70 лет истории ради 4х простых этапов
Как и многие изобретения, печи СВЧ для современных кухонь — это продукт совершенно постороннего научного эксперимента. В середине 30-х годов проводились довольно интенсивные опыты с магнетроном — прибором, излучающим волны в сверхвысоком диапазоне. В ходе работы был обнаружен интересный эффект — сотрудникам американской лаборатории удалось подогреть до готовности сосиски без применения огня. Они случайно оставили их в зоне действия СВЧ генератора.
Позже этот результат подтвердился новыми опытами, и предприимчивые инженеры получили патент на «радарные печи» — прообраз нынешних микроволновок. Вначале они применялись только для разморозки продуктов стратегического назначения, но десятилетием позже (в начале пятидесятых) японские компании стали выпускать аналогичные устройства, приспособив их для кухонных потребностей. Разберемся, что же это такое — современная микроволновая печь?
Полезная информация: 5 отличий инверторной микроволновки от обычной
Из чего состоит микроволновая печь?
Многим знаком внешний вид и форма печей СВЧ, а вот как устроена микроволновая печь, знают далеко не все. Практически все модели микроволновок имеют базовую конструктивную комплектацию, включающую:
- Камеру из специальных сплавов, в которую и помещается разогреваемая пища;
- Особой конструкции дверцы, не позволяющей излучению выйти за пределы камеры;
- Решетку вентиляционных отверстий;
- Электронный блок управления с внешней панелью;
- Воздуховоды;
- Ролик для вращения и стеклянная тарелка для продуктов;
- Магнетрон;
- Редукторный двигатель;
- Вентилятор;
Внутренняя, металлическая часть камеры экранирует СВЧ-волны, защищая пользователя от воздействия излучения. Стеклянная дверца также выполнена с включением металлической экранирующей сетки.
Электронный блок управления не позволяет использование печи в открытую, блокируя ее включение. Он же контролирует подаваемую мощность и заданное время работы.
Работу контроллеров, отвечающих за таймер, запуск программ, звуковые сигналы, можно устанавливать самостоятельно на панели управления.
Но это не все, из чего состоит микроволновая печь. К базовой конструкции могут быть добавлены нагревательные ТЭНы или инфракрасные лампы (гриль), например, как в Beko MGC20100S, и конвектор, представляющий собой вентилятор внутри камеры.
Что такое микроволны?
Некоторые пользователи опасаются оборудовать свои кухни печами СВЧ. Начитавшись в интернете о вреде излучений в микроволновке, люди не хотят подвергаться «вредоносным» лучам и не пытаются разобраться в принципе использования энергии электромагнитных волн. Понять, как именно работает микроволновая печь и что в ней является источником тепла, поможет знание природы микроволн.
Все знают, что источником тепла для всего живого на нашей планете служит Солнце. Доставляется солнечная энергия к Земле посредством электромагнитного излучения. Именно оно дарит нам яркую цветовую палитру окружающего мира: ведь цвет — это излучение, которое мы видим. А волны, которые мы не видим, тоже входят в спектр ЭМ излучения: рентгеновские лучи, инфракрасные, радиоволны, ультрафиолетовые. К ним же относятся и микроволны. Это почти такие же излучения, как радиоволны, которые обеспечивают работу телефонов, телевизоров, интернета.
Различаются они между собой двумя параметрами — длиной волны и частотой колебания. Следует отметить, что микроволны в бытовых печках СВЧ не обладают ионизирующим эффектом, как ультрафиолетовое или гамма-излучения, они не могут вызвать изменения в клетках или навредить человеку. Для этого у них недостаточно энергии. Они могут только своей энергией нагревать еду. К тому же, внутренний корпус микроволновки сделан из металлических сплавов, полностью защищающий человека от даже таких, неопасных, излучений.
Любопытно: История изобретения микроволновой печи: от 1945 года и до сегодня
Как микроволновка греет еду?
Разберемся, почему микроволновая печь разогревает продукты. Электромагнитные волны, воздействуя на заряженные молекулы воды помещенной внутрь нее пищи, принуждают их колебаться со сверхбыстрой скоростью. При таком высокочастотном колебании молекулы начинают тереться друг о друга, за счет чего резко разогреваются.
