономить место на кухне.

Преимущества встроенной духовки с  микроволновкой — большой выбор моделей и количество функций.

Существуют пользователи, которые считают, что СВЧ и микроволновка имеют разницу — микроволны и сверхвысокие частоты это одно и тоже.

Виды микроволновок

По типу конструкции микроволновки делятся на несколько видов:

1. Соло-модели. Это модели обладающие только функцией СВЧ, без дополнительных программ — предназначены только для разогрева и разморозки продукта.
2. С грилем. В камере установлен нагреватель (кварцевый или металлический ТЭН). Микроволновые печи с грилем способны не только разогревать пищу, но и запекать её как в обычной духовке. Количество, расположение и мощность нагревателей зависит от функциональных особенностей конкретной модели.
3. С конвекцией. В заднюю стенку внутренней камеры вмонтирован вентилятор, разгоняющий горячий воздух по всему объёму, обеспечивая равномерное запекание продукта.
4. Со встроенной пароваркой. Модели комплектуются контейнером, в который заливается вода. Внутри камеры микроволновки она разогревается до кипения и превращается в пар.
5. Инверторные печи. В таких СВЧ- печах трансформатор заменён электронной платой. В результате мощность снижается или повышается плавно, а не скачкообразно, как в традиционных моделях.

Особенности встраиваемых микроволновок описаны в этой статье.

Особенности эксплуатации

При эксплуатации микроволновой печи придерживайтесь следующих мер безопасности:

1. Не включайте пустую СВЧ печь.
2. Не включайте в розетку с повреждённым проводом.
3. Во избежание возгораний внутри камеры следите, чтобы продукты не перегревались.
4. Разогревайте продукты только в предназначенной для этого посуде: стеклянной, фарфоровой, изготовленной из термоустойчивого пластика. Металлическими ёмкостями разрешается пользоваться только в режиме гриля.
5. Вскрывайте герметичную упаковку, чтобы она не взорвалась внутри камеры — требуется отток скопившегося пара, чтобы снизить давление.

После готовки или разогрева пищи в микроволновой печи протирайте внутренние стенки влажной губкой. В противном случае остатки жира могут воспламениться при последующих включениях. Внешнюю и внутреннюю поверхность камеры протирайте влажной тряпкой без использования агрессивных чистящих средств, чтобы влага не попала в вентиляционное отверстие.

Параметры

Объём внутренней камеры

Все микроволновки в зависимости от объёма внутренней камеры условно делятся на три категории:

1. Объёмом до 20 литров. Отличаются небольшими габаритами и подходят для 1-2 пользователя. Курицу или индюшку целиком в такой печи не приготовить.
2. От 20 до 28 литров. Подходят для семьи из 3-4 человека. В камеру микроволновки такого объёма войдёт широкое блюдо и курица целиком.
3. Свыше 28 литров. Подойдёт для семьи из 5 человек и более. Модель оптимальна, если требуется готовить или разогревать одновременно большой объём пищи.

Гриль

С помощью гриля продукты готовят, а не просто их подогревают. Например, запекают овощи или жарят рыбу с корочкой.

Существует 2 основных типа гриля:

ТЭНовый. Это металлическая трубка с нагревательным элементом внутри, размещённый в верхней части камеры.

Достоинства:

• Простота.
• Надёжность.
• Равномерный нагрев продукта.

Чтобы усилить мощность гриля и увеличить скорость приготовления пищи, внутри камеры может быть установлено несколько ТЭНов. В зависимости от конструкции они могут быть подвижными и неподвижными. Подвижные могут менять своё положение, обеспечивая равномерный прогрев продукта во время приготовления, и упрощая процесс уборки.

Кварцевый. Это кварцевая трубка с нагревательным элементом внутри, закрытая металлической решёткой. По сравнению с ТЭНовым грилем у него есть ряд преимуществ:

• Не занимает рабочее пространство камеры, поскольку скрыт в её потолке.
• Экономичен.
• Прост в уходе.

При этом кварцевый гриль не меняет положение и не обеспечивает равномерный прогрев продукта. В некоторых моделях встречается нижний гриль – встроенный в дно камеры инфракрасный нагреватель. СВЧ-печь с грилем стоит дороже соло-моделей, поэтому приобретать её стоит только, если владелец планирует готовить, а не просто разогревать пищу.

Внутреннее покрытие

Существует три основных вида покрытия внутренней камеры: эмаль, керамика, нержавейка. Они отличаются друг от друга трудоёмкостью в очистке и долговечностью.

1. Эмаль. Самое бюджетное покрытие. При длительном использовании эмаль желтеет, на ней могут появиться трещины и сколы. Покрытие трудоёмкое в уходе, требует специальных чистящих средств.
2. Керамика или биокерамика. Прочное, долговечное и доступное по цене покрытие. Легко чистится мягкими моющими средствами.
3. Нержавеющая сталь. Самое долговечное и дорогостоящее из всех видов покрытий в микроволновках — устойчиво к механическим повреждениям. Требует тщательного ухода – на глянцевой поверхности после готовки остаются брызги и капли жира. Такое покрытие нежелательно чистить абразивными веществами, оставляющие царапины.

Панель управления

Существует 3 типа управления СВЧ-печью:

1. Механическое. Представляет собой 2 регулятора: один задаёт мощность, другой время разогрева. Достоинства такого типа управления – простота и низкая стоимость. Недостаток – нельзя точно выставить время приготовления. В моделях с механическим типом управления легко перегреть блюдо.
2. Кнопочное. В моделях с кнопочным типом управления устанавливают дисплей, на котором отображается точное время приготовления. Такие СВЧ-печи могут не только разогревать, но и готовить разные блюда. Кнопочное управление уступает в надёжности механике, но превосходит сенсор.
3. Сенсорное. Самый современный и востребованный тип управления. Отличается большим выбором программ по разогреву и приготовлению продукта, даёт возможность точно выставить время работы печи. Кнопки и выступающие части отсутствуют, поэтому за панелью легко ухаживать. Единственный недостаток – высокая цена.

Человеку, приобретающему СВЧ печь просто для разогрева пищи стоит обратить внимание на бюджетные модели с механическим управлением. Если цель приобретения готовка, лучше остановить свой выбор на модели с кнопочной панелью.

Мощность

Мощность – это одна из базовых характеристик микроволновой печи. Именно от неё зависит, как быстро разогреется и приготовится блюдо. Мощность соло-моделей колеблется в диапазоне 500 – 1100 Вт. Чем выше этот показатель – тем быстрее разогреется продукт. У моделей с грилем мощность увеличивается до 1500 Вт.

В режиме гриля устройство потребляет больше всего электроэнергии. В СВЧ-печах с конвекцией этот показатель достигает 2 кВт. Чем выше мощность – тем выше цена модели и затраты по электроэнергии.

Дополнительные функции и приспособления

Именно они определяют возможности микроволновой печи. Выделим самые известные:

• Автоприготовление. Программа, которая подбирает время приготовления и мощность в зависимости от веса и наименования продукта.
• Контейнер-пароварка. Бюджетный аналог встроенной пароварки. В контейнер с двойным дном заливается вода, которая закипает во время приготовления и превращается в пар.
• Блокировка от детей. Встречается в моделях с сенсорным и кнопочным управлением. При включённой блокировке панель управления не реагирует на нажатие кнопок.
• Вертел. Металлический штырь, который вращается внутри камеры. На вертеле запекают большие куски мяса, шашлык, овощи.
• Очистка паром — облегчает процесс ухода за внутренней камерой, размягчает засохшие пятна жира и грязи.
• Отложенный старт — поможет приготовить или разогреть блюда к нужному времени.
• Отключение звуковых сигналов – функция актуальна для пользователей, кому мешают громкие звуки, например, если спит маленький ребенок.

Не будут лишними и дополнительные аксессуары, идущие в комплекте – вертела, колпаки, чаши для пара, посуда для запекания, многоуровневые подставки и т.д.

Самая частая неисправность микроволновок

Практически все модели часто подвержены одной неисправности. В определенный момент микроволновка не реагирует на нажатие кнопок или повороту рычагов. Как правило, происходит это из-за засорения или выхода из строя микропереключателей, предназначенных для защиты от случайного включения при открытой дверце: на дверце присутствуют язычки, которые замыкают/размыкают минимум 3 микропереключателя, соединенных последовательно.

Повреждение одного не даст сработать остальным. Чаще это просто засорение, и в домашних условиях легко диагностируется резким захлопыванием дверцы. Если после резкого захлопывании дверцы микроволновки управление реагирует на нажатие — требуется заменить микропереключатель или очистить прилегающий к нему механизм (обычно загрязняется жиром).

Но возможен и другой вариант, при котором микропереключатели не повреждены, засорения нет — сломан пластиковый язычок, давящий на группу переключателей. Это относиться к моделям, у которых дверца защелкивается на замок и чтобы открыть ее требуется надавить на кнопку-рычаг сбоку от дверцы. Часто, язычок еще не сломан до конца, но дужки на которых он держится изгибаются при надавливании.

