Першим, хто виявив можливість надвисокочастотного випромінювання до нагрівання продуктів, був інженер зі США Персі Спенсер. Саме вони запатентував мікрохвильову піч.

Судячи з оповідань очевидців, ідея її створення спала йому на думку, коли він стояв кілька годин біля магнетрона і виявив шматочок шоколаду, що розтанув у себе в кишені.

Пристрій здатний розігрівати їжу без енергії тепла і цим більше схожий на радіопередавач, ніж звичну нам кухонну плиту. Головним чинним елементом є НВЧ-мікрохвилі – це одна з форм електромагнітної енергії, на кшталт світлових та радіомагнітних хвиль.

Зі швидкістю світлавони поширюються у напрямку до предмета у вигляді надвисокочастотних хвиль, довжина яких коливається від 0,01 до 1 м-коду.

ДОВІДКА!НВЧ мікрохвилі використовуються також у цивільній радіолокації, радіонавігації, супутниковому телебаченні, мобільному зв'язку тощо. Мікрохвилі в природному середовищі випромінюються сонцемта вимірюються певними приладами.

Пристрій мікрохвильової печі

Як влаштована мікрохвильова піч? Духова шафа з панеллю управління, хвилевід, підставка, що обертається, трансформатор, конденсатор і магнетрон – ось основні елементи побудови мікрохвильової печі.

Схема роботи мікрохвильової печі полягає в наступному: з панелі управління електричний струм надходить у трансформатор, далі в конденсатор, де нарощується потужність і передається в магнетрон.

ВАЖЛИВО! До нитки напруження подається висока напруга(близько 3-4 КВт), щоб його антена могла випромінювати досить сильні НВЧ хвилі.

Взаємодія з молекулами води в їжіелектромагнітне поле частотою 2450 МГц, перетворюється хвилеводом, що міститься в будь-якій мікрохвильовій печі.

Термозапобіжники або термореле служать для безпеки приладу та не допускають його перегріву.

Принцип дії запобіжника дуже простий. Там, де необхідно контролювати температуру, кріпиться його алюмінієвий корпус за допомогою спеціального з'єднання з фланця. Таким чином забезпечується максимальний термоконтакт. Металева пластина, що усередині термореле, принципово налаштована конкретну температуру.

Мікрохвильові печі також забезпечені вентиляторами, які засмоктують повітря ззовні, і далі через повітродув системою вентиляції поширюють його всередину корпусу. Двигун у вентиляторів є звичайним однофазним асинхронним двигуном змінного струму.

ВАЖЛИВО! Для уникнення включення відкритої мікрохвильової печі передбачена система з трьох мікроперемикачів. Один із них відключає магнетрон. Наступний включає лампу, що підсвічує. А третій призначений для оповіщення блоку керування про відкриття дверцят.

До основних функцій блоку керуванняможна віднести:

• регулювання потужності приладу;
• автоматичне вимкнення після закінчення запрограмованого терміну.

Як працює мікрохвильова піч

Оскільки мікрохвилі, які виробляє піч, впливають саме на молекули води. Іншими словами, все, що потрібно – це вміст невеликої кількості води в їжі, розташованій у камері.

Збільшення температури їжіу печі під дією мікрохвиль нагадує процес, коли зігріваються руки, якщо ми сильно їх розтираємо. Подібність полягає також у тому, що коли одна долоня треться об поверхню іншої, тепло просочується в м'які тканини. За таким же принципом працюють мікрохвилі, а саме на невеликій поверхні (1-3 см), не проникаючи глибоко всередину предмета.

Мікрохвилі, що випромінюються, стикаються з молекулами води змушуючи їх рухатися все швидше і розігрівати продукти. У краплі води знаходиться мільйони молекул, і коли в них потрапляє мікропромінь, він проникає в їжу на глибину 2,5 см, змушуючи їх розгойдуватися під дією електромагнітного поля. У процесі цього тертя виходить тепло.

Таким чином, швидше нагріваються продукти із високим вмістом рідини.

ВАЖЛИВО!До цих пір вчені сперечаються наскільки шкідлива мікрохвильова піч і як вона впливає на якість продуктів. Проте Всесвітня організація охорони здоров'ястверджує, що НВЧ-печі не шкодять ні людиніні на споживану їжу.

Як працюють додаткові функції НВЧ

Майже всі сучасні печі мають режим грилю. Коли камера нагрівається всередині, а й тепло подається за допомогою спеціального тенту - вигнутого металевого приладу, розташованого вгорі камери. Їх називають ТЕНами – від «теплоелектронагрівник».

У сучасних духовках додатково до режиму гриля є режим конвекції. Коли камера ефективно продувається від Тена гриля до їжі. Система є циркулятором. Конвективна теплопередача стосовно печі - це передача тепла за допомогою молекул повітря. Використання вентилятора називається зазвичай режимом конвекції.

Сучасні моделі мають ряд вбудованих у комп'ютер рецептів та способів приготування страв.

Як саме працює мікрохвильова піч? Що змушує нагріватися їжу, воду та інші речовини, тоді як повітря чи скло в мікрохвильовій печі майже не нагріваються? Як правильно поводитися з мікрохвильовою піччю, щоб не зіпсувати її саму і страву, що готується? Відповіді на ці запитання ви знайдете у нашій статті!

Принцип роботи мікрохвильової печі

Правильна повна назва мікрохвильової печі – піч зі струмами надвисокої частоти (НВЧ). Усередині неї (за приладовою панеллю) є спеціальний пристрій для випромінювання радіохвиль – магнетрон, що можна побачити із схеми:

Коли працює магнетрон, електромагнітні коливання певної частоти, що виділяються ним, змушують дипольні молекули всередині печі коливатися з тією ж частотою. Найпоширенішою у природі дипольною молекулою є молекула води (у продуктах – ще жири та цукру). На молекулярному рівні висока частота коливань перетворюється на підвищення температури, тому будь-які продукти з високим вмістом води швидко розігріваються. Якщо молекул води всередині продуктів (або матеріалів) дуже мало або ні зовсім, нагрівання майже не відбувається.