Происходит это так:
- Включение печки СВЧ активирует работу магнетрона — генератора микроволн.
- Волны направлены внутрь корпуса микроволновки, постоянно отражаясь от внутренних стенок.
- Содержащиеся в пище молекулы воды начинают работать, как микроскопические электромагниты, меняя направление электрического поля около 5 млн раз за секунду.
- Разгоняющиеся под действием энергии микроволн молекулы быстро набирают температуру за счет движения, передавая тепло находящемуся внутри блюду.
Интересно, что не все продукты можно разогреть в СВЧ печке. Например, масло. Оно не содержит достаточного количества заряженных молекул — диполей, что являются основными молекулами, нагреваемыми микроволновой печью. А вот воду можно довести до более высокой температуры, чем при обычном кипячении. Через стеклянную дверцу это даже невозможно увидеть — отсутствует конденсация пара. Поэтому доставать чашку с таким кипятком нужно осторожно — потревоженная перегретая вода может закипеть и выплеснуться из емкости прямо в руках.
Как микроволновая печь может повлиять на человека? Никак, если соблюдать меры предосторожности. Так, специалисты предостерегают от использования обычного пластика для разогрева еды, некоторые его виды выделяют при прогреве опасные химические вещества. К тому же, считается неправильным разогревать чуть закисшую еду. Быстрый процесс не успевает убить болезнетворные микробы, такую еду лучше прокипятить. И еще одно предупреждение: чтобы не возникала внутри корпуса электрическая дуга, нельзя помещать в печку еду в фольге или на тарелке с золотистым рисунком. Это может не только сломать саму печь, но и привести к пожару. Зная, как микроволновка греет еду, и соблюдая правила предосторожности, можно не переживать за здоровье своих близких.
Интересно прочитать: Духовка или микроволновка — 3 ключевых параметра для верного выбора
Свойства еды после разогрева в микроволновке
Противники микроволновок, помимо страшилок с вредным излучением, аргументируют свои опасения молекулярным изменением продуктов. Однако сама его структура при разогреве совсем не меняется — просто молекулы быстро двигаются. Соответственно, прежними остаются свойства и состав еды.
Доводы, что вкус блюда становится не таким, как свежеприготовленный, могут быть опровергнуты самой природой разогрева микроволнами. Если блюдо в духовке или сковородке сильнее разогревается снаружи, то в СВЧ прогрев гораздо более равномерный и осуществляется по всей толщине продукта. И влага внутри разогреваемого блюда распределяется по-другому. А вот витаминный состав в микроволновке, такой, как Electrolux EMM20000OK, остается более полным, чем при традиционной тепловой обработке.
Тем не менее, есть продукты, которые врачи не советуют класть в СВЧ печь. Специалисты не рекомендуют греть в ней грудное молоко, а также яйца и любые другие продукты в цельной оболочке — они могут взорваться и испачкать все внутреннее пространство микроволновки.
Выбор за потребителем
Ни в одной стране нет официальных запретов применения микроволновок. Поэтому использовать ее или отказаться — зависит только от самого человека. Нельзя не отметить, что СВЧ печь считается очень востребованной техникой не только для дома, но и в современных офисах. Да и многие небольшие кафе и гостиницы предоставляют своим клиентам возможность перекусить горячей едой, разогретой в микроволновке. Большинство специалистов считают, что исправная техника и соблюдение правил использования сводят к минимуму возможное вредное воздействие от излучений в микроволновых печах.
Кстати, обычно пользователи сравнивают печь СВЧ с духовкой. Вот ключевые показатели работы этих двух агрегатов:
|
Микроволновка |
Духовой шкаф |
|---|---|
| Разморозка продуктов, простые блюда, подогрев готовой еды | Возможность готовки сложных блюд, коржи для тортов, пироги |
| Прогрев микроволнами | Прогрев открытым огнем, ТЭНами |
| Равномерность однородного прогрева | Больший нагрев снаружи, образование зажаренной корочки |
| Сохраняются полезные свойства, витамины | Вкус блюд традиционный, привычный |
| Высокая скорость приготовления |
www.moyo.ua
устройство, принцип работы, виды, эксплуатация, объем, гриль, мощность, функции, производители
Микроволновая печь – электроприбор, предназначенный для разогрева, разморозки и приготовления продуктов. В отличие от классической духовки повышение температуры блюда происходит не путём теплопередачи, а за счёт использования электромагнитных волн дециметрового диапазона. Энергия электромагнитных колебаний вызывает движение водородосодержащих молекул и приводит к разогреву продукта на глубине до 2.5 см. от его поверхности.