Производители

Выделим несколько производителей, чья продукция занимает лидирующие позиции на рынке сбыта:

1. LG. Широкий модельный ряд и доступная цена обеспечивают популярность потребителей.
2. Samsung. Устройства, выпускаемые под этим брендом, отличаются разнообразным дизайном, надёжностью и практичностью.
3. Panasonic. Это первая компания, выпустившая микроволновую печь с инвертором. Продукция отличается надёжностью и функциональностью.
4. Bosh. Немецкий бренд производит технику премиум-класса. Отличительные черты – современный дизайн и надёжность.

---

Будем рады оценке «Понравилось» или «Не понравилось» и комментарию, о том, что именно не понравилось в статье. Если оценили материал отрицательно и прокомментировали, мы постараемся его улучшить — нам важно знать Ваше мнение!Понравилось2Не понравилось

---

Похож ли греющий потолок на микроволновку?

Неискушенному в современных технологиях человеку порой сложно понять принцип работы потолочного обогрева. Поэтому от таких людей часто можно слышать сомнения, не превратится ли их дом, после монтажа потолочных электронагревателей, в огромную и опасную микроволновку? Для искоренения подобных сомнений, следует изначально разобраться в различии принципов функционирования этих двух приборов.

Электромагнитные волны

Оба устройства при работе применяют электромагнитное излучение. Однако оно абсолютно разное по диапазону волн и свойствам.

Работа потолочного обогревателя и микроволновки основана на электромагнитных волнах разного спектра. Они подразделяются на естественные (солнечное излучение) и искусственные (микроволновые печи, трансформаторы), имеющие разный диапазон и принцип воздействия.

Принцип работы микроволновой печи

Ее принцип работы построен на сверхвысокочастотном излучении, вызывающем дипольное изменение, что позволяет быстро нагревать любые продукты, имеющие полярные молекулы. СВЧ волны заставляют молекулы постоянно двигаться и сталкиваться друг с другом, ускоряя передачу внутренней энергии.

таким образом электромагнитное излучение преобразуется во внутреннее тепло. Повышение кинетической энергии молекул продуктов приводит к их быстрому нагреву, при отсутствии внешнего источника тепла. Причем это принципиальное различие.

СВЧ-излучатель микроволновки настроен на частоту воздействия на воду, поскольку она имеет высокий процентный состав в большинстве продуктов.

Технологически, принцип функционирования СВЧ-печи больше напоминает некий радиоприемник, поскольку электричество в ней используется только для создания электромагнитного излучения, без применения нагревательного устройства, как в электродуховке.

Принцип работы пленочных электронагревателей

Инфракрасные электронагреватели имеют совершенно другой принцип функционирования, где под действием электротока вырабатывается излучение в инфракрасном диапазоне волн. Потолочный обогреватель состоит из нагревательного элемента, с двух сторон заламинированного ПЭТ пленкой с подключенными проводами питания.  

Подключив систему обогрева к бытовой сети, мы проводим преобразование электроэнергии в тепловую, выделяемую нагревательным элементом практически мгновенно в инфракрасном спектре. Воздействие ИК лучей аналогично солнечным и имеет естественную природу, поэтому совершенно безопасно для человека. Потолочный обогрев признан одним из наиболее эффективных способов отопления помещений, благодаря простоте монтажа, надежности и долгому сроку работы.

Подводя итоги

Микроволновая печь, разогревающая еду с помощью радиоволн, и нагревательные пленочные потолки являются бесспорным подтверждением гениальности создателей. Но разные принципы работы дают возможность использовать ИК излучение для идеального отопления дома, для чего категорически не подходит микроволновка.

При прямом воздействии СВЧ-волн человек просто погибнет за короткий промежуток времени, поскольку наш организм состоит на 60% из воды.

Пять мифов о микроволновой печи и её вреде для человека

Мифы и факты о микроволновке

Содержание статьи:

Сегодня микроволновая печь есть практически в каждом доме. Единственными у кого её нет, остаются те люди, которые считают что микроволновка вредная, а еда, сделанная в ней, теряет все свои питательные вещества.

Что тут сказать. В сети ходит немало мифов о микроволновке. Но прежде чем вдаваться в каждый из них, следует рассказать о принципе работы микроволновой печи.

Как работает микроволновка

Работа микроволновой печи основана на сверхвысокочастотном излучении, которое создаётся особым элементом микроволновки — магнетроном. Именно магнетрон генерирует микроволны, которые ускоряют движение молекул воды, что в свою очередь, приводит к увеличению температуры веществ. В данном случае, еды, которая готовится в микроволновке.

Большинство моделей микроволновок работают на особой частоте — 2450 МГц. Данная частота выбрана не случайно, а по конструктивным соображениям. В первую очередь, это специально выделенная частота, эффективность работы устройства, габариты и снижение стоимости магнетрона, а также, некоторые другие моменты.

Если детально не вдаваться в конструктивные особенности микроволновой печи, а лишь выделить её основные элементы, то, получается следующее, из чего состоит микроволновка:

• Камера — как правило, металлическая, внутри которой образуется высокочастотное излучение;
• Магнетрон — служит для образования высокочастотного излучения;
• Волновод — передаёт микроволны от магнетрона;
• Высоковольтный трансформатор для питания магнетрона;
• Вспомогательные элементы: ТЭН, если микроволновка оснащена грилем, вентилятор, двигатель (для вращения подвижной платформы внутри микроволновой печи).

Существуют различные модели микроволновок, однако, все они работают по одному и тому же принципу. Ниже мы собрали самые распространённые мифы о микроволновой печи.

Мифы о микроволновке

Миф 1 — микроволновка выделяет радиацию. Некоторые люди считают, что микроволновка вырабатывает вредное для организма излучение, но это не так. Вреда от микроволновки не больше, чем от Wi-Fi роутера, который также, к слову, излучает микроволны в пространство, на той же самой частоте, что и микроволновая печь.

Миф 2 — еда из микроволновки полностью лишена питательных веществ. Данный миф существует уже достаточно давно, однако его уже много раз опровергали учёные. Вывод один: еда из микроволновки содержит столько же питательных веществ, как и та еда, которая была приготовлена на сковородке или в духовой печи. Микроволновка не меняет молекулы еды, поскольку ВЧ излучение воздействует лишь на воду, которая находится ней.

Миф 3 — если телефон ловит сигнал внутри выключенной микроволновой печи, то у неё плохая защита. Опровергнуть данный миф достаточно просто, ведь частоты работы мобильного телефона и микроволновки совершенно разные!

Миф 4 — дешёвая китайская микроволновка опасна, чем дорогая, какой-нибудь известной фирмы. Особого отличия в работе дешёвой и дорогой микроволновой печи нет, поскольку принцип один и тот же. Дорогие микроволновки отличаются лишь качеством сборки, дополнительными функциями и брендом, за который приходится платить.

Миф 5 — еда в микроволновке становится канцерогенной. И этот миф очень легко опровергнуть, ведь микроволновой печи просто не хватает энергии микроволн для появления вредных веществ. Однако канцерогены могут появиться, если использовать в микроволновке на подходящую для этих целей посуду, из пластика, полиэтилена и т. д.

Интересные факты о микроволновой печи

Готовить еду в микроволновке можно только в подходящей посуде. Использовать металлическую посуду нельзя, поскольку микроволновое излучение не способно проникнуть через металл. При этом даже на керамической посуде не должно быть металлического напыления, поскольку ВЧ излучение способно нагреть посуду в данном месте, что поспособствует её быстрому разрушению.

Нельзя включать пустую микроволновку, по той причине, что микроволны начнут активно воздействовать на её внутренние компоненты. Все это пагубно скажется на долговечности магнетрона, а также других элементах микроволновой печи, поэтому они могут быстро выйти из строя. Но даже в этих случаях не стоит выбрасывать микроволновку, поскольку из неё можно сделать полезные приспособления. Читайте об этом на сайте samastroyka.ru.

Если нужно нагреть воду в микроволновке, то, делать это следует с особой осторожностью. Вода в микроволновой печи может нагреться выше температуры кипения, что приведёт к её мгновенному расплёскиванию при вытягивании стакана.

Ну и последний факт, который относится к использованию микроволновой печи. Совсем неудачная идея готовить в микроволновке куриные яйца в скорлупе или разогревать герметично закрытые ёмкости с едой. Даже сосиски в полиэтиленовой плёнке могут взорваться из-за того, что внутри них образовалось высокое давление.

Оценить статью и поделиться ссылкой:

Микроволновка. «Родственник» радара на кухне

Во время бомбежек Югославии в 1999 году, в прессе появились сообщения об использовании сербской стороной микроволновых печей в качестве ложных целей для систем наведения противника. Такая возможность вполне допустима, хотя практическая польза, скорее всего, была невелика. Мощность бытовых магнетронов не превышает 2-3 кВт, в то время как боевые РЛС наведения и обнаружения оперируют величинами в сотни киловатт и даже мегаваттами. Интеллектуальные средства наведения ракет, если фиксировали работу СВЧ-печей, то сразу исключали из приоритета нанесения удара.

Факт примечателен тем, что ставит в один ряд столь различные по назначению устройства – радары и микроволновые печи. Но в этом нет ничего удивительного, поскольку их объединяет использование одного и того же рабочего «инструмента» — высокочастотной электромагнитной волны.

