В начале сороковых годов XX века американский физик-исследователь П. Спенсер обнаружил в ходе экспериментов, что микроволновое излучение обладает тепловым эффектом. Работая в промышленной лаборатории, Спенсер испытывал излучатель СВЧ-волн. Однажды по своей , присущей многим ученым, он положил на установку бутерброд. Велико же было его удивление, когда через несколько минут бутерброд оказался нагретым!
Другая версия истории открытия теплового воздействия сверхвысокочастотных волн гласит, что ученый носил в кармане плитку шоколада, которая растаяла от работы установки.
Через три с лишним года ученый получил заслуженный патент на использование микроволнового излучения для целей приготовления пищи. Это произошло в октябре 1945 года. И уже к конце сороковых годов в столовых США появились первые СВЧ-печи. Но устройство было очень громоздким и весило достаточно много. Перед изобретателями открывалось широкое поле деятельности по усовершенствованию микроволновой печи.
Успех пришел к японским конструкторам, которые усердно трудились над доработкой изобретения Спенсера полтора десятилетия. Была разработана более современная конструкция печи, устройство получило вращающуюся внутри тарелку. В 1979 году появилась первая СВЧ-печь, имеющая встроенную систему управления на микропроцессорах.
Как устроена микроволновая печь
Конструкция микроволновой печи проста и сложна одновременно. Внутри устройства находится трансформатор, волновод и магнетрон, представляющий собой вакуумный прибор, который генерирует волны . Для выработки требуемого напряжения печь снабжена .
Охлаждение устройства осуществляется через вентилятор, который обдувает магнетрон воздушной струей.
С магнетрона микроволны идут в волноводный канал, имеющий металлические стенки, которые способны отражать излучение. Пройдя сквозь слюдяной фильтр, волны попадают в камеру печи. Внутренняя полость печи, как правило, сделана из металла и иногда бывает покрыта краской, имитирующей эмаль. Более дорогие модели снабжены покрытием из , которая сравнительно легко отмывается от загрязнений и выдерживает термическое воздействие.
Современная микроволновая печь существенно отличается от своего прототипа. Она компактна, экономична и многофункциональна. Сегодня в СВЧ-печи можно не только подогреть пищу, но и разморозить ее, используя один из нескольких программируемых режимов. Существуют и пользуются популярностью модели со встроенным грилем. Вполне возможно, что в за вниманием потребителей изобретатели дополнят печь еще многими полезными функциями.
14.08.2013 29.04.2016 by gotovlyu v mikrovolnovke
Чтобы разобраться как работает микроволновка придется вспомнить базовый курс школьной физики. Но даже те, кто этот курс помнят не очень хорошо, после подробного объяснения будут точно знать принцип работы микроволновки и смогут ответить себе и другим о вреде самого прибора или пищи, которая в нем готовится.
Прибор назван микроволновой печью не случайно. В ней (и не только в ней, например в сотовых телефонах, спутниковом телевидении, а также имеются природные волны, которые создает Солнце) используется излучение сверхвысокой частоты или, как еще его называют, микроволновое излучение, состоящее из электромагнитных волн, длина которых составляет 1 миллиметр - 1 метр.
Помимо длины, волны характеризуются частотой. Для микроволновок, согласно международного соглашения, принята частота 2450 МГц (такая частота не создаст помех для работы других приборов с микроволнами).
Электромагнитные скорости, если кто не знал или забыл, напоминаю, распространяются со скоростью 300000 км за секунду. Правильно, это скорость света. Зная частоту микроволн печи можно получить длину. Для этот скорость нужно разделить на частоту, получаем 12,25 см. Вот такие волны обитают в вашей микроволновке.
Еще одна характеристика волн, чтобы принцип работы микроволновки был точно понятен. Волна - сочетание двух переменных полей (магнитного и электрического). В продуктах нет магнитных свойств, поэтому это поле не рассматриваем. А вот электрическое поле, которое создает волна, и есть основа.
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,
Немного о правилах пользования, которые помогут освоить процесс приготовления в СВЧ:
Как «приучить» свои рецепты к микроволновке. Это
Вкусная картошка с мясом в горшочке,
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.
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 устроена микроволновая печь
Требуемые продукты, помещаются внутрь микроволновки на вращающуюся подставку, благодаря которой разогрев происходит равномерно. Вырабатывает микроволны мощная электронная лампа – магнетрон. При выходе вашего бытового прибора из строя не спешите заниматься ремонтом самостоятельно, учтите, что на магнетрон подается очень высокое напряжение – не рискуйте собой и своими родными.
Защищает от излучения сеточка на двери прибора.
В комплектацию прибора входят:
- шнур электропитания,
- преобразователь энергии;
- магнетрон;
- устройства направляющие и распределяющие волны;
- конденсатор;
- выпрямитель;
- дверца, оборудованная спец. уплотнителями;
- камера печи с тарелкой;
- вентилятор.
