Как работает микроволновая печь

Как работает микроволновая печь

Микроволновые печи (СВЧ-печи) уже давно стали самым обыденным бытовым прибором, с помощью которого можно очень быстро разморозить продукты, разогреть уже приготовленную пищу или приготовить блюдо по оригинальному рецепту, и даже продезинфицировать кухонные моющие губки и тряпочки, не содержащие металла. Наличие удобного, интуитивно понятного интерфейса, а также многоуровневой защиты позволяют даже ребенку справиться с управлением такого сложного и высокотехнологичного устройства, как микроволновка. Некоторые блюда можно легко и быстро приготовить по встроенным программам. А возможные неисправности вполне можно устранить, сделав ремонт СВЧ-печи своими руками.

Вред или бред об опасности микроволновых печей

Немало поползновений приходилось на принцип работы СВЧ печи, больше прочего понравились статейки, где история Ханса Ульриха Хертела названа мифом. Кстати, сам доктор превратился в особу женского пола. Настолько близка стала авторам информация о возбуждении уголовного дела ассоциаций производителей бытового оборудования против группы исследователей из 8 человек, что решили довести перипетии до читателей. Рассмотрим вначале, как работает микроволновая печь.

В продаже можно встретить технику трёх видов: классическую, с грилем, с конвекцией и грилем. В обычной печке можно разогреть продукты, разморозить их, и только. Тогда как наличие гриля и/или конвекции расширяет возможности оборудования. Естественно, что дополнительные элементы заметно прибавляют стоимости печи и увеличивают расход электроэнергии.

Модели с конвекцией оснащаются вентилятором, позволяя качественно поджарить продукты. Пища равномерно запекается и в результате покрывается хрустящей корочкой. В печах с грилем можно поджарить курицу, пирожки и другие блюда. Такой тандем легко заменяет обычную духовку.

Вентилятор равномерно распределяет тепло по камере

Грили в СВЧ-печах могут быть трёх типов – кварцевые, угольные или на ТЭНе. В первом случае мы имеем скрытый за металлической сеткой элемент, который быстро нагревается, расходует заметно меньше энергии, чем остальные разновидности, и в обслуживании не нуждается.

Угольные грили хороши тем, что практически полностью копируют открытый огонь. Блюда на выходе получаются такими же сочными, как если бы их готовили на мангале или в газовой духовке. Нагревательный элемент выполнен из углеволокна и привередлив в обслуживании.

Грили на ТЭНе универсальны. Их сравнительно легко обслуживать – чистить и менять. Трубки могут располагаться либо сверху, либо снизу. Но есть модели с двумя нагревательными элементами и даже с подвижным грилем, где ТЭН опускается при готовке и встаёт на место, когда технику отключают.

Работа на уровне электрической схемы

Схемы микроволновых печей любого производителя практически ничем не отличаются. Главное отличие во внешнем виде аппаратов.

Рассмотрим электрическую схему работы печи «Самсунг».

Во время включения выбранного режима магнетрон начинает выделять энергию, которая превращается в тепло. Оно направлено конкретно на какой-то один предмет, который необходимо нагреть. Главным элементом электрической схемы печи является трансформатор-стабилизатор анодно-накального типа.

Схема состоит из двух частей:

  1. Управляющей. В нее входят микроконтроллер, дисплей, блок управления, электромагнитные реле, зуммер. Чтобы питать эту часть прибора используют понижающий трансформатор;
  2. Исполнительных элементов: магнетрона, вентилятора, мотто-редуктора столика, лампы подсветки.

Особое внимание нужно уделить исполнительной цепи. Именно эта часть электросхемы считается генератором излучения печи. Начинается цепь с высоковольтного трансформатора, к первичной обмотке которого подключено напряжение 220 В.

Напряжение со вторичной обмотки подводится к накальной обмотке магнетрона, которая потребляет ток в 10 А. Другая обмотка данного трансформатора, конденсатор и диод вырабатывают напряжение в 4 кВ, что позволяет питать анод магнетрона. Из-за небольшого тока анода (0,3 А) создается движение электронов в вакууме.

Свойства еды после разогрева в микроволновке

Противники микроволновок, помимо страшилок с вредным излучением, аргументируют свои опасения молекулярным изменением продуктов. Однако сама его структура при разогреве совсем не меняется — просто молекулы быстро двигаются. Соответственно, прежними остаются свойства и состав еды.