Глибина проникнення мікрохвиль невелика – 2-3 сантиметри, проте поверхню гвинта, що готується, НВЧ-хвилі пронизують легко, а в глибині вони зустрічають опір молекул води, тому продукт фактично прогрівається зсередини.

Будь-які струмопровідні матеріали всередині мікрохвильової печі нагріваються. Різна здатність проводити струм у разі означає різну швидкість нагрівання.

Щоб нагрівання продуктів відбувалося рівномірно, використовується кілька підходів:

• Диск із жароміцного скла в нижній частині НВЧ-печі. Він обертається разом із стравою, підставляючи під випромінювання магнетрона його сторони.
• Мікрохвилі. Вони подаються по спеціальному хвилеводу (широкій трубці) від магнетрона на відбивач, що обертається, розташований зазвичай у верхній частині НВЧ-печі. У таких мікрохвильових печах можна розігрівати нерухомі страви великого розміру і ваги.

Ще бувають так звані інверторні НВЧ-печі. Вони відрізняються від звичайних моделей тим, що магнетрон працює безперервно, але зі зниженням споживаної потужності. Це досягається за рахунок використання в печі так званого інвертора (перетворювача постійного струму змінний) замість традиційного трансформатора.

В інверторних печах краще зберігаються вітаміни, і менше руйнується структура поверхні страви, але принципової різниці немає.

У багатьох моделях мікрохвильових печей магнетрон закритий спеціальною напівпрозорою пластинкою. Вона прозора для НВЧ-променів, але не дозволяє пару, бризкам жиру та іншим стороннім речовинам потрапляти всередину мікрохвильової печі через отвір в екрануванні. Не виймайте цю пластину, а якщо це потрібно для чищення від жиру, після повного висихання обов'язково поверніть на місце.

Все про чищення мікрохвильової печі шукайте у цій статті: .

Незважаючи на поширену думку, НВЧ-випромінювання не вбиває мікроби. Принаймні науково це не доведено. З іншого боку, комплексний вплив високої температури та мікрохвиль на молекули води всередині бактерій та вірусів протягом декількох хвилин зменшує їх кількість багаторазово, а з тими, що залишилися, ваша імунна система справляється самостійно.

Частота роботи мікрохвильової печі

Більшість магнетронів випромінює хвилі на частоті 2450 МГц (мегагерц, або мільйони коливань на секунду). Це хвилі дециметрової довжини (довжиною 12,25 см). Деякі промислові установки, наприклад США, працюють із частотою 915 МГц. Вимушені коливання молекул води є резонансними коливаннями, оскільки їм резонансна частота значно вище – 22,24 ГГц (гігагерц, чи мільярдів коливань на секунду).

Боятися шкідливого випромінювання від мікрохвильової печі не треба. Перший масовий випуск мікрохвильових печей був проведений в Японії фірмою «Sharp» в 1962 р. З тих пір пройшло дуже багато років, десятки мільйонів японців десятиліттями розігрівають їжу в НВЧ-печах і при цьому середня тривалість життя японців є предметів заздрощів всього світу.

На дистанції в півметра від НВЧ-печі вплив мікрохвиль слабшає в 100 разів, тому при побоювання отримати опромінення достатньо триматися від мікрохвильової печі на відстані витягнутої руки.

Більше інформації про вплив мікрохвильової печі на людину ви можете знайти. Лише наукові факти!

Як працює гриль у мікрохвильовій печі?

Гриль дозволяє вам смажити продукти у НВЧ-печі за допомогою звичайної спеки, а не мікрохвиль. Саме вона робить на стравах апетитну скоринку, яка при звичайній НВЧ-обробці не з'являється.

Спіраль гриля знаходиться у верхній частині печі та бувають двох видів:

• ТЕНи(теплоелектронагрівачі). ТЕН – це металева трубка, усередині якої знаходиться тонка спіраль із сплаву нікелю та хрому. Через спіраль проходить струм і вона нагрівається.
• Кварцові. Кварцовий гриль – це теж ТЕН, тільки замість металевої трубки – скляна оболонка, між спіраллю та трубкою – ізолюючий кварцовий пісок.

Звичайні металеві ТЕНи часто можна регулювати - переміщати до задньої стінки або опускати, зате скляну поверхню кварцового гриля легко чистити (жир і нагар не в'їдається в скло так, як в метал).

Бувають конструкції НВЧ-печей з грилем та конвекцією. Конвекція – це просто обдувши гарячим повітрям страви під час приготування. Для такого обдування в мікрохвильовій печі встановлюють вентилятор, що здуває розігріте повітря від спіралі гриля в бік страви.

Більшість моделей мікрохвильових печей дозволяють одночасно використовувати і ТЕН, і НВЧ. Однак майте на увазі, що така комбінація може сильно нагрівати розетку та дроти у вашому приміщенні.

Читайте у наступній статті про принципи вибору мікрохвильової печі під свої запити: .

Інструкція по роботі з мікрохвильовою піччю

Щоб правильно поводитися зі своєю мікрохвильовою, потрібно уважно підходити до всіх пунктів – починаючи з вибору посуду та закінчуючи правильним вимкненням після застосування.

Який посуд використовувати?

Кращий матеріал для розігріву в мікрохвильовій печі – жароміцний скляний посуд. Також добре підходять порцеляна та інші керамічні вироби, папір (картон). Крізь них мікрохвилі проходять дуже легко і майже нагрівають їх. А от посуду з наступних матеріалів треба відмовитися:

• Пластика. Добре пропускає НВЧ-випромінювання, але через токсичні компоненти при виготовленні (наприклад, пінополістирол) може становити небезпеку для вашого здоров'я.
• Металу.Вони проводять електричний струм, не пропускаючи мікрохвиль. Так що приготувати або просто розігріти страву в алюмінієвій каструлі або чавунному горщику не вдасться. Метал просто не пропустить електромагнітні хвилі до продуктів і вони залишаться холодними. Сам метал при цьому, звичайно, нагріється і від його тепла можуть нагрітися і продукти. Але це може призвести до поломки НВЧ-печі, та й чекати на приготування страви доведеться довго. Інструкцію з ремонту мікрохвильових печей читайте.

