Mikrobølgeovn: historie, enhed og funktionsprincip, præstationsregulering, aspekter af sikker brug

Mikrobølgeovnens historie

Percy Spencer var 50 år, da han arbejdede som ingeniør hos den amerikanske militærindustrielle virksomhed Raytheon, der beskæftigede sig med produktion af radarudstyr.

Det var i 1945, så opdagede Percy ved et uheld et fænomen, som to år senere ville være grundlaget for den første mikrobølgeovn: under et andet eksperiment med magnetronen begyndte et stykke chokolade i Spencers lomme pludselig at smelte uden nogen åbenbar grund.

Magnetron er en enhed, der udsender elektromagnetisk energi i form af mikrobølger. Oprindeligt brugt til radarteknologi.

Det viste sig, at ultrahøjfrekvent (mikrobølge)stråling effektivt kan opvarme mad... Allerede den 8. oktober 1945 modtog Percy Spencer patent på verdens første mikrobølgeovn designet til hurtig optøning af mad.

I 1947den første mikrobølgedefroster under mærket Radarange blev bygget (den kan nu siges at have forladt samlebåndet). Det var en enhed på størrelse med et stort moderne køleskab, der vejede 340 kg med en effekt på 3 kW.

De første masseforsendelser af Radarange-mikrobølgeovne til optøning af mad blev sendt til stolene på militærhospitaler og stolene til amerikanske soldater. Siden 1949 begyndte masseproduktion af disse ovne, så enhver, der havde råd til et sådant køb, havde mulighed for at købe en mikrobølgeovn til optøning for kun $ 3.000.

Oprindelsen af ​​ideen om at producere husholdningsmikrobølgeovne til opvarmning af mad går tilbage til den 25. oktober 1955, hvor den første mikrobølgeovn til hjemmebrug blev præsenteret af det amerikanske firma «Tappan Company». Serieproduktion af hjemmemikrobølgeovne begyndte i 1962 af det japanske firma Sharp, men efterspørgslen efter et så eksotisk husholdningsprodukt var ikke stor.

I USSR begyndte mikrobølgeovne «ZIL», «Elektronika» og «Maria MV» at blive produceret i 80'erne. I 1990 blev mikrobølgeovnen "Dneprianka-1" med et volumen på 32 liter, med en effekt på 1,3 kW ved en mikrobølgeeffekt på 600 W produceret på M-105-1 magnetronen.

Således begyndte masseproduktionen af ​​hjemmemikrobølgeovne, som giver dig mulighed for hurtigt at optø mad, opvarme det og endda tilberede det. Hovedbetingelsen er, at produktet anbragt i mikrobølgeovnen indeholder vand.

Funktionsprincippet og enheden i mikrobølgeovnen

Konklusionen er, at elektromagnetisk stråling i decimeterområdet fører til acceleration af bevægelsen af ​​polære dielektriske (vand) molekyler, der har et vist dipolmoment.

Når molekylerne accelereres, sker deres interaktion under påvirkning af mikrobølgestråling, det vil sige, at stoffet absorberer elektromagnetisk stråling, mens temperaturen af ​​dette stof stiger.

Den optimale dielektriske absorption af elektromagnetisk stråling fra vand sker ved en frekvens på 2,45 GHz, som netop er den frekvens, hvormed magnetronerne i moderne mikrobølgeovne fungerer.

Sammenlignet med konventionelle ovne opvarmes mad i en mikrobølgeovn ikke kun på overfladen, men også i produktets volumen, fordi den elektromagnetiske bølge trænger ind i det opvarmede legeme i en dybde på 1,5 til 2,5 cm, hvilket accelererer opvarmningen, giver en gennemsnitlig stigning i madens temperatur svarende til 0,4 °C pr. sekund.

For at opnå mikrobølgestråling med en bestemt bølgelængde anvendes en magnetron med specielt beregnede designparametre i en mikrobølgeovn.Strålingen, som magnetronen genererer, transmitteres gennem en bølgeleder og koncentreres i et kammer, hvori en opvarmet plade er placeret.

Kammeret er lukket med en metaldør, der forhindrer udbredelse af mikrobølgebølger ud over dets grænser. Magnetronen drives traditionelt fra sekundærviklingen af ​​en højspændingstransformator (MOT) med en udgangsspænding på 2000 volt, som øges af et fordoblingskredsløb (bestående af en kondensator og en diode). Opvarmning af magnetronens katode leveres af en speciel sekundær vikling med en spænding på 4 volt fra den samme transformer.

Den klassiske metode til automatisk justering af en mikrobølgeovns termiske egenskaber er den samme som den, der bruges i strygejern og husholdningsvarmer: magnetronen tændes og slukkes periodisk, så den gennemsnitlige termiske effekt, der leveres til kammeret i form af elektromagnetiske bølger, er svarende til det, der er indstillet af brugeren.

Sikkerhedsaspekter ved mikrobølgeovne

Ifølge videnskabelige data genererer den direkte effekt af mikrobølgebølger på menneskekroppen en mærkbar varmeeffekt, og i tilfælde af langvarig (eller kraftig) eksponering kan det føre til lokal overophedning og forårsage alvorlige forbrændinger.

Så ved en mikrobølgeeffekttæthed på omkring 35 mW/cm 2 føler man opvarmning. Langvarig eksponering ved effekttætheder over 100 mW/cm2 forårsager grå stær og kan føre til midlertidig infertilitet.

Et mikrobølgetæthedsniveau på 10 mW/cm2 anses for sikkert. Påført direkte på mikrobølgeovne, i henhold til den europæiske standard, i en afstand på 5 cm fra mikrobølgeovnen, bør det maksimale effekttæthedsniveau ikke overstige 1 mW / kvadrat cm, og i en afstand på 50 cm fra ovnen, bør det ikke være mere end 0,01 mW/sq. Cm. cm. Det er netop disse standarder, der opfylder moderne mikrobølgeovne under deres produktion.

Forresten blokerer den åbne dør til ovnen altid dens aktivering, det vil sige, at mikrobølgeovnen aldrig bør arbejde med døren åben.

Nu til effekten af ​​mikrobølger på elektrisk ledende stoffer (især metaller). Bølgen trænger naturligvis ikke igennem metalgenstande, men den er i stand til at inducere inducerede strømme i metallet, bl.a. hvirvelstrømme, som igen opvarmer metallet kraftigt.

Af denne grund vil du ikke være i stand til effektivt at opvarme mad i en metalbeholder ved hjælp af en mikrobølgeovn. Hvad kan vi sige om tallerkener med metalmønstre og kanter, der let ødelægges af mikrobølgebølger (fra inducerede hvirvelstrømme), der simpelthen ødelægger opvasken.