Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Мікрохвильова піч



План:


Введення

СВЧ-піч

Мікрохвильова піч або СВЧ -піч (застаріле наголос мікрохвильова [1]) - побутовий електроприлад, призначений для швидкого приготування або швидкого підігріву їжі, розморожування продуктів, а також розігрівання матеріалів ( клеїв) у виробничих цілях. Зазвичай працює на частоті 2450 МГц, хоча в деяких виробничих печах частота випромінювання може змінюватись (так звані англ. variable frequency microwave, VFM ).

На відміну від класичних печей (наприклад, духовки або російської печі), розігрів продуктів в мікрохвильовій печі відбувається не з поверхні, а по всьому об'єму продукту, що містить полярні молекули (наприклад, води), так як радіохвилі проникають достатньо глибоко майже в усі харчові продукти. Це скорочує час розігріву продукту. [2]


1. Пристрій

Схема включення магнетрона

Основні компоненти магнетронній мікрохвильовій печі:

  • металева, з металізованої дверцятами, камера (у якій концентрується надвисокочастотне випромінювання), куди містяться розігріваються продукти;
  • трансформатор - джерело високовольтного живлення магнетрона;
  • ланцюга управління і комутації;
  • безпосередньо СВЧ-випромінювач - магнетрон;
  • хвилевід для передачі випромінювання від магнетрона до камери;
  • допоміжні елементи:
    • обертовий столик - необхідний для рівномірного розігріву продукту з усіх боків;
    • схеми та ланцюги, що забезпечують управління ( таймер) і безпека (блокування режимів) пристрої;
    • вентилятор, що охолоджує магнетрон і провітрюють камеру.

2. Різновиди

3. Принцип роботи

Нагрівання в печі заснований на принципі так званого "дипольного зсуву". Молекулярний дипольний зсув під дією електричного поля відбувається в матеріалах, що містять полярні молекули. Енергія електромагнітних коливань поля призводить до постійного зсуву молекул, вибудовування їх згідно силовим лініям поля, що і називається дипольним моментом. А так як поле змінне, то молекули періодично змінюють напрямок. Зрушуючи, молекули "розгойдуються", стикаються, вдаряються один про одного, передаючи енергію сусіднім молекулам в цьому матеріалі. Так як температура прямо пропорційна середньої кінетичної енергії руху атомів або молекул в матеріалі, значить, таке перемішування молекул за визначенням збільшує температуру матеріалу. Таким чином, дипольний зрушення - це механізм перетворення енергії електромагнітного випромінювання в теплову енергію матеріалу.

Нагрівання в мікрохвильовій печі в результаті дипольного зсуву під дією змінного електричного поля залежить від характеристик молекул і міжмолекулярної взаємодії в середовищі. Для кращого нагріву частоту змінного електричного поля потрібно встановити таким чином, щоб за напівперіод молекули встигли повністю перебудуватися. Так як вода міститься практично у всіх продуктах, частоту СВЧ випромінювача мікрохвильової печі підібрали для кращого розігріву саме молекул води в рідкому стані, в той час як лід, жир і цукор нагріваються набагато гірше. У льоду заморожені молекули води утримуються в кристалічній решітці, вимагають для дипольного зсуву більш низької частоти (кілогерц замість гігагерц, наприклад, для видалення льоду з ліній електропередачі використовується частота 33 кГц), і частота випромінювання, що використовується в мікрохвильовій печі, виявляється не оптимальною.

Існує поширена думка про те, що мікрохвильова піч розігріває їжу "зсередини назовні". Насправді мікрохвилі йдуть зовні всередину, затримуються в зовнішніх шарах їжі, тому розігрів рівномірно вологого продукту відбувається приблизно так само, як і в духову печі (щоб переконатися в цьому - досить підігріти варену картоплю "в мундирі", де тонка шкірка досить захищає продукт від висихання). Невірне уявлення викликано тим, що мікрохвилі не впливають на сухі непровідні матеріали, які зазвичай бувають на поверхні продуктів, і тому їх нагрівання в деяких випадках починається глибше, ніж при інших способах нагріву (хлібні вироби, наприклад, розігріваються саме "зсередини", і саме з цієї причини - хліб і булочки зовні мають підсохлу скоринку, а більшість вологи зосереджено всередині).


3.1. Потужність печі

Потужність СВЧ-печей варіюється в діапазоні від 500 до 2500 ват і вище.
Практично всі побутові печі дозволяють користувачеві регулювати рівень випромінюваної потужності. Для цього нагрівач (магнетрон) періодично включається і вимикається, згідно установці регулятора потужності (тобто сам магнетрон має тільки два стани - вкл. / Викл., Але чим більше тривалість включеного стану, по відношенню до вимкненого - тим більше випроменена потужність печі в одиницю часу - метод т. н. широтно-імпульсної модуляції, такий же застосовується для тих же цілей напр. в регуляторі потужності праски). Ці періоди включення / вимикання можна спостерігати під час роботи печі безпосередньо (чути це у вигляді змін шуму, виробленого працює піччю, а також - щодо зміни зовнішнього вигляду деяких продуктів (надування деяких повітряних продуктів, у тому числі - пакетів) і т. п. ) під час включення і виключення магнетрона.


3.2. Заходи безпеки

Мікрохвильове випромінювання не може проникати всередину металевих предметів, тому неможливо приготувати їжу в металевому посуді. Металевий посуд і металеві прилади (ложки, вилки), що знаходяться в печі в процесі нагрівання, можуть вивести її з ладу.

Небажано розміщувати в мікрохвильову піч посуд з металевим напиленням ("золотою облямівкою") - навіть цей тонкий шар металу сильно нагрівається вихровими струмами і це може зруйнувати посуд в області металевого напилення. У той же час, металеві предмети без гострих країв, виготовлені з товстого металу, порівняно безпечні в мікрохвильовій печі .