Деякі матеріали можуть містити метали, і про це буває важко здогадатися. Наприклад, це кришталь. Так варто уважно прочитати на ярлику, які матеріали використовувалися при виробництві конкретного посуду.

• Меламіну. Це легкий і красивий матеріал для посуду, схожий на фарфор, але його не можна ставити в НВЧ-піч. Справа в тому, що при нагріванні виділяє токсини, небезпечні для вашого здоров'я.

Що стосується форми посуду, то він може бути будь-яким, але не з вузьким горлом, оскільки при використанні для розігріву в мікрохвильовій печі вона може бути небезпечною. Справа в тому, що деякі рідини нагріваються до температури кипіння, але бурхливого перемішування всередині об'єму не відбувається. А ось коли ви дістанете такий глечик або колбу із НВЧ-печі, рідина миттєво вирує, кипляча піна виллється з ємності, і можна отримати опік. Наприклад, так поводяться за деяких умов дистильована вода та деякі очищені олії рослинного походження.

Правильне поводження з продуктами

Спочатку варто точно визначити, що не можна розморожувати в мікрохвильовій печі:

• Вершкове масло. Якщо його покласти в мікрохвильову піч і залишити надовго, воно не просто розтане, а ще й закипить, забруднивши всю піч зсередини. Так відбувається тому, що всередині олії є не лише власне олія, а й вода. Вона скипає при 100 градусах, а масло приблизно при 120. Так що вода може перейти в пару ще до танення масла, і водяна пара рознесе масло по всій печі.

Приблизно те саме може відбуватися з іншими продуктами, які іноді потрібно розтопити, наприклад, з шоколадом, тому це краще робити не в мікрохвильовій печі, а на пару.

• Продукти із щільною оболонкою. Наприклад, це яйця, помідори, цільна печінка птиці. При нагріванні деяка частина води не просто поступово нагрівається, а одразу перетворюється на пару. Якщо гріти продукти довго, ще більше пара утворюється від прямого нагрівання. Цьому пару нікуди вийти, тому тиск усередині ємності зростає і призводить до вибуху.
• Герметично закритий посуд. Наприклад, консерви та пляшки. Причина та сама, що й у попередніх пунктах – висока ймовірність вибуху.

• Сосиски, щільно упаковані в оболонку, перед НВЧ-розігрівом обов'язково потрібно проткнути вилкою, щоб створити отвори для виходу пари, інакше він розверне сосиски зсередини.
• У яйцях та інших продуктах потрібно зруйнувати всі зовнішні та внутрішні оболонки, наприклад, зробити омлет або розрізати печінку.
• Для варіння яєць та інших продуктів у мікрохвильовій печі використовуються спеціальні каструльки з екрануванням. У неї наливається вода, вона і гріється від НВЧ-хвиль, а до яєць електромагнітне випромінювання не доходить - їх закриває екран.
• Якщо в мікрохвильову печі ставиться невелика за обсягом страва, слід додати до нього звичайний склянку з водою. Так ви уникнете перегріву магнетрона.
• Будь-які рідкі страви в мікрохвильовій печі краще посолити заздалегідь, а не після приготування. Так ви заощадите час та електроенергію. Справа в тому, що дистильована (несолена) вода в мікрохвильовій печі гріється і закипає, але довше, ніж звичайна вода.
• Дуже сильно заморожений продукт (м'ясо, наприклад) буде розморожуватися в мікрохвильовій печі досить довго, і включати НВЧ-піч при цьому потрібно на мінімальну потужність. Причина в тому, що молекули льоду не молекули води, НВЧ-хвилі не розхитують їх так інтенсивно. Крім того, молекули льоду утворюють досить жорстку структуру і їх не так легко розкачати, як молекули води.

Сухий хліб часто рекомендують «розм'якшити» в мікрохвильовій печі, але він може спалахнути при тривалому впливі і максимальній потужності НВЧ-випромінювання. Це може статися навіть з попкорном, розрахованим на приготування саме в мікрохвильовій печі. Отже, коли в мікрохвильову піч поміщаються такі продукти, треба бути пильним.

Правила увімкнення/вимкнення

Не можна включати порожню мікрохвильову піч, тим більше на повну потужність:

1. Усередині печі всі стіни (і навіть дверцята) є спеціальним металізованим екраном, що відображає мікрохвилі назад усередину мікрохвильової печі. Єдине місце, де немає екрана – отвір для виходу електромагнітних хвиль із магнетрона.
2. Коли на піддоні є продукти, мікрохвилі витрачають свою енергію на нагрівання цих продуктів. Якщо ж енергію вбирати нічому, НВЧ-випромінювання відбивається від стінок поверхонь, що екранують, при цьому щільність хвиль зростає все більше.
3. НВЧ-випромінювання потрапляє назад у магнетрон, і якщо він складається з металу, то просто перегріється і може вийти з ладу.

Вважається, що після розігріву страви у НВЧ-печі краще дати йому постояти 3-5 хвилин. Тоді встигають нейтралізуватися так звані «вільні радикали», тобто частини молекул, що розпалися на частини під впливом мікрохвиль.

Відео: Як працює мікрохвильова піч?

Все вищесказане про принцип роботи пристрою добре ілюструється в наступному відео:

Після прочитання нашої статті ви стали набагато краще розумітися на принципі роботи НВЧ-печі. Тепер ви знаєте, що вона може робити краще звичайної духовки та електроплитки, а що не може, і які дії взагалі неприпустимі під час роботи з мікрохвильовою піччю.

Вконтакте

14 011

Для того щоб зрозуміти, чи шкідлива мікрохвильова піч, необхідно мати уявлення, що таке мікрохвилі. Для цього звернемося не до чуток, а до наукових даних фізики, яка пояснює природу та властивості всіх фізичних явищ.

Що таке мікрохвилі та їх місце у спектрі електромагнітних випромінювань.
Мікрохвилі- Це один з видів електромагнітного випромінювання. А, як відомо, електромагнітне випромінювання Сонця – основне джерело енергії для життя на Землі. Воно складається з видимого та невидимого випромінювання.