История появления микроволновок

Считается, что изобретение СВЧ – печей произошло случайно. Мол, проходил мимо работающего магнетрона Перси Спенсер, и у него в кармане расплавилась шоколадка. Будь упомянутый американец официантом или литературным критиком, тогда да, удивительная случайность. Но он работал инженером компании, занимавшейся разработкой и производством военных радаров. В такой организации тщательно изучают каждый элемент. Наверняка магнетрон подвергся всесторонним испытаниям. В том числе проверялась степень воздействия его излучения на различные среды, предметы и организмы. Заслуга Перси Спенсера в том, что он первый увидел перспективу использования метода в быту и как практичный американец, тут же запатентовал открытие.

Путь микроволновых печей на каждую кухню целиком зависел от развития ВЧ-технологий, совершенствования элементной базы электроники. Первоначально, магнетроны представляли собой громоздкие, капризные в настройке приборы, а все управление базировалось на ламповых схемах. Печь образца 50-60х годов была громоздкой, она заняла бы сейчас половину современной кухни.

Только создание надежных компактных магнетронов и появление микрочипов открыло дорогу к массовому производству микроволновок. Сейчас уже каждый уважающий себя производитель бытовой кухонной техники имеет целую линейку микроволновых печей для самых притязательных покупателей. Не обошла своим вниманием домохозяек и фирма Samsung – ek.ua/list/86/samsung/.

Почему микроволны нагревают продукты

Среди множества рассуждений о природе нагрева в микроволновой печи существует объяснение, связанное с резонансом воды. Разберемся, так ли это.

Структура воды, спирта, других жидкостей состоит из полярных молекул. То есть, заряды на концах молекулярной конструкции противоположны. Разность зарядов (дипольный сдвиг) усиливается под воздействием радиоволн, молекулы воды начинают двигаться быстрее. Согласно закону термодинамики, работа (движение) компенсируется выделением тепла. Продукт, содержащий жидкость, нагревается.

Разрешенная частота работы бытовых магнетронов составляет 2450 МГц. Этого вполне достаточно, чтобы ускорить движение молекул. На скорость нагрева прямо влияет мощность излучения и время воздействия. Чем выше энергия волн и длительнее их работа, тем сильнее нагрев. Что касается резонанса, то вода входит в это состояние при частоте, превышающей 2 ГГц, это на порядок выше рабочей частоты домашней микроволновки.

Что значит разрешенная частота? К важнейшим характеристикам относится не только частота, но и длина волны. Частота 2450 МГц – дециметровый диапазон. В этой полосе работают радары, связь, радио. Устройства, работающие на одной частоте, создают взаимные помехи. Чтобы избежать этого, каждому роду излучающих приборов определяется свой частотный диапазон.

Устройство микроволновой печи

Классическая конструкция микроволновки включает в себя:

• магнетронный генератор;
• высоковольтный трансформатор;
• камера для продуктов;
• волновод, передающий излучение от генератора в камеру;
• схемы управления временем и мощностью (режимы).

Дополнительные устройства непринципиальны. Они придаются для расширения функций прибора, облегчения управления и придания товарного вида.

О вреде микроволновых печей

Современный человек живет в условиях плотного электромагнитного поля, любой электроприбор является его источником, в том числе обычная домашняя проводка. Работающая с закрытой дверцей микроволновая печь, создает меньший электромагнитный фон, чем розетка, к которой она подключена. Излучение СВЧ-диапазона действительно несет вред. Но только в том случае, если находиться непосредственно перед мощным излучателем. От действия микроволн защитится легко, металлический корпус печи, дверца из специального стекла полностью их блокируют.

Мифы об изменении природы продуктов после воздействия микроволн

Малограмотные «знатоки» утверждают, что после обработки в микроволновой печи продукты изменяют свою структуру, становятся канцерогенными, чуть ли не радиоактивными. Как сказано выше, радиоволны придают дополнительный импульс движению дипольных молекул, ничего более.  Электромагнитное излучение не может изменить природу воды, только состояние. А их, как известно, три – пар, жидкость, лед. Четвертого не бывает. Еще нелепее утверждение о радиоактивном заражении. Для этого необходимо воздействие излучающего элемента с высокой степенью полураспада как, например, в рентгеновском аппарате. В микроволновой печи источник излучения не стронций или уран, а генератор частоты.

Безусловно, продукты, прошедшие обработку в микроволновке, изменяют вкус. Но это естественно, каждому способу приготовления пищи присущи свои особенности, просто надо приспособиться. Плюсы использования микроволновых печей очевидны – быстрое, безопасное размораживание и разогрев пищи существенно экономят главный ресурс – время.

1, и не зря. Микроволны — это невероятно быстрый и эффективный метод нагрева пищи. В следующий раз, когда у вас будет, скажем, 2 часа свободных минут, вы сможете поразмышлять о физических явлениях, которые нагревают ваши горячие карманы, ложат попкорн и требуют минимального участия человека. Это электромагнитный спектр, который отображает все возможные частоты электромагнитного излучения:

Изображение предоставлено: Wikimedia commons Электромагнитное излучение создается, когда атомная частица, такая как электрон, ускоряется электрическим полем, заставляя ее двигаться.1 Когда эти электромагнитные волны входят в контакт с другими атомами, они передают энергию и вызывают усиленное колебательное движение в этих атомах. Спектр разделен на восемь областей в порядке увеличения длины волны (обозначается греческой буквой λ) и уменьшения частоты (греческая буква ν) слева направо. Длина волны — это измерение между двумя последовательными пиками волны, а частота описывает, сколько волновых циклов происходит в единицу времени. Обычно используемой единицей измерения частоты является герц, что соответствует одному циклу в секунду.2 Эти волны отражаются от внутренних стен микроволновой печи и слишком велики, чтобы пройти через отверстия металлической сетки на стеклянном окне; так что, к счастью, они не станут готовить ни в чем не повинных прохожих. Микроволны передают энергию только полярным молекулам. Полярная молекула имеет один конец, который немного более отрицательно заряжен, чем другой — молекула воды является прекрасным примером.

Внутри пищи полярные молекулы вращаются, постоянно пытаясь выровняться с колеблющейся электромагнитной волной, подобно тому, как магнит будет вращаться, чтобы выровняться, если поместить его между двумя другими магнитами.Фрукты, овощи, мясо, молочные продукты, даже злаки и, казалось бы, сухие обработанные углеводы, такие как хлеб и макаронные изделия, содержат воду. Оставшиеся неполярные молекулы в пище, такие как жиры и минералы, сами микроволны не нагревают. Микроволны передают энергию только полярным молекулам, которые, в свою очередь, передают энергию всему остальному, включая воздух (который состоит из неполярных молекул кислорода, азота и водорода) внутри микроволн. Кухонные предания гласят, что микроволновые печи готовят пищу изнутри.4, в то время как электроны атомов металла делокализованы и могут свободно перемещаться по решетке положительных ионов. Тепло описывает ощущение передачи энергии от одного объекта к другому, а делокализованные электроны отлично передают энергию. Маленькие или тонкие металлические предметы, такие как фольга или ручка на выносной коробке, очень быстро нагреваются и могут стать причиной пожара. Если фольга изогнута так, что образует какие-либо острые углы, электрический ток, проходящий через фольгу, создаст электрическую дугу ^ 5 — ток, который течет между двумя точками, разделенными газом (в данном случае воздухом).6

Фото предоставлено: flickr / get direct down Что делать в микроволновке, а что нет. Есть много блюд, которые можно полностью приготовить в микроволновой печи — овощи и зерновые хорошо подходят. Есть даже рецепты одноразовых тортов, запеченных в микроволновой печи! Одна из основных категорий продуктов, которая не очень хорошо подходит для приготовления в микроволновой печи, — это мясо. Вы не можете поджарить мясо в микроволновой печи, потому что снаружи не становится горячее, чем внутри. У вас никогда не получится ни шептала, ни обугливания — лучшее, что вы можете сделать, — это грустная серо-коричневая поверхность.Кроме того, поскольку мясо должно нагреться до относительно высокой температуры, прежде чем оно будет приготовлено, к тому времени, когда оно будет готово, большое количество воды испарится, и оно может оказаться довольно сухим. Другие вещи, которые вы не должны готовить в микроволновой печи, но за вами интересно наблюдать, как это делают другие: яйца в скорлупе и виноград. Короче говоря, вещи с внешними мембранами или оболочками плохо расширяются, поэтому, когда их жидкие центры нагреваются, давление внутри увеличивается до тех пор, пока пища, как вы уже догадались, не взорвется. Ресурсы

1. Liegey, Paul R.«Модель регрессии микроволновой печи». С. Бюро статистики труда. Бюро статистики труда США, 16 октября 2001 г. Web. 15 мая 2016 г.

2. Лукас, Джим. «Что такое электромагнитное излучение?» LiveScience. TechMedia Network, 12 марта 2015 г. Интернет. 09 мая 2016 г.

3. Макги, Гарольд. «Глава 14: Методы приготовления и кухонные принадлежности». О еде и кулинарии: наука и знания о кухне. Нью-Йорк: Скрибнер, 2004. N. pag. Распечатать.

4. Вудфорд, Крис.»Микроволновые печи.» Объясни это. N.p., 7 мая 2016 г. Web. 09 мая 2016г.

5. «Сталь многоцелевого назначения. Тепловая и электропроводность». Школьная наука — ресурсы. ТАТА, нет данных Интернет. 10 мая 2016 г.