Устройство и принцип работы
Микроволновая печь состоит из нескольких основных частей:
- Магнетрон, который непосредственно излучает микроволны.
- Подающий электричество на магнетрон трансформатор.
- Металлический корпус, в котором происходит разогрев пищи.
- Охлаждающий вентилятор.
- Сети коммуникации и питания.
- Волновод, обеспечивающий передачу излучения в камеру от магнетрона.
- Вращающийся стеклянный столик.
- Панель управления с кнопками и регуляторами.
Нагрев продукта в 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, то и направление движения тоже меняется.
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.
Виды микроволновок
По типу конструкции делятся на несколько видов:
- Соло-модели. К ним относятся модели с функцией СВЧ без дополнительных программ, предназначенные только для разогрева и разморозки продукта.
- С грилем. В таком приборе в камере установлен дополнительный 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.
- С конвекцией. В таких моделях в заднюю стенку камеры вмонтирован вентилятор, который разгоняет горячий воздух по всему объёму, обеспечивая равномерное запекание продукта.
- Со встроенной пароваркой. Эти электроприборы комплектуются контейнером, в который заливается вода. Внутри камеры она разогревается до кипения и превращается в пар.
- Инверторные печи. В таких устройствах трансформатор заменён электронной платой. В результате изменение мощность устройства осуществляется плавно, а не скачкообразно, как в традиционной технологии.
Особенности встраиваемых микроволновок описаны в этой статье.
Особенности эксплуатации
При эксплуатации прибора придерживаются следующих мер безопасности:
- Не включают пустую печь.
- Не используют неисправный прибор или устройство с повреждённым проводом.
- Во избежание возгораний внутри камер следят, чтобы продукты не перегревались.
- Разогревают продукты только в предназначенной для этого посуде: стеклянной, фарфоровой, изготовленной из термоустойчивого пластика. Металлическими ёмкостями разрешается пользоваться только в режиме гриля.
- Вскрывают герметичную упаковку, чтобы она не взорвалась внутри камеры.
- Извлекают разогретое блюдо с осторожностью, пользуются прихватками.
СВЧ печь чистят по мере загрязнения. В противном случае остатки жира могут воспламениться при включении. Внешнюю и внутреннюю поверхность камеры протирают влажной тряпкой без использования агрессивных чистящих средств, следя, чтобы влага не попала в вентиляционное отверстие.
Выбор объёма
Все модели в зависимости от объёма внутренней камеры условно делятся на три категории:
- Объёмом до 20 литров. Отличаются небольшими габаритами и подходят для 1 – 2 пользователя. Курицу или индюшку целиком в такой печи не приготовить.
- От 20 до 28 литров. Подходят для семьи из 3 – 4 человек. В камеру такого объёма войдёт как широкое блюдо, так и курица целиком.
- Свыше 28 литров. Подойдёт для семьи из 5 человек и более. Модель оптимальна в том случае, если требуется готовить или разогревать одновременно большой объём пищи.
Выбор гриля
С помощью гриля продукты готовят, а не просто их подогревают. Например, запекают овощи или жарят рыбу с корочкой.
Существует 2 основных типа гриля:
ТЭНовый. Представляет собой металлический нагревательный элемент, 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 как подвижными, так и неподвижными. Подвижные могут менять своё положение, обеспечивая равномерный прогрев продукта во время приготовления, и упрощая процесс уборки.
Кварцевый. Представляет собой кварцевую трубку, закрытую 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-модели, поэтому приобретать её стоит только в том случае, если владелец планирует готовить, а не просто разогревать пищу.
Выбор внутреннего покрытия
Существует три основных вида покрытия внутренней камеры: эмаль, керамика, нержавейка. Они отличаются друг от друга трудоёмкостью в очистке и долговечностью.