Всі кольори, які ми бачимо, - це видима частина випромінювання. Невидима — це радіохвилі, інфрачервоне (теплове), ультрафіолетове, рентгенівське та гама-випромінювання. Всі ці хвилі - прояви того самого явища - електромагнітного випромінювання, а відрізняються вони довжиною хвиль і частотою коливань. Чим більша довжина хвиль, тим менша частота їх коливань. Ці параметри визначають властивості тієї чи іншої виду випромінювань.

Весь спектр електромагнітних хвиль можна послідовно розташувати у міру зменшення довжини хвилі (а відповідно збільшення частоти коливань) у такому порядку:

1. Радіохвиліелектромагнітні хвилі з довжиною хвилі більше 1мм. Вони включають: a) Довгі хвилі – довжина хвилі від 10 км до 1 км (частота 30 кГц – 300 кГц);
   b) Середні хвилі – довжина хвилі від 1 км до 100 м (частота 300кГц -3МГц);
   c) Короткі хвилі – довжина хвилі від 100 м до 10 м (частота 3 – 30МГц);
   d) Ультракороткі хвилі з довжиною хвилі менше 10 м (частота 30МГц - 300 ГГц). Ультракороткі хвилі у свою чергу поділяються на:
   метрові, сантиметрові (у тому числі мікрохвилі), міліметрові хвилі.
   Мікрохвилі- Це вид електромагнітної енергії, що знаходиться в шкалі частот між радіохвилями та інфрачервоним випромінюванням. Тому вони мають деякі властивості своїх сусідів. Мікрохвиліабо хвилі надвисоких частот (НВЧ) - це короткі електромагнітні радіохвилі з довжиною хвилі 1 мм - 1 м (частота менше 300мгц). Надвисокочастотним (НВЧ) випромінюванням його називають тому, що він має найбільшу частоту в радіодіапазоні. Фізична природа випромінювання мікрохвиль така сама, що й у радіохвиль. Вони використовуються для телефонного зв'язку, роботи Інтернету, передачі телевізійних програм у мікрохвильових печах.
2. Інфрачервоне випромінювання- Електромагнітні хвилі з довжиною хвилі 1 мм - 780 нм (частота 300 ГГц - 429 ТГц). Його ще називають «тепловим» випромінюванням, оскільки воно сприймається шкірою людини як відчуття тепла.
3. Видимо випромінювання- Електромагнітні хвилі з довжиною хвилі 780-380 нм (частота 429 ТГц - 750 ТГц).
4. Ультрафіолетове випромінюванняе - електромагнітні хвилі з довжиною хвилі 380 - 10 нм (частота 7,5 1014 Гц - 3 1016 Гц).
5. Рентгенівське випромінювання- Електромагнітні хвилі з довжиною хвилі 10 нм - 5 пм (частота 31016 - 61019 Гц).
6. Гамма промені- Електромагнітні хвилі з довжиною хвилі менше 5 пм (частота більше 61019 Гц).

Від довжини хвилі та частоти залежить кількість енергії, яку вона переносить. Хвилі з великою довжиною хвилі та низькою частотою несуть мало енергії. Хвилі з малою довжиною хвилі та великою частотою – багато. Чим більшу енергію має випромінювання, тим пагубніший ефект воно надає на людину.

За здатністю викликати такий ефект як іонізація речовини, всі вищевказані види електромагнітного випромінювання діляться на 2 категорії: іонізуючеі неіонізуюче.
Відрізняються ці два види випромінювань кількістю енергії, яку вони несуть.

1. Іонізуюче випромінюванняінакше називають радіоактивним. До нього відносяться рентгенівське, гамма-випромінювання, та в окремих випадках ультрафіолетове.
Іонізуюче випромінюваннявідрізняється високою енергією, здатною іонізувати речовини, і викликає такі зміни в клітинах, які порушують перебіг біологічних реакцій в організмі та становлять небезпеку для здоров'я.
Максимальна енергія притаманна гамма-випромінюванню. Внаслідок його впливу їжа стає радіоактивною, а у людини розвивається променева хвороба. Саме тому для живого організму дуже небезпечна дія всіх іонізуючих випромінювань.

2. Неіонізуюче випромінювання - радіохвилі, інфрачервоне, видиме випромінювання.
Ці види випромінювання мають недостатню енергію для іонізації речовини, тому не можуть змінити структуру атомів і молекул. Кордоном між неіонізуючим та іонізуючим випромінюванням зазвичай вважають довжину хвилі приблизно 100 нанометрів.
Енергії довгих радіохвиль недостатньо навіть для того, щоб що-небудь нагріти — вони просто пройдуть наскрізь будь-якої їжі. Енергія інфрачервоного випромінювання (теплова) поглинається всіма предметами, зокрема їжею, тому успішно використовується, наприклад, тостерах. Мікрохвилі займають середнє становище ними і тому також мають невисоку енергію.

Мікрохвилі, що використовуються в НВЧ-печах.
У побутових мікрохвильових печах використовуються мікрохвилі з частотою випромінювання 2450 МГц (2,45 ГГц) і довжиною хвилі приблизно 12 см. Ці показники значно нижчі за частоти рентгенівських і гамма-променів, які викликають іонізуючий ефект і небезпечні для людини. Мікрохвилі розташовуються між радіо- та інфрачервоними хвилями, тобто. вони мають недостатню енергію для іонізації атомів і молекул.
У справних НВЧ - печах мікрохвилі безпосередньо на людину не впливають. Вони поглинаються їжею, спричиняючи ефект утворення тепла.
Мікрохвильові печі не створюють іонізуюче випромінюванняі не випромінюють радіоактивні частинки, тому не мають радіоактивного впливу на живі організми і продукти харчування. Вони генерують радіохвилі, які за всіма законами фізики не можуть змінити атомно-молекулярну структуру речовини, вони можуть лише нагрівати її.
Отже, мікрохвилі - це різновид радіохвиль. Перебуваючи в шкалі частот між радіохвилями та інфрачервоним випромінюванням, вони мають спільні з ними властивості.
Однак, ні тепло, ні радіохвилі, які оточують нас усюди, ніяк не впливають на їжу, а отже, немає особливих причин очікувати цього і від мікрохвиль.