6. Брейн, Маршалл. «Что, если я положу алюминиевую фольгу в микроволновую печь?» Как это работает. HowStuffWorks.com, n.d. Интернет. 10 мая 2016г.

7. «Электродуговая». Разъяснение науки. N.p., n.d. Интернет. 10 мая 2016 г.

---

Elsbeth Sites получила B.С. в биологии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Ее пристрастие к Food Network переросло в любовь к познанию науки о еде. Читать дальше Elsbeth Sites

Об авторе:

---

Разработан сверхчувствительный микроволновый детектор | EurekAlert!

изображение: СВЧ-болометр на джозефсоновском переходе графена. посмотреть еще

Кредит: Сэмпсон Уилкокс из Массачусетского технологического института

.

Совместная международная исследовательская группа из POSTECH из Южной Кореи, Raytheon BBN Technologies, Гарвардского университета и Массачусетского технологического института в США, Барселонского института науки и технологий и Национального института материаловедения в Японии совместно разработала сверхчувствительные датчики, которые могут обнаруживать микроволны с максимально возможной чувствительностью.Результаты исследования, опубликованные 1 октября в известном международном академическом журнале Nature , привлекают внимание как перспективная технология для коммерциализации технологий следующего поколения, включая квантовые компьютеры.

Микроволновая печь используется в широком спектре научных и технологических областей, включая мобильную связь, радар и астрономию. В последнее время активно проводятся исследования по обнаружению микроволн с чрезвычайно высокой чувствительностью для квантовых технологий следующего поколения, таких как квантовые вычисления и квантовая связь.

В настоящее время мощность микроволн можно определять с помощью прибора, называемого болометром. Болометр обычно состоит из трех материалов: материала, поглощающего электромагнитные волны, материала, преобразующего электромагнитные волны в тепло, и материала, преобразующего генерируемое тепло в электрическое сопротивление. Болометр рассчитывает количество поглощенных электромагнитных волн, используя изменения электрического сопротивления. Используя в болометре полупроводниковые диоды, такие как кремний и арсенид галлия, чувствительность современного коммерческого болометра, работающего при комнатной температуре, ограничивается 1 нановатт (1 миллиардная часть ватта) путем усреднения за секунду. .

Исследовательская группа преодолела этот предел, изменив материалы и структуру устройства. Во-первых, команда использовала графен в качестве материала для поглощения электромагнитных волн. Графен состоит из одного слоя атомов углерода и имеет очень маленькую электронную теплоемкость. Малая теплоемкость означает, что даже если поглощается мало энергии, это вызывает большое изменение температуры. У микроволновых фотонов очень мало энергии, но, если они поглощаются графеном, они могут вызвать значительное повышение температуры.Проблема в том, что при повышении температуры графен очень быстро остывает, что затрудняет измерение изменения.

Чтобы решить эту проблему, группа исследователей использовала устройство, называемое джозефсоновским переходом. Это квантовое устройство, состоящее из сверхпроводника-графена-сверхпроводника (SGS), может обнаруживать изменения температуры в течение 10 пикосекунд (1 триллионная секунды) с помощью электрического процесса. Это позволяет обнаруживать температурные изменения в графене и возникающее в результате электрическое сопротивление.

Объединив эти ключевые ингредиенты, исследователи достигли эквивалентной мощности шума 1 авт / Гц1 / 2, что означает, что устройство может разрешить 1 аватт (1 триллионную ватта) за секунду.

«Это исследование важно тем, что в нем установлена ​​масштабируемая технология, позволяющая создавать квантовые устройства следующего поколения», — отметил профессор Гил-Хо Ли из POSTECH, руководивший исследованием. Далее он пояснил: «В этом исследовании была разработана технология болометра, которая измеряет, сколько микроволновых фотонов поглощается в единицу времени.Но в настоящее время мы разрабатываем технологию однофотонного обнаружения, которая может различать каждый микроволновый фотон ». В заключение он сказал:« Мы ожидаем, что эта технология максимизирует эффективность измерения квантовых вычислений и резко сократит косвенные ресурсы, чтобы позволить крупномасштабным квантовым компьютерам, которые будет очень полезно. Доктор Кин Чунг Фонг из Raytheon BBN Technologies прокомментировал: «Мы видим неожиданный интерес к этому исследованию со стороны тех, кто изучает происхождение Вселенной в области радиоастрономии, и тех, кто изучает темную материю в физике элементарных частиц.Он добавил: «Это пример того, как исследования фундаментальной науки могут быть применены в различных областях».

###

---

---

Заявление об ограничении ответственности: AAAS и EurekAlert! не несут ответственности за точность выпусков новостей, размещенных на EurekAlert! участвующими учреждениями или для использования любой информации через систему EurekAlert.