- Эмаль. Самое бюджетное покрытие. При длительном использовании эмаль желтеет, на ней могут появиться трещины и сколы. Покрытие трудоёмкое в уходе, требует специальных чистящих средств.
- Керамика или биокерамика. Прочное, долговечное и доступное по цене покрытие. Легко чистится мягкими моющими средствами.
- Нержавеющая сталь. Самое долговечное и дорогостоящее из всех видов покрытий, устойчиво к механическим повреждениям. Требует тщательного ухода – на глянцевой поверхности после работы остаются брызги и капли жира. Такое покрытие нельзя чистить абразивными веществами, которые оставляют царапины.
Выбор управления
Существует 3 типа управления СВЧ-печью:
- 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.
- 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.
- 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, который берёт СВЧ печь просто для разогрева пищи стоит обратить внимание на бюджетные модели с механическим управлением. Если прибор приобретают, чтобы готовить в нём, лучше остановить свой выбор на устройстве с сенсорной панелью.
Выбор мощности
Мощность – это одна из базовых характеристик прибора. Именно от неё зависит, как быстро устройство будет разогревать и готовить блюда. 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 быстрее готовит прибор, тем выше его цена и затраты по электроэнергии.
Дополнительные функции и приспособления
Именно они определяют возможности прибора. 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.
Рейтинг производителей
Выделим несколько производителей, чья продукция занимает лидирующие позиции на рынке сбыта:
- LG. Широкий модельный ряд и доступная цена обеспечивают популярность потребителей.
- Samsung. Устройства, выпускаемые под этим брендом, отличаются разнообразным дизайном, надёжностью и практичностью.
- Panasonic. Это первая компания, выпустившая микроволновую печь с инвертором. Продукция отличается надёжностью и функциональностью.
- Bosh. Немецкий бренд производит технику премиум-класса. Отличительные черты – современный дизайн и надёжность.
Администратор04.10.2017
ПодписатьсяПоделитесь записью с друзьями в социальных сетяхВозможно вам будет интересно:
texnogu.ru
Микроволновая печь. Устройство и принцип работы. Часть 1
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).
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.
iqs.biz.ua
Как работает микроволновая печь: принцип, особенности, режимы
Микромир богат тайнами. Бодро рассуждаем об электронах, не зная в точности, что это такое. Удивителен принцип неопределенности Гейзенберга. Ученые, чем дальше, тем сильней начинают дивиться собственным открытиям. Теория Эйнштейна частью несостоятельна, значит, масса не растет с увеличением скорости, скорость света преодолима. Что недавно доказано экспериментально. Как работает микроволновая печь, если ничего не известно об элементарных частицах кроме непредсказуемости поведения? Попробуем заглянуть в мир удивительных и непонятных явлений.
Принцип действия активной СВЧ печи
Электроны и микроволновые печи
Технические характеристики микроволновых печей различны, в основе лежит общее явление – поглощение энергии электромагнитной волны молекулами воды. Принцип работы микроволновой печи остается прежним. Говорят, что концепция отобрана Америкой у разгромленной фашистской Германии. Пару слов о работе микроволновой печи.
В физике принята двойственная корпускулярно-волновая теория, согласно которой электромагнитная волна ведет себя, как частица. С понижением частоты всплывают эффекты, характерные для морей и рек: сложение волн не количественно, а с учетом фазы, в результате интерференционная картина примет причудливый вид. Свет ведет себя часто подобно частицам. Квант – кусочек света.
Однажды в лаборатории ученые решили проверить: что такое кванты. Взяли специальную пушку, испускающую элементарные частицы. Последовательность опытов:
- Из пушки начали обстреливать щель в листе непрозрачного материала, позади поставили чувствительный экран и начали регистрировать интенсивность. Получился отпечаток исходной щели, спроецировавший лучи пушки.
Микроволны СВЧ
- Поместили на удалении друг от друга две щели и стали обстреливать. В результате получилась интерференционная картина. Словно сложились две морские волны, прошедшие через щели волнолома. Максимумы и минимумы плотности потока, на картинке показанные светлыми и темными полосами.
- Когда стали пытаться выяснить, через которую щель прошел фотон и поставили два телескопа, картина интерференции пропала.