Мікрохвильова піч, або мікрохвильова піч, є майже неодмінним атрибутом будь-якої російської кухні. Чому цей побутовий пристрій настільки поширений? Справа в його швидкості - час розігріву в мікрохвильовій печі вимірюється в секундах, тоді як на плиті це займе значно більше часу. Зручність теж відіграє важливу роль - мікрохвильова піч невелика за розмірами і поміститься навіть у найменшій "хрущовці". А якщо плити немає та немає можливості її поставити? Мікрохвильова піч багато в чому може її замінити!

Як мікрохвильова піч з'явилася на світ

"Батьком" мікрохвильової печі по праву вважається американський фізик Персі Спенсер. Він розробляв випромінювачі надвисоких частот, і під час своїх експериментів звернув увагу, що органіка під впливом НВЧ розігрівається. Як саме це сталося, історія замовчує, однак є дві найпоширеніші версії: за однією з них, він за розсіяністю забув на увімкненому приладі бутерброд, а коли згадав про нього, він уже був сильно розігрітий. Друга версія стверджує, що Спенсер носив у кишені шоколадку, яка закономірно розтанула під впливом надвисоких частот.

Використання у побуті

Так чи інакше, виявивши "продовольчі" властивості НВЧ-випромінювання в 1942, вже в 45 фізик отримав на свій винахід патент. А вже через два роки, 1947-го, американські військові розігрівали в мікрохвильовій печі свої сніданки, обіди та вечері. Що б не робила мікрохвильова піч, принцип роботи її механізму військових не хвилював - головне, що вона давала швидкий результат. Щоправда, мікрохвильова піч у 40-ті була ще "не та" - вага приладу перевищувала 300 кілограм!

Далі за справу взялася фірма Sharp – вже у 62-му вона випустила "в народ" першу модель споживчої мікрохвильової печі. Особливого сплеску інтересу вона не викликала, тому що покупців відлякувало використання НВЧ-випромінювання. Надалі цією ж компанією була винайдена "тарілка, що обертається", а в 79-му - система електронного управління.

З чого складається НВЧ-піч?

Мікрохвильова піч складається з кількох обов'язкових деталей:

1. Трансформатори.
2. Магнетрон у мікрохвильовій печі - власне, випромінювач
3. Хвиля, за рахунок якого відбувається передача випромінювання до ізольованої камери.
4. Металізована камера – місце, де й розігріваються продукти.

Додатковими елементами мікрохвильової печі є: для більш рівномірного розігріву їжі, електроніка для управління різними режимами, таймером, вентилятор.

Яким чином мікрохвильова піч гріє їжу?

Незважаючи на "магію", яку має мікрохвильова піч, принцип роботи абсолютно навчений і логічний. Практично в будь-якій їжі міститься молекула води та інших елементів, що мають як позитивний, так і негативний заряд. За відсутності магнітного поля заряди у молекулах розташовуються довільно, хаотично. Сильне магнітне поле миттєво організує електричні заряди - вони стають спрямовані строго відповідно до ходу ліній магнітного поля.

Особливість НВЧ-випромінювання в тому, що воно "перевертає" дипольні молекули не просто швидко, а неймовірно - майже 5 мільярдів разів на секунду! Молекули переміщуються відповідно до зміни магнітного поля, а найвища швидкість "перемикання" буквально створює ефект тертя. Саме завдяки цьому продукти в мікрохвильовій печі розігріваються за кілька секунд.

Типи мікрохвильових печей

Які ж бувають мікрохвильові печі і чим вони між собою різняться:

1. Соло-піч, або мікрохвильова пічка звичайна. Належить до найбюджетніших моделей і призначена тільки для розморожування та підігріву їжі. Як правило, такі НВЧ-печі мають механічне управління і досить надійні, оскільки ламатися особливо нема чому.
2. НВЧ із грилем та конвекцією. Ці функції мікрохвильової печі йдуть як разом, так і порізно. Гриль є додатковим нагрівальним елементом, який розташований найчастіше під стелею камери, і обертовий рожен. Конвекція - це циркуляція гарячого повітря всередині камери, що забезпечує додатковий і рівномірніший розігрів їжі. Такі мікрохвильові печі, як правило, відносяться до середньої цінової категорії і працюють як на механічному, так і на електронному управлінні.
3. Багатофункціональні НВЧ-печі. Безліч режимів, само собою, конвекція та гриль, функція пароварки, а також цілий набір кулінарних рішень для вашої кухні. Зрозуміло, такі серйозні побутові прилади відносяться до категорії дорогих та управляються за допомогою складної електроніки.

Незважаючи на відмінність у деталях, НВЧ-піч за 20 доларів і за 200 - це все та ж мікрохвильова піч. Принцип роботи той самий.

Чим ще відрізняються один від одного мікрохвильові печі?