Доводы, что вкус блюда становится не таким, как свежеприготовленный, могут быть опровергнуты самой природой разогрева микроволнами. Если блюдо в духовке или сковородке сильнее разогревается снаружи, то в СВЧ прогрев гораздо более равномерный и осуществляется по всей толщине продукта. И влага внутри разогреваемого блюда распределяется по-другому. А вот витаминный состав в микроволновке, такой, как Electrolux EMM20000OK, остается более полным, чем при традиционной тепловой обработке.

Тем не менее, есть продукты, которые врачи не советуют класть в СВЧ печь. Специалисты не рекомендуют греть в ней грудное молоко, а также яйца и любые другие продукты в цельной оболочке — они могут взорваться и испачкать все внутреннее пространство микроволновки.

Принцип работы микроволновой печи

Чтобы микроволны могли нагреть пищу в ней должны быть дипольные (разные заряды на разных концах, то есть в одной — положительный, с другой — отрицательный) молекулы. И, как оказывается, они есть. Это молекулы сахара, жира, но самое важное — воды, которая есть практически во всех продуктах.

В каждом, даже самом маленьком кусочке продукта есть огромное количество дипольных молекул, которые расположены как им вздумается, то есть хаотично. Но стоит им попасть под воздействие электрического поля, как тут же молекулы строятся ровными рядами на силовых линиях поля, причем в строгом порядке: плюс — в одну сторону, минус — в другую. Выстроились. Но как только поле поменяет полярность, вслед за ним подстраиваются и молекулы, поворачиваясь на сто восемьдесят градусов. А теперь представьте, что такое изменение поля происходит очень часто. А вернее, с частотой 2450 МГц. Напоминаю, 1 герц — 1 колебание в 1 секунду, значит несложно подсчитать, что 1 МГц — 1 млн. колебаний за 1 секунду. За 1 колебание поле меняется дважды. Можете вычислить сколько раз наши молекулы изменили своё положение за секунду. Для тех, кто верит на слово — 4900000000 раз.

Представили это бешенное движение молекул? И при этом движении молекулы соприкасаются друг с другом, выделяя тепло, которое и «греет» продукт.

Зная принцип работы СВЧ печи не составит приготовить множество блюд на скорую руку, например, такие>>

Немного о правилах пользования, которые помогут освоить процесс приготовления в СВЧ: https://gotovim-v-mikrovolnovke.ru/pravila-polzovaniya-mikrovolnovkoj.html

Как «приучить» свои рецепты к микроволновке. Это здесь>>

Вкусная картошка с мясом в горшочке, за рецептом>>

Для тех, кому физика оооочень далека предлагаю потереть ладошки друг о друга. Чувствуете как они становятся теплыми. Вот такой же принцип. И кстати, этот пример показывает, что, таким образом, то есть потирая интенсивно ладошки, мы не сможем нагреть ткани слишком глубоко. Так и микроволны не могут проникнуть глубже трёх сантиметров. Поэтому к действию микроволн подключается теплопроводность, за счет которой вырабатываемое тепло проникает глубже трёх сантиметров.

Что это значит практически и как соотносится к приготовлению пищи в микроволновке? Это значит, что не нужно готовить большой кусок на максимальной мощности. Лучше выставить среднюю и дать теплу спокойно проникнуть вглубь, хорошо проготавливая кусок и не обуглить внешнюю часть.

Читайте также  Мангал из диска

А жидкие продукты нужно периодически перемешивать, помогая теплу проникать в середину посуды.

Последнее время ходят слухи о том, что подогрев в микроволновке продуктов начинается с внутренней части продукта, что приводит к потере ценных микроэлементов в пище. Но это ошибочное мнение, как вы уже поняли. Проведите практический эксперимент: подогрейте варёный неочищенный картофель, а затем посмотрите на его подсохшую поджаристую корочку и нежную сердцевину.

Как работает СВЧ-печь?

Принцип действия прибора довольно прост. Сердцем любой микроволновой печи является магнетрон. Частота микроволн для бытовых целей — 2450 МГц. Мощность магнетрона в современных приборах 700–1000 Вт. Для того чтобы магнетрон не перегревался рядом с ним часто установлен вентилятор. Помимо охлаждения магнетрона он обеспечивает циркуляцию воздуха внутри печи. Это также способствует более равномерному разогреву продуктов.