Ученые выдвинули теории: частица проходит одновременно через обе щели, либо через единственную. В результате электрон словно ударяется сам о себя, образуя картину интерференции. Что касается волновой теории, известно нечто подобное. Стали говорить, что частица «знает» о наблюдении. Нам ближе теория комментатора видео на Ютуб, сказавшего, что телескоп забирает энергию фотона, потому нельзя продемонстрировать волновую картину. Экран не является аналогичным средством измерения, отсюда результат разный.
Магнетрон в микроволновой печи работает за счет упорядоченного (если корректно так говорить) движения электронов. Не видим противоречий в опыте, забавно, что ученые не хотят видеть дальнейших аналогий с волной. В магнетроне микроволновой печи процесс управляется иначе.
Работа микроволновки
Вне зависимости от природы частиц установлено, что в магнитном поле испущенные термокатодом электроны начинают двигаться по кругу. Чтобы создать равномерное распределение напряженности, используется два постоянных магнита по обе стороны шайбообразной рабочей камеры магнетрона.
Внутри царит вакуум, чтобы не создавать помех движению элементарных частиц. В результате придумали сделать нечто наподобие револьверного барабана, где каждая камера соединяется с центральным каналом узкой щелью. Недолго думая, ученые рассчитали размеры и создали резонатор для магнетрона микроволновой печи. В результате, гонимые электричеством и управляемые магнитом, электроны стали порождать колебания разного толка. Но выживала лишь частота резонатора магнетрона микроволновой печи, прочие быстро затухали.
Поданное на катод напряжение 3 кВ со схемной землей на аноде магнетрона микроволновой печи вызывает вращающиеся колебания заданной частоты в камерах. Съем сигнала происходит через специальный штырь в одной из множества. Добавим, что для облегчения электронам процесса покидания поверхности анода пользуются двумя уловками:
- С умом выбирают материал катода: вольфрам и торий.
- Подают напряжение подогрева (6,3 В 50 Гц) на нить накала.
Подобным образом работает магнетрон микроволновой печи. Заметьте, о природе электронов ничего в точности не известно, физики-теоретики до сих пор бьются над решением задачи, практики уже давно пользуются результатом.
Воздействие волн на пищу
Как используются колебания высокой частоты в микроволновой печи
Колебания покидают магнетрон и немедленно попадают в волновод. Размеры круглого или прямоугольного сечения выбраны так, чтобы затухания оказались наименьшими. Волна, двигаясь под углом к оси волновода и постоянно отражаясь от верхней и нижней стенок, достигает рабочего отсека. Напряженность поля велика, посторонние предметы внутри приведут к возникновению электрических пробоев в виде молний. Исключая описанное, выход волновода в рабочую камеру прикрывается слюдяной тканью, в обиходе, слюдой.
Указанный диэлектрик прозрачен для волн, свободно проходящих в отсек. Размер рабочей камеры печи выбирается, исходя из частоты магнетрона. Но быстро стало замечено: если оставить неподвижное тело греться, температура на разных участках варьируется в широких пределах. Понятно, что людям не нравится факт: первый кусок горячее второго. Объясняется явление наличием стоячих волн. В узлах амплитуда колебания поля равна нулю, на горбах максимальна. В результате получается нечто вроде интерференционной картины.
Объясним происходящее. Энергия передается молекулам воды: атом кислорода, ближе к одному боку прилепились две частички водорода. Получается нечто вроде головы с двумя шишками на боковинах черепа. Электрический отрицательный момент находится в районе основания. Когда полем захватывается эта результирующая, молекула увлекается силовыми линиями. Напряженность волны постоянно меняется, конструкция начинает проворачиваться, заваливаться вперед. Потом назад. Получается неваляшка.
Скорость колебаний чрезвычайно высока.
Магнетрон генерирует на частоте 2,45 ГГц, происходит 2,45 млрд. движений в секунду. Образуется избыточная кинетическая энергия, быстро передаваемая окружающим молекулам. Почему выбрана частота 2,45 ГГц. Чтобы создавать побольше помех сотовым телефонам и домашней сети WiFi? Нет! Просто у любой системы собственная резонансная частота.