микроволновая печь

Микроволны — это электромагнитные волны с длинами волн короче одного метра и длиннее одного миллиметра или частотами от 300 мегагерц до 300 гигагерц.(УВЧ, СВЧ, КВЧ) Аппаратура и методы могут быть качественно описаны как «микроволновые», когда длины волн сигналов примерно такие же, как размеры оборудования, так что теория схем с сосредоточенными элементами неточна. Как следствие, практическая микроволновая техника имеет тенденцию отходить от дискретных резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, используемых с низкочастотными радиоволнами. Напротив, элементы распределенных цепей и теория линий передачи являются более полезными методами для проектирования, анализа и построения микроволновых цепей.Открытые и коаксиальные линии передачи уступают место волноводам, а схемы с сосредоточенными элементами заменяются объемными резонаторами или резонансными линиями. Эффекты отражения, поляризации, рассеяния, дифракции и атмосферного поглощения, обычно связанные с видимым светом, имеют практическое значение при изучении распространения микроволн. Те же уравнения электромагнитной теории применимы ко всем частотам. Хотя название предполагает длину волны в микрометрах, ее лучше понимать как указание на длины волн, намного меньшие, чем те, которые используются в радиовещании.Границы между дальним инфракрасным светом, терагерцовым излучением, микроволнами и ультравысокочастотными радиоволнами довольно условны и используются по-разному в разных областях исследования. Термин микроволны обычно относится к «сигналам переменного тока с частотами от 300 МГц (3 × 10 8 Гц) до 300 ГГц (3 × 10 11 Гц)». [1] (UHF, SHF, EHF) Стандарт IEC 60050 и стандарт IEEE 100 определяют «микроволновые» частоты, начиная с 1 ГГц (длина волны 30 см). Электромагнитные волны длиннее (более низкая частота), чем микроволны, называются «радиоволнами». Электромагнитное излучение с более короткими длинами волн можно назвать «миллиметровыми волнами», терагерцовым излучением или даже Т-лучами . Определения различаются для диапазона миллиметровых волн, который IEEE определяет как от 110 ГГц до 300 ГГц, в то время как определения военных радаров используют 30–300 ГГц. Рекомендуемые дополнительные знания Дискавери Существование электромагнитных волн, из которых микроволны являются частью частотного спектра, было предсказано Джеймсом Клерком Максвеллом в 1864 году на основе его уравнений.В 1888 году Генрих Герц был первым, кто продемонстрировал существование электромагнитных волн, построив прибор, который производил и обнаруживал микроволны в диапазоне УВЧ. В конструкции обязательно использовались материалы для лошадей и повозок, в том числе корыто для лошадей, искра из кованого железа, лейденские банки и кусок цинкового желоба, параболическое поперечное сечение которого служило отражающей антенной. В 1894 г. Дж. Бозе публично продемонстрировал радиоуправление колоколом с использованием миллиметровых длин волн и провел исследования в области распространения микроволн. Диапазон частот Микроволновый диапазон включает сигналы сверхвысокой частоты (УВЧ) (0,3–3 ГГц), сверхвысокой частоты (СВЧ) (3–30 ГГц) и сверхвысокой частоты (КВЧ) (30–300 ГГц). На частотах выше 300 ГГц поглощение электромагнитного излучения атмосферой Земли настолько велико, что становится практически непрозрачным, пока атмосфера снова не станет прозрачной в так называемом диапазоне частот инфракрасного и оптического окна. Источники СВЧ Устройства на основе вакуумных ламп работают на баллистическом движении электронов в вакууме под воздействием управляющих электрических или магнитных полей и включают магнетрон, клистрон, лампу бегущей волны (ЛБВ) и гиротрон.Эти устройства работают в режиме модуляции плотности, а не в режиме модуляции тока. Это означает, что они работают на основе сгустков электронов, пролетающих через них баллистически, а не с использованием непрерывного потока. Мазер — это устройство, подобное лазеру, за исключением того, что оно работает на микроволновых частотах. использует Микроволновая печь пропускает микроволновое излучение, обычно с частотой 2450 МГц (длина волны 12.24 см), через пищу. Молекулы воды, жира и сахара в пище поглощают энергию микроволнового луча в процессе, называемом диэлектрическим нагревом. Многие молекулы (например, молекулы воды) являются электрическими диполями, что означает, что они имеют положительный заряд на одном конце и отрицательный — на другом, и поэтому вращаются, пытаясь выровняться с переменным электрическим полем, индуцированным микроволновым лучом. . Это молекулярное движение создает тепло, когда вращающиеся молекулы сталкиваются с другими молекулами и приводят их в движение.Микроволновое нагревание наиболее эффективно для жидкой воды, и тем более для жиров и сахаров (которые имеют меньший молекулярный дипольный момент) и замороженной воды (где молекулы не могут свободно вращаться). Микроволновый нагрев иногда неправильно объясняют вращательным резонансом молекул воды: такой резонанс возникает только на гораздо более высоких частотах, в десятки гигагерц. Более того, большие промышленные / коммерческие микроволновые печи, работающие в диапазоне 900 МГц, также отлично нагревают воду и пищу. Распространенное заблуждение — микроволновые печи готовят пищу «изнутри». На самом деле микроволны поглощаются внешними слоями пищи так же, как и тепло от других методов. Лучи микроволновой печи электрически воздействуют на частицы воды для приготовления пищи. На самом деле это трение, вызванное движением, которое создает тепло и нагревает пищу. Заблуждение возникает из-за того, что микроволны проникают в сухие непроводящие вещества на поверхности многих распространенных пищевых продуктов и, таким образом, часто нагревают более глубоко, чем другие методы.В зависимости от содержания воды глубина начального отложения тепла в микроволновых печах может составлять несколько сантиметров или более, в отличие от гриля («жарка» на американском английском), который основан на инфракрасном излучении, или тепловой конвекции конвекционной печи, которая откладывает неглубоко нагрейте поверхность пищи. Глубина проникновения микроволн зависит от состава и частоты пищи, при этом более низкие микроволны проникают сильнее. Микроволновое радио используется в радиовещании и телекоммуникациях, потому что из-за своей короткой длины волны высоконаправленные антенны меньше и, следовательно, более практичны, чем они были бы на более длинных волнах (более низких частотах).Также имеется более широкая полоса в микроволновом спектре, чем в остальном радиоспектре; полезная полоса частот ниже 300 МГц составляет менее 300 МГц, в то время как многие ГГц могут использоваться выше 300 МГц. Обычно микроволны используются в телевизионных новостях для передачи сигнала из удаленного места на телевизионную станцию ​​из специально оборудованного фургона. До появления оптоволоконной передачи большая часть междугородних телефонных звонков осуществлялась через микроволновые соединения точка-точка через такие сайты, как линии связи AT&T Long Lines.Начиная с начала 1950-х годов, мультиплексирование с частотным разделением использовалось для передачи до 5400 телефонных каналов на каждом микроволновом радиоканале, при этом до десяти радиоканалов, объединенных в одну антенну, для перехода к следующему месту на расстоянии до 70 км. . Радар также использует микроволновое излучение для определения дальности, скорости и других характеристик удаленных объектов. Протоколы беспроводной локальной сети, такие как Bluetooth и спецификации IEEE 802.11, также используют микроволны в 2.Диапазон ISM 4 ГГц, хотя 802.11a использует диапазон ISM и частоты U-NII в диапазоне 5 ГГц. Лицензированные услуги беспроводного доступа в Интернет на большие расстояния (до 25 км) можно найти во многих странах (но не в США) в диапазоне 3,5–4,0 ГГц. Городские сети: протоколы MAN, такие как WiMAX (всемирное взаимодействие для микроволнового доступа), основанные на спецификации IEEE 802.16. Спецификация IEEE 802.16 была разработана для работы в диапазоне от 2 до 11 ГГц. Коммерческие реализации находятся в версии 2.Диапазоны 5 ГГц, 3,5 ГГц и 5,8 ГГц. Глобальный мобильный широкополосный беспроводной доступ: протоколы MBWA, основанные на спецификациях стандартов, таких как IEEE 802.20 или ATIS / ANSI HC-SDMA (например, iBurst), предназначены для работы в диапазоне от 1,6 до 2,3 ГГц, чтобы обеспечить мобильность и характеристики проникновения в здания аналогичен мобильным телефонам, но с гораздо большей спектральной эффективностью. Кабельное телевидение и доступ в Интернет по коаксиальному кабелю, а также широковещательное телевидение используют некоторые из более низких микроволновых частот.Некоторые сети мобильной связи, такие как GSM, также используют более низкие микроволновые частоты. Микроволны могут использоваться для передачи энергии на большие расстояния, и после Второй мировой войны были проведены исследования, чтобы изучить возможности. В 1970-х и начале 1980-х годов НАСА работало над исследованием возможностей использования спутниковых систем на солнечной энергии (SPS) с большими солнечными батареями, которые передавали бы энергию на поверхность Земли с помощью микроволн. В большинстве радиоастрономических исследований используются микроволновые печи. Существует менее смертоносное оружие, использующее миллиметровые волны для нагрева тонкого слоя человеческой кожи до невыносимой температуры, чтобы заставить человека уйти. Двухсекундная вспышка сфокусированного луча 95 ГГц нагревает кожу до температуры 130 F (54 C) на глубине 1/64 дюйма (0,4 мм). Военно-воздушные силы и морская пехота США в настоящее время используют этот тип системы активного отказа. [2] Полосы СВЧ Микроволновый спектр обычно определяется как электромагнитная энергия в диапазоне частот приблизительно от 1 ГГц до 1000 ГГц, но более раннее использование включает более низкие частоты.Наиболее распространенные приложения находятся в диапазоне от 1 до 40 ГГц. Диапазоны частот микроволн, определенные Радиосообществом Великобритании в таблице ниже: Диапазоны частот СВЧ Обозначение Диапазон частот L диапазон 1-2 ГГц Диапазон S От 2 до 4 ГГц Диапазон C от 4 до 8 ГГц Диапазон X 8–12 ГГц K u диапазон от 12 до 18 ГГц Диапазон K 18–26.5 ГГц K a диапазон от 26,5 до 40 ГГц Диапазон Q от 30 до 50 ГГц Диапазон U От 40 до 60 ГГц Диапазон В От 50 до 75 ГГц Диапазон E От 60 до 90 ГГц Диапазон Вт от 75 до 110 ГГц F диапазон от 90 до 140 ГГц Диапазон D от 110 до 170 ГГц В приведенной выше таблице отражено использование Radio Society of Great Britain (RSGB).Термин P-диапазон иногда используется для Ku-диапазона. Для других определений см. Буквенные обозначения диапазонов СВЧ. Воздействие на здоровье Основная статья: Электромагнитное излучение и здоровье Микроволны содержат недостаточно энергии для прямого химического изменения веществ путем ионизации, и поэтому являются примером неионизирующего излучения. Слово «излучение» относится к тому факту, что энергия может излучаться, а не к разной природе и влиянию разных видов энергии. За последние два десятилетия было проведено большое количество исследований, большинство из которых пришли к выводу, что они безопасны. Понятно, что микроволновое излучение уровня, которое вызывает нагревание живой ткани, опасно (из-за возможности перегрева и ожогов), и в большинстве стран есть стандарты, ограничивающие воздействие, такие как правила безопасности Федеральной комиссии по связи РФ. Синтетические обзоры литературы указывают на преобладание безопасности их использования. [3] [4] История и исследования Возможно, первое документально подтвержденное официальное использование термина микроволновая печь произошло в 1931 году: «Когда стали известны испытания с длиной волны до 18 см, было явное удивление, что проблема микроволн была решена так быстро.» Telegraph & Telephone Journal XVII. 179/1 Возможно, первое использование слова микроволновая печь в астрономическом контексте произошло в 1946 году в статье Роберта Дике и Роберта Берингера «Микроволновое излучение Солнца и Луны». Историю развития теории электромагнитного поля, применимой к современным микроволновым приложениям, см. На следующих рисунках: Конкретные важные области исследований и разработок микроволн и их приложений: Специальные работы с микроволновыми печами Работы выполняет Область работы Баркгаузена и Курца Осцилляторы с положительной сеткой Корпус Гладкоствольный магнетрон Varian Brothers Электронный пучок с модуляцией скорости → клистронная трубка Randall and Boot Полостной магнетрон Список литературы ^ Позар, Дэвид М. Heynick C. et al. — Радиочастотные электромагнитные поля: рак, мутагенез и генотоксичность — Приложение по биоэлектромагнетизму, 2003 г .; 6: S74-S100. Беспроводные методы распространения видео и данных Расширенные беспроводные услуги · Любительское телевидение · Аналоговое телевидение · Цифровое радио · Цифровое телевидение · Цифровое телевидение в Европе · Цифровое наземное телевидение (DTT или DTTV) · Цифровое видеовещание : (Наземное — Спутниковое — Портативное) · DVB-MS · Группа Ku · Служба локального многоточечного распределения (LMDS) · Микроволновая печь · Мобильное платное телевидение · Многоканальная многоточечная служба распределения (MMDS) · МВДС · МВДДС · Спутниковый доступ в Интернет · Спутниковое радио · Спутниковое телевидение · Вай фай · WiMAX · Беспроводная локальная линия См. Также

Откуда берутся микроволны?

Домашние повара так беспокоятся о микроволновых печах, что можно подумать, что это ядерные реакторы размером с кухню.

Ситуацию не спасают некоторые авторы кулинарных книг, которые, кажется, не знают разницы между микроволнами и радиоактивностью. Да, это оба излучения, но также и телевизионные излучения, которые приносят нам банальные ситкомы. Трудно сказать, чего следует избегать.