Всё довольно просто. Используется явление разогрева микроволновым или сверхвысокочастотным (СВЧ) электромагнитным излучением (обычно с частотой 2,45 ГГц) веществ, содержащих воду, а точнее - дипольные её молекулы (на одном их конце положительный, а на другом - отрицательный заряд).
Микроволновое, или сверхвысокочастотное (СВЧ), излучение - это электромагнитные волны длиной от 1 миллиметра до 1 метра. Отметим, что эти волны существуют и в природе, их испускает Солнце. Длина волны в микроволновой печи - 12,25 см.
Непосредственно разогрев продуктов происходит из-за очень быстрого движения молекул под действием электромагнитного излучения, микроволн, генерируемых специальным излучателем - магнетроном - и попадающих в рабочую камеру по герметичному металлическому волноводу.
Электромагнитное поле, в котором находятся молекулы пищи, меняет полярность почти пять миллиардов раз в секунду, что и заставляет молекулы "кувыркаться" с бешеной скоростью, и от трения между ними выделяется тепло.
Версии появления
Именно версии, потому что их несколько. Кроме официальной, "американской", есть и другие, о которых вспоминают реже.
Папаша Спенсер
Перси Спенсер (Percy LeBaron Spencer) - американский инженер, работавший в сороковых годах ХХ века в компании Raytheon, которая и сегодня жива-здорова - крупнейший поставщик Пентагона, разработчик и производитель "Пэтриотов" и "Томагавков".
Спенсер тогда занимался разработкой и изготовлением радаров и их составляющих, и в один прекрасный, как потом выяснилось, для домохозяек всего мира день во время испытаний очередного магнетрона (генератора микроволн) он заметил, как сильно нагрелся сэндвич, почему-то лежавший на работавшем приборе.
кулинаризации" магнетрона на одном из совещаний по выходу Raytheon на потребительский рынок и получил одобрение руководства. Так что микроволновка - скорее плод планомерной работы, чем случайность.
Способ тепловой обработки пищи микроволнами запатентовали (номер патента - 620.919), и в 1947 году Raytheon представила первую микроволновую печь - Radarange. Весила она больше 300 кг, высотой была 180 см, имела мощность 3000 Вт (почти в три раза больше, чем у современных моделей), была с водяным охлаждением и стоила огромные тогда деньги - 5000 долларов (умножайте на 10–11 и получите эквивалент цены в наши дни).
Продукт получился явно не массовый. Первоначально печь закупало всё то же Министерство обороны США - для быстрого размораживания продуктов в солдатских столовых и на кухнях военных госпиталей. Некоторый интерес к Radarange проявили ещё владельцы отелей и ресторанов, устанавливали их и на судовых камбузах.
Японский след
Приложили руку к "микроволновой кулинарии" и японцы. По сути, они даже обогнали американцев, начав в 1962 году серийное производство Sharp R-10 (спрос, впрочем, был вялым), тогда как в Штатах первая массовая модель появилась на пять лет позже. В 1966 году Sharp разработала привычный сейчас поворотный стол, существенно улучшивший качество приготовления и размораживания продуктов. В 1979 году эта же компания презентовала первую СВЧ-печь с микропроцессорным управлением, а в 1999 - с выходом в сеть Интернет.
Сделано в СССР
Есть и мнение, что родина микроволновки - Советский Союз. Относительно недавно, 17 мая 2011 года, газета "Труд" сообщила, что перед самым началом Великой Отечественной войны, 13 июня 1941 года, публиковала заметку "Новый способ варки мяса", в которой описывалась установка, разработанная во Всесоюзном НИИ мясной промышленности для тепловой обработки мясных продуктов, использовавшая для этого токи ультравысокой частоты.
Это был своего рода прообраз микроволновой печи. Возможно, не случись через неделю с небольшим войны, родиной её так и считалась бы наша страна. Но всё сложилось по-другому, а после войны СССР было не до микроволновок.
Впрочем, гораздо позже, в 80-е годы ХХ века, в нашей стране было своё производство микроволновых печей из японских комплектующих: на заводах ЗИЛ (Москва) и Южмаш (Донецк).
Инопланетный гость
На десерт - версия об инопланетном происхождении микроволновой печи. Есть и такая. По ней технология была позаимствована американцами у инопланетян в результате знаменитого Розуэлльского инцидента. В 1947 году в Нью-Мексико разбился или был сбит якобы НЛО (ВВС США официально не подтверждают это, говоря о метеозонде). И вот там, на борту инопланетного корабля, вместе с тут же засекреченными инопланетянами якобы и нашли нашу героиню - микроволновку, во всяком случае, технологические решения, которые легли в основу её работы.