Усиленная многократно, волна приводит в негодность здания.
Аналогично происходит с молекулой воды. Есть частоты, не вызывающие колебаний. Район связных на 2,4 ГГц отлично передает энергию пару. Воду в любом агрегатном состоянии нагревает ударно. На факте и основан принцип действия микроволновой печи. Добавим, что эффект стоячей волны блокируется вращающимся столом. Пища постоянно двигается, различные участки попадают попеременно то в минимумы, то в максимумы волны. Что обеспечит равномерный нагрев.
Как реализуются режимы микроволновой печи
Поговорили о генерации, рассказали, как энергия ведет себя внутри рабочей камеры, раскрыли процесс передачи тепла еде. Рассмотрим, как варьируется интенсивность нагрева. Магнетрон не генерирует колебания постоянно, а возбуждается импульсами высоковольтного напряжения. В результате, регулируя скважность или периодичность, добиваются приемлемых режимов.
Инверторные микроволновые печи идут дальше. Стоящий в рабочем отсеке датчик температуры сообщает системе о состоянии пищи, в результате частота следования импульсов гибко регулируется, режим получается максимально плавным. Принцип действия датчика основан на приеме инфракрасных волн: чем выше частота, тем теплее в помещении. Если говорить еще точнее, принимается одна частота, но измеряется интенсивность. С повышением температуры спектр сдвигается вверх. Общая форма является горкой с единственной вершиной. Сам датчик сечет спектр постоянно на одной частоте. Сначала гора чуть наползает подошвой на эту линию, но по мере продвижения вправо больше и больше покрывает место. В результате фиксируется рост интенсивности. Холодная пища в инфракрасном диапазоне не излучает вообще.
Режим инвертора возможно выключить, в результате правильное использование микроволновой печи гарантирует положительный результат, если обрели опыт обращения с оборудованием. Надеемся, рассказ оказался интересен, несмотря на всеобщую неразбериху в физике. Возможно, читатели разгадают загадку наблюдателя и выложат ответ в комментариях. А мы походатайствуем о присвоении аудитории Нобелевской премии перед ответственным комитетом.
vashtehnik.ru
Как устроена микроволновая печь | yourmicrowell.ru
Данная статья посвящается тем, кто еще не знает, как устроена микроволновая печь и тем, кому это еще интересно узнать. И так, берем печь, и снимаем кожух (перед этим не забываем выключить микроволновку из сети! поверьте на слово, это очень важно!). Для этого откручиваем три или четыре самореза сзади, слегка приподымаем его за загнутую часть ту, куда были вкручены винты — саморезы и тянем на себя. Все, кожух снят и нашему взору предстает множество всяких штучек и проводов. Большинство этих штучек расположено справа за панелью управления. На рисунке ниже, я попытался обозначить все основные узлы и агрегаты отдельно взятой микроволновой печи.
Приведенная в примере печь является, обычной микроволновой печью из не ржавеющей стали, с функциями – микроволны, гриль верхний и гриль нижний. Печь с электронной панелью управления. Пройдемся по списку агрегатов, перечисленных на рисунке, сверху вниз.
- Лампа подсветки. Это та самая лампа, которая освещает камеру печи в тот момент, когда вы открываете дверь печи а, так же во время работы печи. Лампа рассчитана на напряжение питания 220в. Мощность 20Вт.
- Гриль. На рисунке виден только верхний гриль, который представляет собой два нагревательных элемента соединенных последовательно. Каждый элемент рассчитан на 110 вольт в итоге, два последовательно – 220 вольт.
- Термореле магнетрона. Или термопредохранитель – защищает печь от перегрева магнетрона. Если магнетрон нагрелся больше положенного, термопредохранитель рвет цепь питания магнетрона.
- Сетевой фильтр. Препятствует проникновению в питающую сеть различных помех создаваемых при работе микроволновой печи.
- Магнетрон. Это то, из-за чего «все мы здесь сегодня собрались». Не было бы магнетрона, не было бы и микроволновки и статьи этой тоже, не было бы. Магнетрон, преобразует напряжение в микроволны, которые выводит в камеру печи. Устройство и принцип действия магнетрона рассмотрим позже более подробно.