Микроволны — это волны электромагнитного излучения, подобные радиоволнам, но с меньшей длиной волны и большей энергией. (Длина волны и энергия взаимосвязаны; чем короче длина волны, тем выше энергия.)

Электромагнитное излучение состоит из волн чистой энергии, движущихся в пространстве со скоростью света. Фактически, сам свет состоит из электромагнитных волн с еще меньшей длиной волны и большей энергией, чем микроволны. Это определенная длина волны и энергия излучения, которые придают ему свои особые свойства. Таким образом, вы не можете приготовить пищу при свете и не можете читать в микроволновке.

Микроволны генерируются своего рода вакуумной трубкой, называемой магнетроном, которая извергает их в вашу духовку, герметичный металлический ящик, в котором микроволны непрерывно колеблются, пока работает магнетрон.Магнетроны оцениваются по выходной мощности микроволн, которая обычно составляет от 600 до 900 Вт. (Обратите внимание, что это количество ватт производимых микроволн, а не количество ватт электроэнергии, потребляемой устройством, которое больше.)

Но это еще не все. Мощность микроволновой печи и, следовательно, скорость ее выполнения зависит от количества ватт микроволн на кубический фут пространства в коробке. Чтобы сравнить духовки, разделите мощность микроволн на количество кубических футов.

Например, 800-ваттная духовка на 0,8 кубических фута имеет относительную мощность приготовления 800 ÷ 0,8 = 1000, что довольно типично. Поскольку разные духовые шкафы имеют разную мощность приготовления, в рецептах нельзя указывать конкретное время приготовления в микроволновой печи.

СВЧ Недвижимости | Гарвардский университет естественных наук Демонстрация лекций

Микроволны 10 см используются для демонстрации бегущих и стоячих волн, отражения, интерференции, преломления, дифракции, поглощения, поляризации, туннелирования и волноводов.

Что показывает:

Ниже приводится последовательность экспериментов, которые могут сопровождать стандартную лекцию об электромагнитных волнах. Можно захотеть проследить демонстрацию «свойств радиоволн» с этими микроволновыми спутниками; на частоте 3 ГГц они в 10 раз выше по частоте и намного короче по длине волны. Это небольшой, но значительный шаг от радиоволн к световым волнам. Действительно, демонстрации можно также использовать в лекциях о волновой природе света — эксперимент Юнга с двумя щелями особенно ярко проявляется при использовании микроволн диаметром 10 см.

(1) Можно исследовать направление поляризации микроволн и диаграмму направленности, исходящую от рупорной антенны.

(2) Закон Малуса: моток проводов может использоваться для поглощения или передачи микроволн, в зависимости от их ориентации по отношению к падающей поляризации.

(3) Поглощение микроволн водой

(4) Интерферометр: интерференция может быть продемонстрирована путем отражения микроволн от стационарного и подвижного «зеркала» на детектор.

(5) Стоячие волны могут возникать путем наложения падающих и отраженных микроволн.

(6) Преломление: большая парафиновая призма преломляет микроволны

(7) Большой эксперимент Юнга с двумя щелями — 15 градусов между максимумами интенсивности, создаваемыми двумя щелями, расположенными на расстоянии 45 см.

(8) Бомбардировщик-невидимка: отражения от алюминиевой поверхности компенсируются отражениями от ткани Z ₀ , расположенной на расстоянии λ / 4 перед алюминием.

(9) Микроволновая зонная пластина иллюстрирует некоторые принципы работы оптических (видимый свет) зонных пластин Френеля.

(10) Явление микроволнового туннелирования

(11) Волноводы: направляющие микроволны с параллельными проводящими пластинами

Принцип работы:

Микроволновый источник представляет собой модуль генератора 3 ГГц ¹ , выход которого усиливается мощностью 50 Вт. усилитель ² , который, в свою очередь, питает рупорную антенну с усилением 20 дБ. ³ СВЧ-луч расходится примерно на ± 20 градусов.Различные компоненты и вспомогательные источники питания находятся на специальной тележке.

Доступно несколько детекторов. Самый простой — это миниатюрная лампочка накаливания ⁴ , приклеенная к концу деревянного дюбеля. Два коротких медных провода, припаянных к основанию, образуют 1/2-волновую дипольную антенну. Ток, наведенный в диполе, достаточно велик, чтобы зажечь лампочку с близкого расстояния.

Для больших расстояний, требующих большей чувствительности, используется другой детектор.Он также состоит из 1/2-волновой дипольной антенны, но подключен к ВЧ-диоду. ⁵ Выходной сигнал представляет собой отрицательный постоянный ток, который можно считывать непосредственно на аналоговом измерителе. ⁶ Измеритель, будучи физически маленьким, становится видимым для зрителей с помощью видеокамеры / проекции. Это может быть громоздко, поэтому была разработана другая схема обнаружения — звуковой детектор.

Постоянный ток от дипольной антенны преобразуется в сигнал 0–2 кГц, который затем усиливается 3-ваттным аудиоусилителем для возбуждения динамика.Вся схема с батарейным питанием размещена в переносном экранированном ящике. ⁷

А теперь подробности различных демонстраций, возможных с устройством:

(1) СВЧ волновод / рупор имеет узкую вертикальную ориентацию, а это означает, что электрическое поле вертикальное и определяет направление поляризация. Это легко проверить с помощью детектора лампочки — лампочка ярко светится, когда диполь ориентирован вертикально, и полностью гаснет, когда ориентирован горизонтально.

(2) СВЧ поляризационный фильтр. Один из способов создания заданной поляризации — избавиться от нежелательных составляющих волн, заставив их работать и расходовать свою энергию. Решетка из проводов служит этой цели, поскольку они поглощают микроволны с E по длине провода.

Поскольку падающие микроволны уже поляризованы в вертикальном направлении, ориентируйте дипольный детектор вертикально, чтобы максимизировать сигнал. Вставьте проволочную сетку между источником микроволн и дипольным детектором.Когда сетку поворачивают так, чтобы провода стояли вертикально, лампочка гаснет (сетка поглощает падающее излучение). Когда провода сетки расположены горизонтально, лампочка горит. Используя более чувствительный звуковой детектор, можно показать, что излучение, пропускаемое фильтром, поляризовано в новом направлении, которое зависит от ориентации сетки. Две такие сетки фильтров можно использовать вместе, чтобы продемонстрировать популярную «головоломку с тремя поляризаторами», обычно выполняемую со светом. В этом случае нам не нужны три фильтра, потому что источник микроволн уже поляризован.Выполните следующие действия: начните с одной сетки фильтров по горизонтали (микроволны не обнаружены) и добавьте вторую сетку фильтров между первой и источником. Если промежуточная сетка находится на 45˚, микроволны снова попадают в детектор. Когда они ориентированы под углом 90 ° к. друг друга («скрещенные» поляризаторы) излучение не проходит, независимо от ориентации пары.

(3) Атмосферное поглощение (из-за водяного пара) радиосигналов на микроволновых частотах начинается около 2 ГГц и резко увеличивается с частотой ⁸ .Хотя наша частота составляет всего 3 ГГц, поглощение микроволнового излучения водой легко показать — подумайте о «микроволновой печи». Просто поместите руку перед дипольной антенной, чтобы ослабить сигнал. Заполненный водой аквариум убивает сигнал. При обратном рассеянии сигналов от дождевых ячеек радар вызывает серьезные проблемы с помехами. Этот вид рассеивающих помех может быть смоделирован человеком, движущимся рядом с детектором.

(4) Говоря об интерференции, интерферометр размером с комнату можно легко установить с двумя металлическими отражателями.Разместите детектор сбоку от рупора источника микроволнового излучения (вне луча). Поместите тонкий лист алюминия в луч и наклоните его так, чтобы микроволны отражались на детекторе. Поместите второй лист в луч (также направленный на отражение на детектор) и двигайте его вперед-назад. Детектор будет выдавать максимумы и минимумы интерференции при перемещении второй отражающей пластины. Это наш микроволновый аналог демонстрации Hear The Wall Bend, в которой используется лазерный свет.

(5) Наложение двух волн, имеющих одинаковую частоту и амплитуду, но распространяющихся в противоположных направлениях, приводит к стоячей волне.Эта ситуация достигается за счет использования всего одного металлического отражателя — интерференция между падающей и отраженной волнами приводит к возникновению стоячей волны, о чем свидетельствует исследование пространства перед отражающей поверхностью с помощью детектора. Интенсивные максимумы появляются каждые 5 см.

(6) Парафин — прекрасная преломляющая среда микроволн. Эффект демонстрирует большая равносторонняя треугольная призма. Расположите детектор подальше от прямого луча. Поверните призму так, чтобы луч преломлялся на детектор.

(7) Большой эксперимент Юнга с двумя щелями: 45 см между двумя щелями шириной 10 см. Из-за слабого сигнала для этой демонстрации следует использовать диполь / звуковой детектор. Максимумы интенсивности громкие и четкие и происходят примерно через каждые 15 °. Обратите внимание, что условие конструктивной интерференции dsinθ = nλ неприменимо к этой геометрии — два «луча» от щелей к детектору явно не параллельны (приближение, используемое при выводе этой формулы).Однако можно использовать два деревянных дюбеля (с маркировкой λ / 2 на них), чтобы имитировать сходящиеся на детекторе лучи и показать изменение силы сигнала каждый раз, когда разница в длине пути между двумя лучами изменяется на λ / 2.

