Микровълнова фурна: история, устройство и принцип на работа, регулиране на производителността, аспекти на безопасна употреба

История на микровълнова фурна

Пърси Спенсър беше на 50 години, когато работеше като инженер в американската военно-промишлена компания Raytheon, която се занимаваше с производство на радарно оборудване.

Беше 1945 г., тогава Пърси случайно откри явление, което две години по -късно ще бъде в основата на първата микровълнова фурна: по време на друг експеримент с магнетрона парче шоколад в джоба на Спенсър изведнъж започна да се топи без видима причина.

Магнетрон е устройство, което излъчва електромагнитна енергия под формата на микровълни. Първоначално използван за радарни технологии.

Оказа се, че ултрависокочестотното (микровълново) излъчване може ефективно да загрява храната … Още на 8 октомври 1945 г. Пърси Спенсър получава патент за първата в света микровълнова фурна, предназначена за бързо размразяване на храната.

През 1947 г. е построена първата микровълнова фурна за размразяване под марката Radarange (вече може да се каже, че е напуснала поточната линия). Това беше единица с размерите на голям модерен хладилник, който тежеше 340 кг с мощност 3 кВт.

Първите масови доставки на микровълнови фурни Radarange за размразяване на храна бяха изпратени до столовете на военните болници и столовете на американските войници. От 1949 г. започва серийното производство на тези фурни, така че всеки, който може да си позволи такава покупка, е имал възможност да закупи микровълнова фурна за размразяване само за 3000 долара.

Произходът на идеята за производство на домакински микровълнови печки за загряване на храна датира от 25 октомври 1955 г., когато първата микровълнова фурна за домашна употреба е представена от американската компания «Tappan Company». Серийното производство на домашни микровълнови фурни започва през 1962 г. от японската компания Sharp, но търсенето на такъв екзотичен домакински продукт не е голямо.

В СССР микровълнови фурни «ZIL», «Elektronika» и «Maria MV» започват да се произвеждат през 80 -те години. През 1990 г. на магнетрона М-105-1 е произведена микровълновата фурна „Днепрянка-1“ с обем 32 литра, с мощност 1,3 kW при микровълнова мощност 600 W.

Така започна масовото производство на домашни микровълнови печки, което ви позволява бързо да размразявате храната, да я затопляте и дори да я приготвяте. Основното условие е продуктът, поставен в микровълновата фурна, да съдържа вода.

Принципът на действие и устройството на микровълновата печка

Изводът е, че електромагнитното излъчване в дециметровия диапазон води до ускоряване на движението на полярни диелектрични (водни) молекули, които имат определен диполен момент.

Тъй като молекулите се ускоряват, тяхното взаимодействие се осъществява под действието на микровълнова радиация, тоест веществото поглъща електромагнитно излъчване, докато температурата на това вещество се повишава.

Оптималното диелектрично поглъщане на електромагнитно излъчване от вода се случва на честота 2,45 GHz, именно на тази честота работят магнетроните на съвременните микровълнови фурни.

В сравнение с конвенционалните фурни, в микровълнова фурна храната се нагрява не само по повърхността, но и в обема на продукта, тъй като електромагнитната вълна прониква в нагрятото тяло на дълбочина от 1,5 до 2,5 см, което ускорява нагряването , дава средно увеличение на температурата на храната, равно на 0,4 ° C в секунда.

За получаване на микровълново излъчване с определена дължина на вълната, в микровълнова фурна се използва магнетрон със специално изчислени конструктивни параметри.Излъчването, генерирано от магнетрона, се предава чрез вълновод и се концентрира в камера, в която се поставя нагрята чиния.

Камерата е затворена с метална врата, която предотвратява разпространението на микровълнови вълни извън нейните граници. Магнетронът се захранва традиционно от вторичната намотка на трансформатор за високо напрежение (MOT) с изходно напрежение 2000 волта, което се увеличава чрез удвояваща верига (състояща се от кондензатор и диод). Нагряването на катода на магнетрона се осигурява от специална вторична намотка с напрежение 4 волта от същия трансформатор.

Класическият метод за автоматично регулиране на топлинните характеристики на микровълнова фурна е същият като този, използван в ютии и домакински нагреватели: магнетрона периодично се включва и изключва, така че средната топлинна мощност, подавана към камерата под формата на електромагнитни вълни, е равна на тази, зададена от потребителя.

Аспекти за безопасност на микровълнови фурни

Според научните данни директният ефект на микровълновите вълни върху човешкото тяло генерира забележим топлинен ефект, а в случай на продължителна (или мощна) експозиция може да доведе до локално прегряване и да причини сериозни изгаряния.

Така че, при плътност на микровълновата мощност от около 35 mW / cm 2, човек усеща нагряване. Продължителното излагане при плътност на мощността над 100 mW / cm2 причинява катаракта и може да доведе до временно безплодие.

Ниво на микровълнова плътност от 10 mW / cm2 се счита за безопасно. Приложено директно към микровълнови фурни, съгласно европейския стандарт, на разстояние 5 см от микровълнова фурна, максималното ниво на плътност на мощността не трябва да надвишава 1 mW / кв. См, и на разстояние 50 см от фурната, не трябва да бъде повече от 0,01 mW / кв. Cm. cm.Именно тези стандарти отговарят на съвременните микровълнови фурни по време на производството им.

Между другото, отворената врата на фурната винаги блокира нейното включване, тоест микровълновата фурна никога не трябва да работи с отворена врата.

Сега за ефекта на микровълновите вълни върху електропроводимите вещества (особено металите). Вълната, разбира се, не прониква в метални предмети, но е в състояние да индуцира индуцирани токове в метала, включително вихрови токове, които от своя страна силно загряват метала.

Поради тази причина няма да можете ефективно да затопляте храна в метален контейнер с помощта на микровълнова фурна. Какво можем да кажем за съдове с метални шарки и ръбове, които лесно се унищожават от микровълнови вълни (от индуцирани вихрови токове), които просто развалят съдовете.