В печь микроволны подаются по волноводу. Он представляет собой канал, стенки в котором металлические. Именно они отражают магнитное излучение. Под действием микроволн молекулы в продуктах начинают быстро двигаться. Между ними возникает трение, в результате чего выделяется тепло – вспоминаем физику.

Это тепло и служит разогревом пищи. Особенность микроволн в том, что они не проникают внутрь глубже 3 см. Проще говоря, остальная часть продукта нагревается от поверхностного слоя. Тепло далее проникает за счет теплопроводности. Устанавливается продукт на вращающуюся тарелку. Постоянное вращение также предназначено для равномерной готовки. Я нашла для вас наглядное видео, которое демонстрирует принцип работы микроволновки.

От микроволн нас защищает дверца микроволновки. Помимо этого, она обеспечивает возможность обзора. Она имеет особую конструкцию – состоит из стеклянных пластин, между которыми есть металлическая сетка. Такая сетка прекрасно отражает микроволны внутрь печи. Небольшие отверстия позволяют следить за готовкой, но они не пропускают микроволны.

По периметру дверцы укреплен специальный уплотнитель. Он также защищает нас от микроволн. Если уплотнитель поврежден – прибором пользоваться нельзя.

Так как металл отражает микроволны – посуда из него как правила не пригодна для готовки в печи. Вообще про особенности использования различной посуды я тоже много нового узнала. Описала это в статье «какую посуду можно использовать в микроволновке».

При помощи чего создаются данные волны?

Для генерации радиоволн данной частоты, применяют специально устройство, называемое магнетроном, который представляет из себя электровакуумный диод состоящий из крупного цилиндрического анода, выполненного из меди, который сочетает в себе 10 секторов стенки, и они также изготовлены из меди.

В центре устройства расположен стержневой катод, с нитью внутри канала. Катод предназначен для эмиссии электродов. Для того, чтобы агрегат генерировал СВЧ-излучение, нужно создать магнитное поле в полости магнетрона. Для этого используют мощные кольцевые магниты, которые располагаются по торцам детали.

Для создания эмиссии, необходимо к аноду подать напряжение в четыре тысячи вольт, а к нити канала всего три.

Для съёма энергии, в строении устройства предусмотрены проволочные петли, которые подключены к катоду, а тот в свою очередь выведен в так называемую «излучательную антенну». С данного устройства вырабатываемое излучение уходит непосредственно в волновод, который и распределяет его по всей главной камере. Зачастую стандартная мощь данного элемента, который устанавливают в большинстве моделей микроволновок, составляет порядка 810 Вт.

Если для подогрева или приготовления пищи необходима меньшая мощность, то магнетрон попросту циклично включается и отключается.

В науке данное явление называют широтно-импульсной модуляцией. Для того, чтобы устройство выдало 400 Вт, а именно половину от своей выходной мощности в течении 20-секундного интервала, необходимо на 10 секунд обесточить магнетрон, а после чего подать электроэнергию на те же 10 секунд.

Устройство в процессе работы генерирует большое количество тепла, поэтому для его охлаждения, элемент устанавливают в пластинчатый радиатор, для того, чтобы он постоянно обдувался воздушными потоками, благодаря небольшому кулеру, встроенному в микроволновку. В случае перегрева, данный элемент конструкции может просто на просто выйти из строя, по этому его оснащают защитным устройством, а именно термопредохранителем.

Смотрите также – Какую посуду безопасно ставить в микроволновую печь

Как работают дополнительные функции СВЧ

Практически все современные печи имеют режим гриля. Когда не только камера нагревается внутри, но и тепло подаётся с помощью специального тента — изогнутого металлического прибора, расположенного вверху камеры. Их называют ТЭНами — от «теплоэлектронагреватель».

В современных духовках дополнительно к режиму гриля есть режим конвекции. Когда камера эффективно продувается от ТЭНа гриля к пище. Система представляет собой циркулятор. Конвективная теплопередача, применительно к печи, — это передача тепла при помощи молекул воздуха. Использование вентилятора и называется обычно режимом конвекции.

Современные модели имеют ряд встроенных в компьютер рецептов и способов приготовления блюд.