(8) Можно создать антибликовую поверхность, устроив так, чтобы два отражения мешали разрушающе, подобно антибликовому покрытию на оптических линзах. Начнем с алюминиевого листа, который легко отражает микроволны. На расстоянии λ / 4 перед металлическим листом расположен лист «космической ткани» (a.к.а. Z ₀ ткань). ⁹ Он частично отражает и пропускает остатки. Микроволны, проходящие через ткань, отражаются от металлического листа и снова проходят через ткань. Пройдя дополнительное расстояние λ / 2, эти волны разрушительно интерферируют с волнами, которые отражаются тканью. Результат — никакого отражения.

Для демонстрации расположите детектор в стороне от микроволнового луча. Покажите, как лист алюминия (расположенный в луче) отражает микроволны на детектор.Затем покажите, как лист космической ткани отражает микроволны на детектор. Покажите, как лист пенополистирола не отражает и, следовательно, действует только как пассивная опора для космической ткани. Наконец, сделайте «бутерброд» из трех и покажите, как комбинация не отражает. Если вы добавите к сэндвичу дополнительный лист пенополистирола толщиной 1 дюйм, тогда комбинация будет отражать , потому что расстояние 2 дюйма между тканью и алюминием близко к ½λ, что делает длину дополнительного пути равной λ.

(9) Микроволны можно «сфокусировать» с помощью зонной пластины, чтобы проиллюстрировать некоторые принципы работы зонных пластин Френеля в видимом свете. Понимание зонных пластин Френеля помогает понять голографические пластины, делая эту демонстрацию актуальной для этого предмета.

На фото алюминиевый лист с вырезанными из него кольцами. Эти кольца можно снять. Если на этот лист падает плоская волна, с противоположной стороны исходят кольцевые волновые фронты. Возникает вопрос, как меняется интенсивность вдоль «оптической оси».»Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим точку на оси. Расстояние от этой точки до каждого кольцевого отверстия увеличивается с увеличением радиуса кольца. Если радиусы кольца хитроумно выбраны так, чтобы эти расстояния увеличивались на целые числа длин волн, тогда каждый будет иметь конструктивная интерференция в этой точке. Мы можем говорить об освещенной точке как о ее фокусе, а расстояние от точки до листа как о фокусном расстоянии. По мере того, как человек удаляется от листа вдоль оси, он сталкивается с другими точками, для которых условие конструктивного вмешательства выполнено.Интенсивность в этих точках меньше, поэтому первый из них называется первичным фокусом и определяется соотношением f = R ² / mλ, где R — радиус m-го кольца (или зоны) и m — это, конечно, целое число.

Радиусы кольца (измеренные до внешнего края) равны 11, 15,3, 18,9 и 21,75 см, что дает первичное фокусное расстояние 11,9 см для плоских волн с λ = 10 см. Как и в случае с линзами, чем ближе источник, тем дальше изображение от пластины.

(10) Микроволновое туннелирование можно продемонстрировать с помощью двух парафиновых прямоугольных призм, как показано на фотографиях.Когда призмы хорошо разделены, микроволны претерпевают полное внутреннее отражение в первой призме и выходят наружу, о чем свидетельствует светящаяся лампочка. Когда призмы расположены близко друг к другу (менее 1/2 длины волны или около того), микроволны могут проходить через вторую призму и выходить из передней части. Об этом свидетельствует горение второй лампочки, в то время как первая больше не горит.

(11) Волновод с параллельными пластинами состоит из двух листов алюминия 24 x 48 дюймов (61 см x 122 см).Общий план показан на фотографии. Вертикально поляризованные микроволны от передающей рупорной антенны (справа) перехватываются второй рупорной антенной, которая, в свою очередь, направляет их в пространство между параллельными пластинами:

Слева на фото 1/2 -волновая лампа дипольной антенны, служащая детектором:

Расстояние между двумя пластинами можно изменять от 0 до 23 см. Если расстояние между двумя пластинами меньше 6 см, микроволны с длиной волны 10 см будут распространяться между пластинами , а не , и лампочка не загорится.Расстояние между пластинами можно увеличить (это легко сделать, поскольку одна из пластин движется по двум направляющим), чтобы показать, что существуют большие зазоры, которые соответствуют граничным условиям для передачи. Видеокамера, направленная на лампочку, позволяет большому классу увидеть ее свечение. Недостатком детектора лампочки является то, что он недостаточно чувствителен, чтобы показать максимальное и минимальное пропускание для больших расстояний между пластинами. Аудиодетектор (описанный выше) идеально подходит для этого: он совершенно бесшумный при расстоянии между пластинами менее 6 см; медленно раздвигая пластины, аудиодетектор будет громко визжать каждый раз, когда разделение пластин соответствует граничным условиям для передачи.Очевидно, что при использовании аудиодетектора не требуется видеокамера.

Что касается понимания того, что происходит, Фейнман представляет хорошее (как обычно) качественное объяснение, которое он называет «другим взглядом на направляемые волны» (Р. П. Фейнман, Р. Б. Лейтон и М. Сэндс, Лекции Фейнмана по физике , Том II (Аддисон-Уэсли, Ридинг, Массачусетс, 1964), стр. 24-10 — 24-12). Электромагнитное поле между двумя отражающими пластинами получается путем многократного использования метода изображений, в котором отражающие пластины заменяются бесконечной последовательностью источников изображения, а поле между пластинами представляет собой суперпозицию полей от этих источников изображения.Это аналогично задаче в оптике, в которой рассматривается плоская волна, падающая на решетку пропускания. Условие конструктивной интерференции оказывается таким же, и отсюда можно вывести условия распространения волны через параллельные пластины. Полный математический анализ был опубликован Смитом (Глен С. Смит, «Другое введение в управление электромагнитными волнами», Am J Phys 79 (3), 282-290 (2011).

Настройка:

Все части оборудования находятся на отдельных тележках.Вам понадобится много места на полу.

Комментарии:

Предложенные выше демонстрации богаты содержанием. Ясно, что все они не могут быть выполнены за одну лекцию, поскольку они занимают некоторое время, но оно того стоит.

Безопасность:

Наиболее распространенными критериями воздействия электромагнитных полей на человека являются критерии, разработанные Институтом инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) и Национальным советом по радиационной защите и измерениям (NCRP).Предел выражается через эквивалентную плотность мощности плоской волны. Предел Международной комиссии по защите от неионизирующего излучения (ICNIRP) установлен на уровне 50 Вт / м ² для излучения 2,4 ГГц. Воздействие рупорной антенны значительно ниже этого уровня на расстояниях более 1 метра.

1. Модель Kuhne Electronic GmbH KU LO 3000 PLL-207

2. Модель Kuhne Electronic GmbH KU PA 3050 A

3. Flann Microwave UK модель 10240-20

4. Миниатюрная лампа Chicago # 338: 2.6 В постоянного тока, 60 мА, 162 мВт, 0,5 лм

5. ВЧ-детектор Telenic XD-23E

6. Выбор измерителя (десятки мкА или 100 мкА, полная шкала) будет зависеть от расстояния до диполя. антенна от источника микроволн, а также конкретное явление, которое вы хотите продемонстрировать.

7. Самый большой дипольный ток (когда антенна находится близко к источнику микроволн) составляет около 1 мА, и схема была разработана для получения тона 2 кГц на этом уровне. Частота линейно уменьшается с током примерно до 100 нА.Линейный отклик дополняется нашим восприятием интенсивности звука. Например, тон 60 дБ на частоте 100 Гц воспринимается как громче на 20 дБ (примерно в 4 раза громче) на частоте 2 кГц. По этой причине в качестве верхней частоты было выбрано 2 кГц — восприятие уровня интенсивности усиливается на этой частоте. В нижней части диапазона аудиосигнал больше не является «тоном», когда вы попадаете в диапазон 1–10 мкА. Тем не менее отдельные колебания 2-20 Гц все же воспринимаются как «сила сигнала».«Опять же, динамический диапазон увеличивается благодаря нашим слуховым способностям. Поскольку мы чувствительны к процентам, изменениям частоты, изменений сигналов низкого уровня легко воспринимаются — мы можем легко обнаружить изменения в несколько герц, когда абсолютная частота равна в десятках герц. Изменения мощности микроволнового сигнала могут быть обнаружены в задней части зала B, когда источник находится рядом с доской (на расстоянии около 25 м). Можно даже обнаружить нормальную (хотя и небольшую) утечку микроволнового излучения вокруг дверца микроволновки.

8. СВЧ-связь на частотах выше 10 ГГц подвергается все более сильному ослаблению из-за водяного пара и кислорода в атмосфере. Дождь и другие погодные условия ухудшают затухание.

9. Космическая ткань натягивается и поддерживается листом пенополистирола толщиной 1 дюйм. Выбрана толщина 1 дюйм, потому что она очень близка к ¼λ. Космическую ткань можно сделать, нарисовав Аквадаг (коллоидную суспензию мелкодисперсного углеродного порошка) на холсте. Повторяйте приложения до тех пор, пока полное сопротивление не станет 377 Ом / квадрат (полное сопротивление свободного пространства).Для этого также можно использовать имеющиеся в продаже ткань Uskon и листы поглотителя микроволнового излучения Polyiron.

