Mikrovlnná rúra: história, zariadenie a princíp činnosti, regulácia výkonu, aspekty bezpečného používania

História mikrovlnnej rúry

Percy Spencer mal 50 rokov, keď pracoval ako inžinier v americkej vojensko-priemyselnej spoločnosti Raytheon, ktorá sa zaoberala výrobou radarových zariadení.

Písal sa rok 1945, vtedy Percy náhodou objavil jav, ktorý sa o dva roky neskôr stal základom prvej mikrovlnnej rúry: počas ďalšieho experimentu s magnetrónom sa kúsok čokolády v Spencerovom vrecku zrazu bez zjavného dôvodu začal topiť.

Magnetron je zariadenie, ktoré vyžaruje elektromagnetickú energiu vo forme mikrovĺn. Pôvodne sa používal pre radarovú technológiu.

Ukázalo sa, že ultravysokofrekvenčné (mikrovlnné) žiarenie dokáže efektívne ohrievať jedlo... Už 8. októbra 1945 dostal Percy Spencer patent na prvú mikrovlnnú rúru na svete určenú na rýchle rozmrazovanie potravín.

V roku 1947bol postavený prvý mikrovlnný rozmrazovač pod značkou Radarange (teraz sa dá povedať, že opustil montážnu linku). Išlo o agregát o veľkosti veľkej modernej chladničky, ktorý vážil 340 kg s výkonom 3 kW.

Prvé hromadné zásielky mikrovlnných rúr Radarange na rozmrazovanie jedla smerovali na kreslá vojenských nemocníc a kreslá amerických vojakov. Od roku 1949 sa začala masová výroba týchto pecí, takže každý, kto si mohol dovoliť takýto nákup, mal možnosť zakúpiť si mikrovlnnú rúru na rozmrazovanie len za 3 000 dolárov.

Pôvod myšlienky vyrábať domáce mikrovlnné rúry na ohrievanie jedla sa datuje od 25. októbra 1955, kedy prvú mikrovlnnú rúru na domáce použitie predstavila americká spoločnosť «Tappan Company». Sériovú výrobu domácich mikrovlnných rúr začala v roku 1962 japonská spoločnosť Sharp, no dopyt po takomto exotickom produkte pre domácnosť nebol veľký.

V ZSSR sa mikrovlnné rúry «ZIL», «Elektronika» a «Maria MV» začali vyrábať v 80-tych rokoch. V roku 1990 bola na magnetróne M-105-1 vyrobená mikrovlnná rúra "Dneprianka-1" s objemom 32 litrov, s výkonom 1,3 kW pri mikrovlnnom výkone 600 W.

Tak sa začala masová výroba domácich mikrovlnných rúr, ktoré umožňujú rýchlo rozmrazovať jedlo, ohrievať a dokonca aj uvariť. Hlavnou podmienkou je, že výrobok vložený do mikrovlnnej rúry obsahuje vodu.

Princíp činnosti a zariadenie mikrovlnnej rúry

Záverom je, že elektromagnetické žiarenie v rozsahu decimetrov vedie k zrýchleniu pohybu molekúl polárneho dielektrika (vody), ktoré majú určitý dipólový moment.

Keď sa molekuly zrýchľujú, ich interakcia prebieha pod vplyvom mikrovlnného žiarenia, to znamená, že látka absorbuje elektromagnetické žiarenie, pričom teplota tejto látky stúpa.

Optimálna dielektrická absorpcia elektromagnetického žiarenia vodou nastáva pri frekvencii 2,45 GHz, čo je presne frekvencia, na ktorej pracujú magnetróny moderných mikrovlnných rúr.

V porovnaní s klasickými rúrami sa v mikrovlnnej rúre ohrieva jedlo nielen na povrchu, ale aj v objeme výrobku, pretože elektromagnetická vlna preniká do vyhrievaného tela v hĺbke 1,5 až 2,5 cm, čo urýchľuje ohrev, dáva priemerné zvýšenie teploty jedla o 0,4 °C za sekundu.

Na získanie mikrovlnného žiarenia s určitou vlnovou dĺžkou sa v mikrovlnnej rúre používa magnetrón so špeciálne vypočítanými konštrukčnými parametrami.Žiarenie generované magnetrónom sa prenáša cez vlnovod a sústreďuje sa v komore, v ktorej je umiestnená vyhrievaná platňa.

Komora je uzavretá kovovými dvierkami, ktoré zabraňujú šíreniu mikrovlnných vĺn za jej hranice. Magnetrón je napájaný tradične zo sekundárneho vinutia vysokonapäťového transformátora (MOT) s výstupným napätím 2000 voltov, ktoré je zvýšené o zdvojovací obvod (pozostávajúci z kondenzátora a diódy). Ohrev katódy magnetrónu zabezpečuje špeciálne sekundárne vinutie s napätím 4 volty z rovnakého transformátora.

Klasická metóda automatického nastavovania tepelných charakteristík mikrovlnnej rúry je rovnaká ako metóda používaná v žehličkách a ohrievačoch pre domácnosť: magnetrón sa periodicky zapína a vypína, takže priemerný tepelný výkon dodávaný do komory vo forme elektromagnetických vĺn je nižší. rovná hodnote nastavenej používateľom.

Bezpečnostné aspekty mikrovlnných rúr

Podľa vedeckých údajov priamy účinok mikrovlnných vĺn na ľudské telo vytvára výrazný tepelný efekt a pri dlhšom (alebo silnom) pôsobení môže viesť k lokálnemu prehriatiu a spôsobiť vážne popáleniny.

Takže pri hustote mikrovlnného výkonu približne 35 mW / cm 2 človek cíti zahrievanie. Dlhodobé vystavenie pri výkonových hustotách nad 100 mW/cm2 spôsobuje šedý zákal a môže viesť k dočasnej neplodnosti.

Mikrovlnná hustota 10 mW/cm2 sa považuje za bezpečnú. Aplikované priamo na mikrovlnné rúry, podľa európskej normy, vo vzdialenosti 5 cm od mikrovlnnej rúry by maximálna úroveň hustoty výkonu nemala prekročiť 1 mW / cm2 a vo vzdialenosti 50 cm od rúry by mala nesmie byť viac ako 0,01 mW/cm2. cm.Práve tieto normy spĺňajú moderné mikrovlnné rúry pri ich výrobe.

Mimochodom, otvorené dvierka rúry vždy blokujú jej aktiváciu, to znamená, že mikrovlnná rúra by nikdy nemala fungovať s otvorenými dvierkami.

Teraz k vplyvu mikrovlnných vĺn na elektricky vodivé látky (najmä kovy). Vlna, samozrejme, nepreniká kovovými predmetmi, ale je schopná indukovať indukované prúdy v kove, napr. vírivé prúdy, ktoré zase silne zahrievajú kov.

Z tohto dôvodu nebudete môcť efektívne ohrievať jedlo v kovovej nádobe pomocou mikrovlnnej rúry. Čo môžeme povedať o riadoch s kovovými vzormi a okrajmi, ktoré sa ľahko zničia mikrovlnnými vlnami (z indukovaných vírivých prúdov), ktoré riad jednoducho pokazia.