Mikrovågsugn: historia, enhet och funktionsprincip, prestandareglering, aspekter av säker användning

Mikrovågsugns historia

Percy Spencer var 50 år när han arbetade som ingenjör på det amerikanska militärindustriella företaget Raytheon, som ägnade sig åt produktion av radarutrustning.

Det var 1945, då upptäckte Percy av misstag ett fenomen som två år senare skulle ligga till grund för den första mikrovågsugnen: under ett annat experiment med magnetronen började plötsligt en chokladbit i Spencers ficka smälta utan någon uppenbar anledning.

Magnetron är en enhet som avger elektromagnetisk energi i form av mikrovågor. Ursprungligen använd för radarteknik.

Det visade sig att ultrahögfrekvent (mikrovågs)strålning effektivt kan värma mat... Redan den 8 oktober 1945 fick Percy Spencer patent på världens första mikrovågsugn designad för snabb upptining av mat.

År 1947den första mikrovågsdefrostern under varumärket Radarange byggdes (den kan nu sägas ha lämnat löpande bandet). Det var en enhet ungefär lika stor som ett stort modernt kylskåp som vägde 340 kg med en effekt på 3 kW.

De första massförsändelserna av Radarange-mikrovågsugnar för upptining av mat skickades till stolarna på militärsjukhus och stolarna hos amerikanska soldater. Sedan 1949 började massproduktion av dessa ugnar, så alla som hade råd med ett sådant köp hade möjlighet att köpa en mikrovågsugn för upptining för endast $ 3 000.

Ursprunget till idén om att producera hushållsmikrovågsugnar för att värma mat går tillbaka till den 25 oktober 1955, då den första mikrovågsugnen för hemmabruk presenterades av det amerikanska företaget «Tappan Company». Serieproduktion av hemmikrovågsugnar började 1962 av det japanska företaget Sharp, men efterfrågan på en så exotisk hushållsprodukt var inte stor.

I Sovjetunionen började mikrovågsugnar «ZIL», «Elektronika» och «Maria MV» att tillverkas på 80-talet. 1990 producerades mikrovågsugnen "Dneprianka-1" med en volym på 32 liter, med en effekt på 1,3 kW vid en mikrovågseffekt på 600 W på M-105-1 magnetron.

Så började massproduktionen av mikrovågsugnar hemma, som gör att du snabbt kan tina mat, värma den och till och med laga den. Huvudvillkoret är att produkten som placeras i mikrovågsugnen innehåller vatten.

Funktionsprincipen och enheten för mikrovågsugnen

Slutsatsen är att elektromagnetisk strålning i decimeterområdet leder till acceleration av rörelsen hos polära dielektriska (vatten)molekyler som har ett visst dipolmoment.

När molekylerna accelereras sker deras interaktion under påverkan av mikrovågsstrålning, det vill säga ämnet absorberar elektromagnetisk strålning, medan temperaturen på detta ämne stiger.

Den optimala dielektriska absorptionen av elektromagnetisk strålning av vatten sker vid en frekvens på 2,45 GHz, vilket är exakt den frekvens med vilken magnetronerna i moderna mikrovågsugnar arbetar.

Jämfört med konventionella ugnar, i en mikrovågsugn, värms mat inte bara på ytan utan också i produktens volym, eftersom den elektromagnetiska vågen penetrerar den uppvärmda kroppen på ett djup av 1,5 till 2,5 cm, vilket accelererar uppvärmningen, ger en genomsnittlig ökning av matens temperatur lika med 0,4 ° C per sekund.

För att erhålla mikrovågsstrålning med en viss våglängd används en magnetron med speciellt beräknade designparametrar i en mikrovågsugn.Strålningen som genereras av magnetronen överförs genom en vågledare och koncentreras i en kammare i vilken en uppvärmd platta placeras.

Kammaren är stängd med en metalldörr som förhindrar utbredning av mikrovågsvågor utanför dess gränser. Magnetronen drivs traditionellt från sekundärlindningen av en högspänningstransformator (MOT) med en utspänning på 2000 volt, som ökas med en dubbleringskrets (bestående av en kondensator och en diod). Uppvärmning av magnetronens katod tillhandahålls av en speciell sekundärlindning med en spänning på 4 volt från samma transformator.

Den klassiska metoden för att automatiskt justera de termiska egenskaperna hos en mikrovågsugn är densamma som används i strykjärn och hushållsvärmare: magnetronen slås på och av med jämna mellanrum så att den genomsnittliga termiska effekten som levereras till kammaren i form av elektromagnetiska vågor är lika med det som ställts in av användaren.

Säkerhetsaspekter av mikrovågsugnar

Enligt vetenskapliga data genererar den direkta effekten av mikrovågsvågor på människokroppen en märkbar värmeeffekt, och vid långvarig (eller kraftig) exponering kan det leda till lokal överhettning och orsaka allvarliga brännskador.

Så, vid en mikrovågseffekttäthet på cirka 35 mW/cm 2, känner man uppvärmning. Långvarig exponering vid effekttätheter över 100 mW/cm2 orsakar grå starr och kan leda till tillfällig infertilitet.

En mikrovågstäthetsnivå på 10 mW/cm2 anses vara säker. Appliceras direkt på mikrovågsugnar, enligt den europeiska standarden, på ett avstånd av 5 cm från mikrovågsugnen, bör den maximala effekttätheten inte överstiga 1 mW / kvadrat cm, och på ett avstånd av 50 cm från ugnen, bör den inte vara mer än 0,01 mW/sq. Cm. cm Det är just dessa standarder som uppfyller moderna mikrovågsugnar under produktionen.

Förresten, den öppna luckan till ugnen blockerar alltid dess aktivering, det vill säga mikrovågsugnen ska aldrig fungera med luckan öppen.

Nu för effekten av mikrovågor på elektriskt ledande ämnen (särskilt metaller). Vågen penetrerar naturligtvis inte metallföremål, men den kan inducera inducerade strömmar i metallen, bl.a. virvelströmmar, som i sin tur värmer metallen kraftigt.

Av denna anledning kommer du inte att effektivt kunna värma mat i en metallbehållare med hjälp av en mikrovågsugn. Vad kan vi säga om fat med metallmönster och kanter som lätt förstörs av mikrovågsvågor (från inducerade virvelströmmar) som helt enkelt förstör disken.