1. Об'ємом. Побутові НВЧ-печі один з одним відрізняються, але не надто сильно. А ось промислові мікрохвильові печі зовсім інші - в них можна розігрівати відразу кілька десятків порцій.
2. Тип грилю. Він може бути керамічним, кварцовим чи теновим. При однаковому смисловому навантаженні різняться між собою деталями: наприклад, кварцовий гриль розігріває рівномірніше і витрачає менше електрики, але теновий може працювати інтенсивніше, а також його простіше відмивати.
3. Спосіб покриття внутрішніх стін. Їх теж кілька - фарбування під емаль, міцна емаль та спеціальні покриття (біокераміка та антибактеріальне). Фарбування - найдешевше і недовговічне, емаль вже краща, хоча тривале та інтенсивне використання також призводить його до непридатності. Спеціальні покриття можна назвати вічними. До недоліків відносяться висока ціна і крихкість по відношенню до ударних навантажень. І так, є ще нержавіюча сталь - відмінний варіант для тих, хто не готовий занадто сильно розщедрюватися заради мікрохвильової печі. Міцне, надійне, чудово виглядає покриття з легкістю витримує тривалі та інтенсивні нагрівання. До недоліків нержавіючої сталі слід віднести складності у відмиванні - кілька чисток абразивними засобами створюють на її поверхні сіточку мікроподряпин, в які жир, що пригорів, "вчепляється" всіма своїми молекулами.
4. Види керування. Їх всього три – механіка, кнопки, механіка дешева, проста у використанні, надійна, недолік – точність виставлення часу. Кнопки трохи частіше ламаються, але час можна виставити секунда в секунду. До недоліків можна віднести бруд, що накопичується на елементах управління, що вимагає додаткового часу для відтирання. Сенсор – красиво, стильно, бруд не накопичується, можна програмувати процес приготування їжі. Недоліки - ламається частіше за інших, варто відчутно дорожче. Ремонт мікрохвильових печей, особливо дорогих, послуга недешева, тому варто подумати: а чи варто брати із сенсором?
5. Режими роботи НВЧ-печі. Їх може бути від 3-4 у дешевих моделях, до 10-12 у найдорожчих. З основних режимів можна назвати наступні: повний режим - смаження м'яса, запікання овочів. Середньо-високий, 3/4 потужності – швидке розігрівання невибагливих продуктів. Середній – варіння супів, приготування риби. Середньо-низький, 1/4 потужності - розморожування продуктів, "м'який" розігрів продуктів. Найменший, близько 10% потужності, призначений для розморожування "капризних" продуктів на кшталт томатів, та підтримки у теплому вигляді вже гарячих продуктів.

Додаткові функції НВЧ-печей

Однією з найцікавіших додаткових функцій для мікрохвильової печі є подача гарячої пари. Це доповнення не дає продуктам пересихати, і вони готуються значно швидше. Сюди ж можна додати провітрювання камери - незважаючи на незначність, для багатьох господинь ця функція стала рятівною - тепер у них овочі не пахнуть рибою, а риба - яблуками.

Розділювачі камери. Різні ґрати дозволяють готувати кілька порцій одночасно. До недоліків цієї функції можна віднести відсутність обертання, що робить розігрів їжі менш рівномірним.

"Крисп" - спеціальна тарілка для мікрохвильової печі, дозволяє готувати в ній так само, як на сковорідці. Виготовлена ​​з неї "тримає" температуру до 200 градусів.

Слюда. Навіщо слюда у мікрохвильовій печі? Вона оберігає хвилевід від різних забруднень і збільшує термін служби приладу.

Функція подвійного випромінювання. Як працює така мікрохвильова піч? Пристрій та принцип роботи такої НВЧ-печі відрізняються лише наявністю двох джерел високочастотного випромінювання. Це дозволяє досягти більш якісного та рівномірного прогрівання їжі.

Вбудована кулінарна книга. Недешева функція, але для тих, хто любить смачно поїсти, не витрачаючи на це великих тимчасових та інтелектуальних витрат, це саме воно.

Необхідні правила безпеки під час використання НВЧ-печі

Досить часто обивателів хвилює питання про те, чи небезпечна для здоров'я мікрохвильова піч. Принцип роботи її, звичайно, заснований на НВЧ-випромінюванні. Але боятися цього не треба.

Повна справна мікрохвильова піч становить не більшу небезпеку для споживача, ніж комп'ютер або телевізор. Всупереч стійким міфам, випромінювання від мікрохвильової печі не є радіоактивним або канцерогенним, і мікрохвильова піч після декількох місяців роботи не починає "фонувати".

НВЧ-випромінювання дійсно може завдати серйозного опіку, але щоб домогтися цього від своєї домашньої мікрохвильової печі, доведеться попітніти - навіть найдешевші моделі оснащуються багаторівневим захистом. І, наприклад, засунути руку у включений прилад не вийде – автоматика одразу ж відключить живлення.

Який посуд варто використовувати у своїй мікрохвильовій печі

Найкраще, якщо тарілка для мікрохвильової печі, яку ви збираєтеся використовувати в НВЧ-печі, буде спеціалізованою, з відповідним маркуванням. До неї відносяться, наприклад, набори посуду з жароміцного скла. Якщо ж у вас під рукою немає такої, зверніть увагу на наступні рекомендації:

1. Скло. Відмінний матеріал для мікрохвильової печі, якщо він не дуже тонкий, і відсутні тріщини і сколи.
2. Порцеляна та фаянс. Придатні матеріали, якщо вони повністю покриті глазур'ю і не пофарбовані металізованою фарбою. Знову ж таки, фарфорова або не повинна мати механічних пошкоджень.
3. Папір. Підходящий матеріал, але з припущеннями - папір повинен бути щільним, не забарвленим, і краще не використовувати його протягом довгого часу.
4. Пластик. Так, але лише спеціалізований. Сьогодні багато фірм випускають цілі лінійки пластикових контейнерів для розігріву в мікрохвильових печах. Ідеальний варіант для офісного працівника, який не хоче розорятися на бізнес-ланчі та походи в кафе.

Найневідповідніша тарілка для мікрохвильової печі - металева. Від високочастотного випромінювання вона починає іскрити, а це незабаром відправить вас шукати заклад, де здійснюють ремонт мікрохвильових печей.

Як доглядати?

У цьому вам допоможе інструкція до мікрохвильової печі. У ній зазначено, якими спеціальними засобами її слід чистити. Нестачі в них немає, а купувати їх варто одразу, з мікрохвильовою піччю. Не варто затягувати з прибиранням - багаторазово нагрітий і спресований жир на стінках камери вам доведеться болісно довго відтирати, проклинаючи все на світі, а щоденне прибирання зводитиметься до кількох легких рухів ганчіркою. Якщо ви все ж таки досягли утворення "стародавніх відкладень", то перед миттям поставте в піч склянку води на хвилину і увімкніть максимальний режим. Жир і бруд набрякнуть і відмиються у рази легше.

Трішки гумору...

Одна жінка в США виграла судову справу після того, як "посушила" в мікрохвильовій печі свою кішку. У позовній заяві вона вказала, що не знала про те, що "не можна сушити кішок у мікрохвильовій печі".