Разумеется, никаких официальных подтверждений этой версии нет. Розуэлльский инцидент сейчас - скорее часть американской поп-культуры, хотя споры насчёт того, как всё было на самом деле, были это инопланетяне или секретный эксперимент военных, ведутся до сих пор.
Массовое завоевание кухонь
Первые шаги в дома американцев микроволновки делают в 1955 году, когда местный производитель бытовой техники Tappan (позже купленный концерном Electrolux), используя собственные разработки и технологии Raytheon, представил версию СВЧ-печи для домашнего использования. Но шаги эти пока несмелые - устройство всё равно получилось громоздкое, всё ещё малопонятное американцам, да и стоило хоть и дешевле, но всё равно дорого по тем временам - 1295 долларов.
Американская компания Litton Industries (существует и сейчас - крупнейший в США производитель военной техники) также много сделала в середине прошлого века для продвижения микроволновок в массы. Именно Litton мы обязаны появлением моделей того формата, который сейчас считается классикой: небольших по высоте, но относительно широких и глубоких.
Первая действительно популярная микроволновка появилась в США в 1967 году и была совместным продуктом Raytheon и Amana. Стоила она около 400 долларов. Именно 50 лет назад в США начался микроволновой бум. К 1975 году продажи СВЧ-печей составили уже около 1 миллиона штук в год.
Поначалу Япония в процентном отношении обгоняла США по распространению микроволновок. В начале 70-х уже 17% японских семей повседневно использовали дома СВЧ-печь, а в США - только 4%. Но уже через несколько лет такие печи трудились на кухнях 14% американских семей. К концу семидесятых она была уже более чем на 50% кухонь в США и обошла по популярности посудомоечную машину.
История изобретения микроволновой печи весьма интересна. Так как это устройство стало очевидным техническим прорывом и сыграло большую роль в изменении повседневной жизни людей, история его создания обросла множеством разнообразных легенд.
История создания: альтернативные версии
По одной из версий, инженер, работающий в компании «Raytheon», которая специализировалась на изготовлении техники для нужд военного времени, Перси Спенсер проводил испытания сделанного им излучателя сверхвысокочастотных волн.
Когда Перси принял решение перекусить, в кармане своих брюк он нашел не шоколадный батончик, а массу, по виду напоминающую пасту. Инженер понял, что волны сконструированного им устройства разогрели шоколад. Чтобы убедиться в правильности своих догадок, на следующий день Спенсер вместе со своим коллегой провели эксперимент, в котором выяснили, как действуют микроволны на яйца. Подвергнутый излучению мощностью в 10 кВТ, продукт очень быстро взорвался, едва не забрызгав рядом стоявших исследователей. После всех проведенных испытаний, Перси Спенсер усовершенствовал свое изобретение, построив ограждения для повышения плотности поля магнетических волн. Таким образом, пища разогревалась, достигая температур значительной величины. Это случайное событие и дало старт новому бизнесу, приносящему многомиллионные прибыли.
Но это лишь одна из версий. Существует мнение, что эта история была придумана работниками прессы. Над изобретением микроволновой печи долго и кропотливо трудились многие люди. Компания «Raytheon», работником которой и был Перси Спенсер, изготавливала технику для военных нужд, и в течении Второй Мировой войны это приносило ей неплохой доход. Но после окончания боевых действий значительно возрос риск прекращения поступления прибыли из-за ненадобности продукции, производимой компанией. И «Raytheon» решила адаптировать производство для мирной жизни. Задумка по производству «микроволновок» была выработана и озвучена на совещании Спенсером. Руководство ее одобрило и дало старт изготовлению данных устройств.
Патент на изобретение
Так или иначе, в октябре 1945 года Перси Спенсер смог зарегистрировать патент на устройство для приготовления пищи посредством магнитных волн. Но на доведение аппарата до необходимого высокого уровня потребовалось еще 2 года работы. Только в 1947 году компания «Raytheon» начала выпуск первых в мире СВЧ-печей.
Неоднозначное восприятие практического использования
Изначально люди относились к новому изобретению достаточно осторожно, т. к. аппарат быть громоздким и охлаждался лишь водой. Но дальнейшая работа над усовершенствованием печей дала свой результат. Люди, которые могли позволить себе приобрести новинку, подогревали пищу намного быстрее, чем раньше, готовили из более свежих продуктов. Неожиданно для изобретателей, пользователи открыли новые возможности микроволновых печей: они использовали их для производства кожи и пробок, чтобы сделать продукты пригодными для производства.
Применение микроволновых печей в настоящее время
Сейчас это устройство есть практически на каждой кухне мира. Оно значительно упростило процесс приготовления и разогревания пищи и облегчило жизнь миллионам людей. Производители совершенствуют аппараты, доводя до абсурда их формы и возможности, чтобы удовлетворить возрастающие нужды населения.