- Кулер. По нашему — вентилятор. Выполняет две функции: охлаждает магнетрон во время его работы и вентилирует камеру печи. Работает во всех режимах работы микроволновки.
- Замок двери. Представляет собой весьма сложную конструкцию. Служит для плотного запирания двери и выполняет функцию блокировки работы печи. При открывании двери во время работы, микроволновка блокируется – прекращает работу автоматически. После закрытия двери нужно нажать кнопку «Старт» и работа возобновится без сброса времени установленного на таймере.
- Панель управления. Здесь, «всему голова». Отвечает за своевременное включение – выключение соответствующих агрегатов печи согласно заданной программе.
- Высоковольтный трансформатор. Преобразует сетевое напряжение в напряжения необходимые для устойчивой работы магнетрона.
- Высоковольтный предохранитель. Служит для защиты высоковольтного трансформатора от перегрузок, в случае выхода из строя элементов высоковольтного выпрямителя или магнетрона.
- Высоковольтный выпрямитель. Состоит из разделительного конденсатора и выпрямительного диода, которые рассчитаны на высокое напряжение. Преобразует напряжение переменного тока в постоянное – необходимое для питания магнетрона.
На самом деле микроволновая печь, не такое уж сложное устройство и для того, что бы разобраться в нем, совсем не обязательно быть «крутым электронщиком». У любого практикующего электрика встречаются задачи, и посложнее. Но если вы совсем не представляете «куда и почему бегут электроны в проводниках», то лучше закройте печку обратно. Посмотрели на внутренности и хватит. Прежде чем открыть ее в следующий раз, изучите «матчасть». Это ради вашей безопасности. Ибо, почти везде внутри микроволновки есть напряжения опасные для вашего здоровья.
На рисунке выше этого текста изображена принципиальная электрическая схема микроволновой печи приведенной ранее в примере. Давайте попробуем с помощью этой схемы разобраться, как все это работает.
Всю схему можно условно разделить на две части. Это – панель управления и исполнительные элементы. К исполнительным элементам в нашем случае относятся магнетрон, верхний гриль и нижний гриль. На схеме магнетрон расположен в правом верхнем углу, а грили обозначены как «Тэн гриля 1» и «Тэн гриля 2». Каждому исполнительному элементу соответствует свое реле на панели управления. Предположим, что вы включили режим «Микроволны», тогда контроллер панели управления по вашей команде включит «Реле магнетрона», контакт «КМ» замкнется и тем самым подаст питание на «Высоковольтный трансформатор» который в свою очередь запитает магнетрон. Если включен режим верхнего гриля, то сработает «Реле гриля 1» и через контакт «KG1» запитает нагревательный элемент гриля. Аналогично со вторым грилем. При включении режима «Комби», контроллер будет включать все реле в той последовательности, которая заложена в его программе, т. е. чередовать режимы «Микроволны» и «Гриль». На панели управления есть еще одно реле – это «Главное реле», оно срабатывает при включении любого режима работы микроволновой печи и через его контакты запитываются все исполнительные элементы, в том числе двигатели вентилятора «М1″ и поворотного стола «М2″. Ключи блокировки: А, В и С расположены в замке двери и при ее открывании – закрывании срабатывают синхронно. На схеме положение всех контактов, как реле, так и блокировочных ключей, соответствует режиму ожидания. Другими словами, печь просто подключена к сети, но не работает, при этом дверь закрыта. Если в данный момент вы откроете дверь, то все ключи разомкнуться. Ключ «А» обесточит все исполнительные элементы. Ключ «В» вообще переключит их на противоположную шину, а разомкнувшийся ключ «С» даст знать контроллеру, что дверь печи открыта. Контроллер по этой команде включит «Главное реле», которое своими контактами замкнет цепь питания «Лампы подсветки». То есть при открытии дверцы печи, в камере загорится свет. Если же вы открыли дверцу, что называется, «на ходу», то разомкнутый ключ «А» разорвет цепь питания печи по верхней шине. Контроллер панели управления по сигналу ключа «С» поймет, что дверь открыта и переведет печь в режим паузы, а после того как дверь закроют и нажмут кнопку «Старт», печь продолжит свою работу в прежнем режиме.
yourmicrowell.ru