Незважаючи на те, що сирі курячі яйця в мікрохвильовій печі вибухають, ентузіасти по всьому світу намагаються придумати спосіб обійти цю проблему - проколоти дірку в шкаралупі, завернути в спеціальну плівку. Але, незважаючи на всі зусилля, яйця все одно вибухають.

Нещодавно підірвало інтернет-фейкове повідомлення про те, що нову модель айфона можна підзарядити від мікрохвильової печі. Невідомо, скільки власників смартфонів повелося на цей розіграш, але десятки фото з розкуроченими айфонами говорять самі за себе.

Мікрохвильова піч міцно узвичаїлася і стала одним з незамінних атрибутів будь-якої квартири. Цей побутовий прилад дозволяє за лічені хвилини розігріти або приготувати їжу за допомогою невидимого для ока випромінювання.

Але щоб дізнатися, звідки береться це випромінювання і наскільки воно є безпечним для людини, необхідно розуміти пристрій і принцип роботи магнетрона мікрохвильової печі, який і є генератором високочастотних хвиль.

Магнетрон

Що таке мікрохвилі та як вони нагрівають їжу

Мікрохвильовим називається електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від 1 мм до 1 м. Даний вид випромінювання використовується не тільки в побутових цілях, але також в системах навігації та радіолокації, а також забезпечує роботу стільникового зв'язку та супутникового телебачення.

Мікрохвилі можуть генеруватися як штучним, і природним способом (наприклад, на Сонце). Інша назва мікрохвиль – це випромінювання надвисокої частоти, або НВЧ.

У всіх типах побутових мікрохвильових печей встановлена ​​єдина частота випромінювання, що дорівнює 2450 МГц. Ця величина є міжнародним стандартом, якого виробники побутової техніки повинні суворо дотримуватися, щоб їхня продукція не створювала перешкод у роботі інших мікрохвильових пристроїв.

Мікрохвильове випромінювання

Тепловий вплив НВЧ-випромінювання було виявлено американським фізиком Персі Спенсером у 1942 році. Саме він запатентував застосування пристрою, що генерує мікрохвилі, для приготування їжі, тим самим започаткувавши використання мікрохвильових печей у побуті.

У наступні кілька десятиліть цю технологію було доведено до досконалості, що дозволило налагодити масовий випуск простих і недорогих пристроїв для швидкого .

Щоб нагріти будь-який матеріал у мікрохвильовій печі, потрібна присутність у його складі дипольних молекул, тобто молекул, що мають протилежні електричні заряди на обох кінцях.

У харчових продуктах основним їх джерелом є вода. Під впливом випромінювання надвисокої частоти ці молекули починають вишиковуватися вздовж силових ліній електромагнітного поля, змінюючи свій напрямок близько 5 мільярдів разів на секунду. Тертя, що виникає між ними, супроводжується виділенням тепла, яке і нагріває їжу.

Однак мікрохвилі не здатні проникнути глибше, ніж на 2-3 см від поверхні продукту, тому все, що знаходиться під цим шаром, прогрівається за рахунок теплопровідності від нагрітих ділянок.

Нагрів їжі за допомогою НВЧ

Пристрій магнетрону та його застосування

У більшості видів мікрохвильової техніки генератором надвисокочастотних коливань є магнетрон. Пристрої, схожі за своїм принципом дії – клістрони та платинотрони, не набули настільки широкого поширення. Вперше магнетрон був застосований у НВЧ-печах у 1960 році. Найчастіше у техніці використовується багаторезонаторний магнетрон, що складається з кількох компонентів:

1. Анод. Є мідним циліндром, розділеним на сектори з товстими металевими стінками. Ці об'ємні порожнини є резонаторами, що створюють кільцеву систему коливань. На анод подається напруга близько 4000 вольт.
2. Катод. Розташований в центральній частині магнетрона і є циліндром, всередині якого знаходиться нитка розжарювання. У цій частині пристрою відбувається емісія електронів. На підігрівач (нитка накалу) подається напруга 3 вольти.
3. Кільцеві магніти. Електромагніти або постійні магніти великої потужності, розташовані в частинах торцевих приладу, необхідні для створення магнітного поля, спрямованого паралельно осі магнетрона. Рух електронів також здійснюється у цьому напрямку.
4. Дротяна петля. Вона з'єднана з катодом, закріплена в резонаторі та виведена до антени-випромінювача. Петля служить для виведення надвисокочастотного випромінювання хвилевід, після якого воно потрапляє прямо в камеру мікрохвильової печі.

Пристрій магнетрону

Завдяки простоті конструкції та невисокій вартості магнетрони знайшли застосування у багатьох сферах, але найбільшого поширення вони мають:

• У НВЧ-печах. Крім швидкого приготування та розморожування їжі в побутових печах, магнетрони дозволяють також виконувати виробничі завдання. Промислова мікрохвильова піч може здійснювати нагрівання, сушіння, плавлення, випал та багато іншого. При цьому важливо пам'ятати, що мікрохвильову піч не можна включати порожній, оскільки в цьому випадку випромінювання не буде нічим поглинатися і повернеться назад на хвилевід, що може призвести до його поломки.
• У радіолокації. Антена радара, підключена до хвилеводу, фактично є конічним опромінювачем і використовується спільно з параболічним відбивачем (тарілкою). Магнетрон виробляє потужні короткі імпульси енергії з малою довжиною хвилі, частина якої, відбиваючись, знову надходить на антену і далі на чутливий приймач, що обробляє сигнал і його на екран.

Магнетрони в радіолокації

Принцип роботи магнетрону

Робота мікрохвильової печі заснована на перетворенні електричної енергії в електромагнітне випромінювання надвисокої частоти, яке надає руху молекули води, що знаходяться в їжі. Дипольні молекули, що постійно змінюють напрямок, виробляють тепло, яке дозволяє швидко нагріти продукти, при цьому зберігаючи їх корисні властивості. Пристроєм, що генерує мікрохвилі є магнетрон.