Микроволновое излучение — «наиболее вероятная причина» болезней дипломатов, говорится в отчете: NPR

Автомобиль проезжает мимо посольства США в Гаване в 2019 году. Десятки американцев, работающих в дипломатических представительствах США на Кубе и в Китае в последние годы, страдают от болезней, включая головные боли, проблемы с балансом и потерю памяти. Пабло Мартинес Монсиваис / AP скрыть подпись

переключить подпись Пабло Мартинес Монсиваис / AP

Автомобиль проезжает мимо посольства США в Гаване в 2019 году. Десятки американцев, работающих в дипломатических представительствах США на Кубе и в Китае в последние годы, страдают от болезней, включая головные боли, проблемы с равновесием и потерю памяти.

Пабло Мартинес Монсиваис / AP

Микроволновое излучение является «наиболее вероятной» причиной мигрени, головокружения, потери памяти и других заболеваний, на которые жаловались десятки американских дипломатов во время службы на Кубе и в Китае, говорится в новом отчете.

С 2016 года так называемый синдром Гаваны поразил более 40 американских дипломатов в посольстве США в кубинской столице и по меньшей мере еще десяток в консульстве США в Гуанчжоу, Китай.По запросу Государственного департамента Национальные академии наук, инженерии и медицины провели расследование и подготовили 64-страничный отчет.

«Комитет [экспертов] считает, что многие отличительные и острые признаки, симптомы и наблюдения, о которых сообщают сотрудники Государственного департамента, соответствуют воздействию направленной импульсной радиочастотной энергии», — говорится в отчете.

Радиочастотная энергия включает радиоволны и микроволны.

«Мы можем сказать, что с этими людьми произошло что-то реальное и важное в клинической практике», — сказал в интервью NPR доктор Дэвид Релман, профессор Стэнфордского университета, руководивший исследованием.

«По крайней мере, некоторые, если не многие, признаки и симптомы, о которых сообщалось у этих пациентов, можно объяснить именно этой формой микроволнового излучения», — добавил он.

В отчете отмечалось, что отдельные случаи были разными, но многие дипломаты описали общую картину:

«Внезапное начало воспринимаемого громкого звука, ощущение сильного давления или вибрации в голове и боль в ухе или более диффузная. в голове.Большинство людей сообщали, что звук или другие ощущения, казалось, исходили из определенного направления и воспринимались только тогда, когда человек находился в определенном физическом месте. Некоторые также сообщали о внезапном появлении шума в ушах, потере слуха, головокружении, неустойчивой походке и нарушениях зрения ».

Некоторые дипломаты жаловались, что Государственный департамент медленно или неохотно предоставляет достаточную поддержку. Некоторые из них вышли на пенсию, заявив, что их болезни настолько изнурительны, что они больше не могут работать.

Государственный департамент заявил, что приветствует отчет, но охарактеризовал его как часть продолжающегося расследования, а не как последнее слово по данному вопросу.

«Расследование продолжается, и все возможные причины остаются спекулятивными», — заявили в Госдепартаменте. В отчете отмечается, что «совокупность признаков и симптомов» согласуется с воздействием импульсной радиочастотной энергии. Мы хотели бы отметить, что «согласуется с» — это термин в медицине и науке, допускающий правдоподобие, но не определяющий причину.»

Комитет национальных академий состоял из 19 экспертов в области неврологии, радиологии, электротехники и других соответствующих областей.

Тем не менее, Релман признал, что комитет столкнулся с некоторыми ограничениями. Он рассмотрел совокупную медицинскую информацию дипломатов, прошедших обследование в Университет Пенсильвании, Университет Майами и Национальные институты здравоохранения.

Врачи этих учреждений описали недуги дипломатов как настоящие, но не смогли определить причину их возникновения и не нашли доказательств черепно-мозговой травмы.

Комитет национальных академий не имел доступа к индивидуальным записям, хотя восемь дипломатов поделились своими историями с группой, сказал Релман.

Комитет не рассматривал, была ли причина преднамеренной, кто мог нести ответственность или каков мог быть мотив.

Однако недостатка в спекуляциях не было. Возможно, намерение состояло в том, чтобы ранить дипломатов. Или, может быть, целью было электронное кража секретов из их телефонов и компьютеров, а чиновники были лишь сопутствующим ущербом.

Китай и Куба отрицали любые подобные действия.

Примерно в то же время более десятка канадских дипломатов в Гаване страдали от симптомов, аналогичных симптомам американцев.

Кроме того, сотрудник ЦРУ сказал, что он и его коллега заболели тяжелой болезнью во время поездки в Россию в 2017 году. Несколько других сотрудников ЦРУ, работающих над проблемами России в других странах, также сообщили о недугах. Эти случаи в отчете не отражены.

Инфракрасное и микроволновое — VOLO Beauty

Электромагнитный спектр охватывает диапазон частот, которые может иметь электромагнитное излучение.Спектр классифицируется по длине волны от самой длинной до самой короткой: радиоволны, микроволны, инфракрасный свет, ультрафиолетовый свет, рентгеновские лучи и гамма-лучи.

В то время как микроволны и инфракрасное излучение попадают в электромагнитный спектр и имеют некоторое сходство, излучаемое тепло в целом сильно отличается.

СВЧ: СВЧ-излучение состоит из электрической и магнитной энергии, движущихся вместе в форме волн. Микроволны работают с частотой, которая делает их формой неионизирующего излучения, а это означает, что минимальное воздействие не наносит вреда людям.Конечно, наиболее широко известные устройства для использования микроволн — это микроволновые печи.

Микроволны идеально подходят для приготовления пищи, поскольку они отражаются от металла, проходят сквозь такие материалы, как стекло и бумага, и полностью поглощаются продуктами изнутри и снаружи. Микроволновое излучение также используется для отправки телефонных сообщений, сушки фанеры и вулканизации резины. Кроме того, астрономы используют микроволны, чтобы раскрыть структуру других галактик вблизи Земли.

ИНФРАКРАСНЫЙ: В электромагнитном спектре длина волны с самым длинным видимым светом — это красный свет.Инфракрасное излучение работает на частоте чуть ниже красного света. Это означает, что мы технически не можем видеть инфракрасное излучение, потому что оно невидимо для человеческого глаза.

Примеры инфракрасных лучей включают горящий уголь, а также тепло, которое мы ощущаем от электрического обогревателя. Другой пример — инфракрасная технология, которую мы используем в нашем беспроводном фене. Инфракрасная технология обеспечивает мощную, здоровую и эффективную систему сушки, поскольку она работает путем сушки прядей изнутри.

Хотя мы не видим инфракрасное излучение, мы можем ощущать его как тепло.Хотя слово «радиация» часто вызывает в воображении образы повреждений тела, не все виды радиации на самом деле вредны для нас. Научные исследования показывают, что инфракрасное излучение оказывает противоположное влияние и обладает способностью к обширному исцелению.

ПОДОБИЯ: Конечно, и инфракрасное, и микроволновое излучение являются частью электромагнитного спектра. Инфракрасное и микроволновое излучение передаются как волны, состоящие из изменяющихся магнитных и электрических полей. Эти волны превращаются в тепло.Инфракрасные и микроволновые лучи почти не видны человеческому глазу, но могут ощущаться как тепло.

РАЗЛИЧИЯ: Микроволновое излучение включает определенные полосы частот, в то время как инфракрасное излучение имеет более широкий диапазон. Инфракрасные лучи менее контролируемы по сравнению с микроволновым излучением, которое более точно определено. Длина волны инфракрасного излучения короче, чем у микроволнового излучения, которое находится между радиоволнами и инфракрасным светом в электромагнитном спектре.Это означает, что инфракрасные лучи имеют более высокую частоту, чем микроволны.

Биологическое воздействие микроволнового излучения остается весьма спорным. В целом, нет убедительных доказательств того, что микроволны обладают канцерогенным действием при небольшой и регулируемой мощности. Однако научные исследования различаются по результатам. Одно исследование изучало связь пользователей сотовых телефонов с опухолями головного мозга и не обнаружило повышенного риска; другое исследование пришло к выводу, что широкое использование сотовых телефонов в течение 10 лет может быть связано с развитием опухолей головного мозга.

С другой стороны, научные исследования показали, что определенные виды инфракрасного тепла действительно могут обеспечить исцеление в виде физических и психических преимуществ. Инфракрасная технология используется для снятия воспаления и уменьшения боли в суставах в организме. Исследования показывают, что он может быть эффективным для облегчения симптомов депрессии и беспокойства.

Что касается здоровья волос, то инфракрасная технология полностью проникает в пряди, что снижает их повреждение и ускоряет высыхание. Инфракрасные лампы — лишь одна из причин, по которым мы так взволнованы VOLO Go! Подобно тому, как микроволновая печь полностью нагревает пищу, инфракрасное излучение эффективно сушит волосы изнутри.Однако инфракрасные лучи сильно отличаются от микроволн. Инфракрасное излучение обладает множеством лечебных свойств, включая способность сушить волосы здоровым и гладким образом.

Ссылки:
https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/emspectrum1.html
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1011134415300713
https: // www.fda.gov/Radiation-EmittingProducts/ResourcesforYouRadiationEmittingProducts/ucm252762.

No related posts.