Cuptor cu microunde: istoric, dispozitiv și principiu de funcționare, reglementare a performanței, aspecte de utilizare în siguranță

Istoria cuptorului cu microunde

Percy Spencer avea 50 de ani când lucra ca inginer la compania militar-industrială americană Raytheon, care era angajată în producția de echipamente radar.

Era 1945, apoi Percy a descoperit accidental un fenomen care doi ani mai târziu avea să stea la baza primului cuptor cu microunde: în timpul unui alt experiment cu magnetronul, o bucată de ciocolată din buzunarul lui Spencer a început brusc să se topească fără niciun motiv aparent.

Magnetron este un dispozitiv care emite energie electromagnetică sub formă de microunde. Folosit inițial pentru tehnologia radar.

S-a dovedit că radiațiile de ultra-înaltă frecvență (micundele) pot încălzi eficient alimentele... Încă pe 8 octombrie 1945, Percy Spencer a primit un brevet pentru primul cuptor cu microunde din lume conceput pentru dezghețarea rapidă a alimentelor.

În 1947a fost construit primul dezghețator cu microunde sub marca Radarange (se poate spune acum că a părăsit linia de asamblare). Era o unitate cam de dimensiunea unui frigider mare modern, care cântărea 340 kg cu o putere de 3 kW.

Primele transporturi în masă de cuptoare cu microunde Radarange pentru dezghețarea alimentelor au fost trimise pe scaunele spitalelor militare și pe scaunele soldaților americani. Din 1949, a început producția în masă a acestor cuptoare, așa că oricine își permitea o astfel de achiziție a avut ocazia să achiziționeze un cuptor cu microunde pentru dezghețare pentru doar 3.000 USD.

Originea ideii de a produce cuptoare cu microunde de uz casnic pentru încălzirea alimentelor datează din 25 octombrie 1955, când primul cuptor cu microunde pentru uz casnic a fost prezentat de compania americană «Tappan Company». Producția în serie a cuptoarelor cu microunde de casă a început în 1962 de către compania japoneză Sharp, dar cererea pentru un astfel de produs de uz casnic exotic nu a fost mare.

În URSS, cuptoarele cu microunde «ZIL», «Elektronika» și «Maria MV» au început să fie produse în anii 80. În 1990, pe magnetronul M-105-1 a fost produs cuptorul cu microunde „Dneprianka-1” cu un volum de 32 de litri, cu o putere de 1,3 kW la o putere de microunde de 600 W.

Astfel a început producția în masă a cuptoarelor cu microunde de casă, care vă permit să dezghețați rapid alimentele, să le încălziți și chiar să le gătiți. Condiția principală este ca produsul introdus în cuptorul cu microunde să conțină apă.

Principiul de funcționare și dispozitivul cuptorului cu microunde

Concluzia este că radiația electromagnetică în intervalul decimetrului duce la accelerarea mișcării moleculelor dielectrice polare (apă) care au un anumit moment dipol.

Pe măsură ce moleculele sunt accelerate, interacțiunea lor are loc sub influența radiației cu microunde, adică substanța absoarbe radiația electromagnetică, în timp ce temperatura acestei substanțe crește.

Absorbția dielectrică optimă a radiațiilor electromagnetice de către apă are loc la o frecvență de 2,45 GHz, care este tocmai frecvența la care funcționează magnetronii cuptoarelor cu microunde moderne.

În comparație cu cuptoarele convenționale, într-un cuptor cu microunde, alimentele sunt încălzite nu numai la suprafață, ci și în volumul produsului, deoarece unda electromagnetică pătrunde în corpul încălzit la o adâncime de 1,5 până la 2,5 cm, ceea ce accelerează încălzirea, dă o creștere medie a temperaturii alimentelor egală cu 0,4 ° C pe secundă.

Pentru a obține radiații cu microunde cu o anumită lungime de undă, într-un cuptor cu microunde se folosește un magnetron cu parametri de proiectare special calculați.Radiația generată de magnetron este transmisă printr-un ghid de undă și concentrată într-o cameră în care este plasată o placă încălzită.

Camera este închisă cu o ușă metalică care împiedică propagarea undelor de microunde dincolo de limitele sale. Magnetronul este alimentat în mod tradițional de la înfășurarea secundară a unui transformator de înaltă tensiune (MOT) cu o tensiune de ieșire de 2000 volți, care este mărită printr-un circuit de dublare (format dintr-un condensator și o diodă). Încălzirea catodului magnetronului este asigurată de o înfășurare secundară specială cu o tensiune de 4 volți de la același transformator.

Metoda clasică de reglare automată a caracteristicilor termice ale unui cuptor cu microunde este aceeași cu cea folosită la fiarele de călcat și încălzitoarele de uz casnic: magnetronul este pornit și oprit periodic, astfel încât puterea termică medie furnizată camerei sub formă de unde electromagnetice este egal cu cel stabilit de utilizator.

Aspecte de siguranță ale cuptoarelor cu microunde

Conform datelor științifice, efectul direct al undelor cu microunde asupra corpului uman generează un efect de căldură vizibil, iar în cazul expunerii prelungite (sau puternice), poate duce la supraîncălzire locală și poate provoca arsuri grave.

Deci, la o densitate de putere a microundelor de aproximativ 35 mW/cm 2, se simte încălzire. Expunerea prelungită la densități de putere peste 100 mW/cm2 cauzează cataractă și poate duce la infertilitate temporară.

Un nivel de densitate a microundelor de 10 mW/cm2 este considerat sigur. Aplicat direct cuptoarelor cu microunde, conform standardului european, la o distanta de 5 cm de cuptorul cu microunde, nivelul maxim de densitate a puterii nu trebuie sa depaseasca 1 mW/cm patrat, iar la o distanta de 50 cm de cuptor trebuie să nu fie mai mare de 0,01 mW/cm2. cm.Tocmai aceste standarde îndeplinesc cuptoarele moderne cu microunde în timpul producției lor.

Apropo, ușa deschisă a cuptorului blochează întotdeauna activarea acestuia, adică cuptorul cu microunde nu ar trebui să funcționeze niciodată cu ușa deschisă.

Acum pentru efectul undelor cu microunde asupra substanțelor conductoare de electricitate (în special metale). Unda, desigur, nu penetrează obiectele metalice, dar este capabilă să inducă curenți induși în metal, inclusiv curenți turbionari, care la rândul lor încălzesc puternic metalul.

Din acest motiv, nu veți putea încălzi eficient alimentele într-un recipient metalic folosind un cuptor cu microunde. Ce putem spune despre vasele cu modele metalice și margini care sunt ușor distruse de undele de microunde (de la curenții turbionari induși) care pur și simplu strică vasele.