Магнетрон, власне, є электровакуумным діодом, у роботі якого застосовується явище термоелектронної емісії. Це явище виникає в процесі нагрівання поверхні емітера або катода. Під дією високої температури найактивніші електрони прагнуть покинути його поверхню, але це буде відбуватися тільки тоді, коли на анод подається напруга. При цьому виникає електричне поле, і електрони починають рух до анода, прямуючи вздовж силових ліній. Якщо електрони опиняються у зоні дії магнітного поля, їх траєкторії відхиляються у бік напрями силових ліній.

Електровакуумний діод

Анод магнетрона має форму циліндра із системою порожнин, або резонаторів, усередині якого знаходиться катод із ниткою розжарювання. Два кільцеві магніти, розташованих по краях анода, створюють всередині анода магнітне поле, завдяки якому електрони не рухаються безпосередньо від катода до анода, а змінюють свою траєкторію, обертаючись навколо катода. Поблизу резонаторів електрони віддають їм частину своєї енергії, що призводить до утворення в їх порожнинах потужного надвисокочастотного поля, яке виводиться назовні за допомогою дротяної петлі, підключеної до антени-випромінювача.

Щоб привести в дію магнетрон необхідно подати на анод високу напругу близько 3-4 тисяч вольт. Тому підключення магнетрона до побутової електромережі здійснюється за допомогою високовольтного трансформатора. Крім цього схема включення мікрохвильової печі включає хвилевід, що передає випромінювання всередину камери, ланцюг комутації, блок управління, а також елементи захисту та охолодження. Крім того, внутрішні стінки камери та тонка металева сітка на дверцятах пристрою перешкоджають виходу випромінювання за його межі.

Схема включення магнетрону

Як магнетрон впливає на потужність НВЧ

Більшість сучасних виробників мікрохвильових печей пропонують можливість вибору потужності приладу. Від цього параметра, у свою чергу, залежить режим роботи (розморожування або нагрівання) та швидкість нагрівання їжі. Однак конструктивні особливості магнетрона не дозволяють зменшити його потужність, тому зниження інтенсивності нагріву харчування на нього подається через певні проміжки часу. Ці паузи в роботі магнетрона можна помітити, якщо включити мікрохвильову піч на середній потужності і прислухатися до звуку її роботи.

Нещодавно деякі виробники побутової техніки заявили про появу низки моделей мікрохвильових печей з інверторною схемою живлення. Застосування цієї схеми дозволило не лише збільшити об'єм корисного простору в камері за рахунок зменшення габаритів випромінювача, а й знизити споживання енергоспоживання пристрою. На відміну від звичайних моделей, температура нагрівання в печах інверторного типу змінюється плавно, проте їхня вартість на порядок вища.

Охолодження та захист магнетрону

Під час роботи магнетрон виділяє велику кількість тепла, тому на корпус встановлюється радіатор. Оскільки перегрів є основною причиною виходу з ладу магнетрона, то для його захисту застосовуються інші методи:

1. Терморель. Цей пристрій використовується для захисту магнетрона, а також гриля, якщо він є в моделі. Термозапобіжник оснащений біметалевою пластиною, яка може бути налаштована під певну температуру. При перевищенні цього значення вона згинається та розмикає ланцюг живлення.
2. Вентилятори. Він не тільки обдуває прохолодним повітрям радіатор магнетрона, але й виконує низку інших корисних функцій, таких як охолодження електронних компонентів пристрою, циркуляція повітря всередині камери під час роботи гриля, а також відведення гарячої пари назовні через спеціальні отвори.
3. Система блокування. Декілька мікроперемикачів контролюють положення дверцят мікрохвильової печі, не дозволяючи магнетрону включатися при її відкритому положенні.

Терморелі

Чи можна замінити магнетрон

Головна перевага сучасних магнетронів для побутових мікрохвильових печей у їх взаємозамінності. На різні моделі мікрохвильових печей будуть підходити магнетрони виробництва інших фірм, тому при необхідності їх можна змінювати. При цьому єдиною необхідною вимогою буде відповідність потужності. Купити магнетрон можна в багатьох магазинах електроніки, однак, щоб зробити правильний вибір, необхідно розібратися в його параметрах та маркування. Найчастіше в мікрохвильових печах встановлюються такі моделі магнетронів:

• 2М 213 (600 Вт номінальної потужності та 700 Вт під навантаженням);
• 2М 214 (1000 Вт);
• 2М 246 (1150 Вт – найбільша потужність).

Навіть вивчивши всі необхідні параметри цього пристрою, заміну магнетрона в домашніх умовах не рекомендується. По-перше, зняти його самостійно буде досить важко, а по-друге, забезпечити його безпечну роботу після встановлення зможе лише кваліфікований спеціаліст.

Стандартна конфігурація магнетрону

Діагностика несправностей та причини їх появи

Заміна магнетрона може вимагати досить істотних фінансових витрат, тому, перш ніж купувати новий пристрій, необхідно зробити діагностику старого, щоб переконатися, що він справді несправний. Перевірка може бути виконана у домашніх умовах за допомогою звичайного тестера. Для цього потрібно:

1. Відключити мікрохвильову піч від електромережі.
2. Зняти захисну кришку та провести візуальний огляд деталі.
3. "Продзвонити" основні елементи друкованої плати за допомогою тестера або "мультиметра".
4. Провести огляд термореле.

Діагностика

Після закінчення діагностики можна зробити висновки про несправність тих чи інших деталей. До основних причин виходу з ладу магнетрона можна віднести:

• Несправність ковпачка вакуумної трубки. Його можна замінити самостійно, просто підібравши аналогічний ковпачок з іншого магнетрона. Посадкові місця таких ковпачків мають стандартну конфігурацію.
• Обрив підігрівача. При або неправильному завантаженні магнетрон буде перегріватися, що може призвести до надмірного розжарювання нитки і її обриву. Для її діагностики необхідно виміряти опір між ніжками конденсатора. Якщо його значення знаходиться в межах 5-7 Ом, підігрівач справний.
• Пробій прохідного конденсатора. Якщо тестер не показує «нескінченне» значення опору між контактами, то конденсатор необхідно замінити.

Windows 7