Mikrovlnná trouba: historie, zařízení a princip činnosti, regulace výkonu, aspekty bezpečného používání

Historie mikrovlnné trouby

Percy Spencerovi bylo 50 let, když pracoval jako inženýr v americké vojensko-průmyslové společnosti Raytheon, která se zabývala výrobou radarových zařízení.

Psal se rok 1945, tehdy Percy náhodou objevil jev, který se o dva roky později stal základem první mikrovlnné trouby: při dalším experimentu s magnetronem se kousek čokolády ve Spencerově kapse náhle bez zjevné příčiny začal rozpouštět.

Magnetron je zařízení, které vyzařuje elektromagnetickou energii ve formě mikrovln. Původně se používal pro radarovou technologii.

Ukázalo se, že ultravysokofrekvenční (mikrovlnné) záření dokáže účinně ohřívat jídlo... Již 8. října 1945 získal Percy Spencer patent na první mikrovlnnou troubu na světě určenou k rychlému rozmrazování potravin.

V roce 1947byl postaven první mikrovlnný rozmrazovač pod značkou Radarange (dnes lze říci, že opustil montážní linku). Jednalo se o jednotku o velikosti velké moderní lednice, která vážila 340 kg s výkonem 3 kW.

První hromadné zásilky mikrovlnných trub Radarange na rozmrazování potravin byly odeslány na křesla vojenských nemocnic a křesla amerických vojáků. Od roku 1949 začala sériová výroba těchto pecí, takže každý, kdo si mohl dovolit takový nákup, měl možnost zakoupit mikrovlnnou troubu na rozmrazování za pouhých 3 000 $.

Původ myšlenky vyrábět domácí mikrovlnné trouby pro ohřev jídla se datuje k 25. říjnu 1955, kdy první mikrovlnnou troubu pro domácí použití představila americká společnost «Tappan Company». Sériovou výrobu domácích mikrovlnných trub zahájila v roce 1962 japonská společnost Sharp, ale poptávka po tak exotickém produktu pro domácnost nebyla velká.

V SSSR se v 80. letech začaly vyrábět mikrovlnné trouby «ZIL», «Elektronika» a «Maria MV». V roce 1990 byla na magnetronu M-105-1 vyrobena mikrovlnná trouba „Dneprianka-1“ o objemu 32 litrů, o výkonu 1,3 kW při mikrovlnném výkonu 600 W.

Tak začala sériová výroba domácích mikrovlnných trub, které umožňují rychle rozmrazovat potraviny, ohřívat je a dokonce i vařit. Hlavní podmínkou je, že výrobek vložený do mikrovlnné trouby obsahuje vodu.

Princip činnosti a zařízení mikrovlnné trouby

Závěrem je, že elektromagnetické záření v rozsahu decimetrů vede ke zrychlení pohybu molekul polárního dielektrika (vody), které mají určitý dipólový moment.

Jak jsou molekuly urychlovány, dochází pod vlivem mikrovlnného záření k jejich interakci, to znamená, že látka pohlcuje elektromagnetické záření, zatímco teplota této látky stoupá.

K optimální dielektrické absorpci elektromagnetického záření vodou dochází při frekvenci 2,45 GHz, což je přesně frekvence, na které pracují magnetrony moderních mikrovlnných trub.

Oproti klasickým troubám se v mikrovlnné troubě ohřívá jídlo nejen na povrchu, ale i v objemu výrobku, protože elektromagnetická vlna proniká do ohřátého těla v hloubce 1,5 až 2,5 cm, což urychluje ohřev, dává průměrné zvýšení teploty jídla o 0,4 °C za sekundu.

Pro získání mikrovlnného záření o určité vlnové délce se v mikrovlnné troubě používá magnetron se speciálně vypočtenými konstrukčními parametry.Záření generované magnetronem je přenášeno vlnovodem a koncentrováno v komoře, ve které je umístěna vyhřívaná deska.

Komora je uzavřena kovovými dvířky, které brání šíření mikrovlnných vln za její hranice. Magnetron je napájen tradičně ze sekundárního vinutí vysokonapěťového transformátoru (MOT) s výstupním napětím 2000 voltů, které je zvýšeno zdvojovacím obvodem (skládajícím se z kondenzátoru a diody). Ohřívání katody magnetronu zajišťuje speciální sekundární vinutí s napětím 4 volty ze stejného transformátoru.

Klasický způsob automatického nastavování tepelných charakteristik mikrovlnné trouby je stejný jako u žehliček a domácích ohřívačů: magnetron se periodicky zapíná a vypíná, takže průměrný tepelný výkon dodávaný do komory ve formě elektromagnetických vln je nižší. rovna hodnotě nastavené uživatelem.

Bezpečnostní aspekty mikrovlnných trub

Podle vědeckých údajů přímý účinek mikrovlnných vln na lidské tělo vytváří znatelný tepelný efekt a v případě dlouhodobého (nebo silného) působení může vést k místnímu přehřátí a způsobit vážné popáleniny.

Takže při hustotě mikrovlnného výkonu asi 35 mW/cm 2 člověk cítí zahřívání. Dlouhodobá expozice při hustotě výkonu nad 100 mW/cm2 způsobuje šedý zákal a může vést k dočasné neplodnosti.

Úroveň hustoty mikrovln 10 mW/cm2 je považována za bezpečnou. Aplikováno přímo na mikrovlnné trouby, podle evropské normy, ve vzdálenosti 5 cm od mikrovlnné trouby by maximální úroveň hustoty výkonu neměla překročit 1 mW / cm2 a ve vzdálenosti 50 cm od trouby by měla nesmí být větší než 0,01 mW/cm2. cm.Právě tyto normy splňují moderní mikrovlnné trouby při jejich výrobě.

Mimochodem, otevřená dvířka trouby vždy blokují její aktivaci, to znamená, že mikrovlnná trouba by nikdy neměla fungovat s otevřenými dvířky.

Nyní k vlivu mikrovlnného vlnění na elektricky vodivé látky (zejména kovy). Vlna samozřejmě neproniká kovovými předměty, ale je schopna indukovat v kovu indukované proudy, vč. vířivé proudy, které zase silně zahřívají kov.

Z tohoto důvodu nebudete moci efektivně ohřívat jídlo v kovové nádobě pomocí mikrovlnné trouby. Co můžeme říci o nádobí s kovovými vzory a hranami, které lze snadno zničit mikrovlnnými vlnami (z indukovaných vířivých proudů), které nádobí jednoduše zkazí.