Не можна нагрівати в мікрохвильовій печі рідину в герметично закритих ємностях і цілі пташині яйця - через сильного випаровування води всередині них створюється високий тиск і, внаслідок цього, вони можуть вибухнути. З цих же міркувань небажано сильно розігрівати сосисочні вироби, обтягнуті поліетиленової плівкою.

Розігріваючи в мікрохвильовці воду, також слід дотримуватися обережності - вода здатна до перегрівання, тобто, до нагрівання вище температури кипіння. Перегріта рідина здатна майже миттєво скипіти від необережного руху. Це відноситься не тільки до дистильованої воді, але і до будь-якої води, в якій міститься мало зважених часток. Чим більш гладкою і однорідною є внутрішня поверхня судини з водою, тим вище ризик. Якщо у судини вузьке горлечко, то велика ймовірність, що в момент початку кипіння перегріта вода виллється і обпалить руки.


4. Історія

Американський інженер Персі Спенсер вперше помітив здатність надвисокочастотного випромінювання до нагрівання продуктів і запатентував мікрохвильову піч. У момент винаходу Спенсер працював в компанії Raytheon, що займається виготовленням обладнання для радарів. За легендою, коли він проводив експерименти з черговим магнетроном, Спенсер помітив, що шматок шоколаду в його кишені розплавився. За іншою версією, він зауважив, що нагрівся бутерброд, покладений на включений магнетрон. Можливо, причиною винаходу був саме опік, але з комерційних міркувань імідж приладу псувати було недоцільно.

Патент на мікрохвильову піч був виданий в 1946. Перша в світі НВЧ-піч "Radarange" була випущена в 1947 фірмою Raytheon і була призначена не для приготування їжі, а для швидкого розморожування продуктів і використовувалася виключно військовими (в солдатських їдальнях і столових військових госпіталів). Її висота була приблизно рівна людському росту, маса 340 кг, потужність - 3 кВт, що приблизно в два рази більше потужності сучасної побутової НВЧ-печі. В 1949 почалося їх серійне виробництво. Коштувала ця піч близько 3000 $.

Радянська мікрохвильова піч "Дніпрянка-1"

25 жовтня 1955 американська компанія "Tappan Company" вперше представила побутову мікрохвильову піч.
Перша серійна побутова мікрохвильова піч була випущена японської фірмою Sharp в 1962. Спочатку попит на новий виріб був невисокий.

В СРСР з середини 80-х мікрохвильові печі випускалися на заводах ЗіЛ (модель "ЗІЛ") і Південний машинобудівний завод (модель "Мрія МВ"). Дніпровський машинобудівний завод ім. Леніна (ДМЗ) випускав "Дніпрянка-1" (1990 г, 32 літра, потужність 2300 ват, маса 40 кг, ціна 350 руб) [3] і "Дніпрянка-2", але використовувалися в них імпортні магнетрони японського виробництва [джерело не вказано 648 днів]. Креслення ДМЗ отримав з заводу "Радіотехніка" [джерело не вказано 41 день].

Станом на 2009 мікрохвильова піч - один з найпоширеніших побутових електроприладів [джерело не вказано 815 днів].


4.1. Твердження про радянському пріоритеті

17 травня 2011 газета " Праця "повідомила, що в її номері від 13 червня 1941 року в замітці була описана спеціальна установка, яка використала струми ультрависокої частоти для обробки м'ясних продуктів і розроблена в лабораторії магнітних хвиль Всесоюзного науково-дослідного інституту м'ясної промисловості. [4]

5. Питання безпеки

5.1. Електромагнітна безпека

5.2. Федеральні санітарні правила, норми і гігієнічні нормативи

Гранично допустимі рівні щільності потоку енергії в діапазоні частот 300 М Гц - 300 ГГц в залежності від тривалості впливу. При впливі випромінювання 8 і більше годин гранично допустимий рівень (ПДУ) - 0,025 мВт / см , при впливі 2:00, ПДУ - 0,1 мВт / см , а при впливі 10 хвилин і менше, ПДУ - 1 мВт / см . [5]

6. Міфи про СВЧ-печах

(Деякі міфи прокоментував доктор Юс Кісс, експерт з електромагнітним полям)

  • Завзято тримаються твердження, що залізна тарілка може спровокувати вибух великої потужності (насправді, в гіршому випадку, вона викличе ушкодження магнетрона через іскріння).
  • Якщо довго тримати включеною мікрохвильову піч на великої потужності, вона своїм потужним електромагнітним випромінюванням може вивести з ладу всі електроприлади в радіусі кількох метрів. Насправді, електромагнітне випромінювання поза робочої камери не більше, ніж від задньої стінки системного блоку комп'ютера, правда районі вона все-таки може завадити прийому сигналу стільниковим телефоном на близькій частоті. Деякі моделі печей можуть створювати перешкоди Wi-Max, Wi-Fi і Bluetooth.
  • що мікрохвильова піч може викликати алергію ... на електромагнітні хвилі.
  • що вперше СВЧ-піч, під назвою "Radiomissor", була нібито створена німецькими вченими під час Другої світової війни, вона навіть нібито застосовувалася в чинній німецької армії, для розігріву продуктів харчування, але нібито виявилася небезпечною і від неї відмовилися [6] (проте російські сайти при цьому посилаються на закордонні, а закордонні - на російські дослідження, нібито проведені в неіснуючих російських містах Кінскі і Раджастан).

6.1. Цікаві факти

У пресі зустрічаються твердження, що мікрохвильові печі (зі знятою дверцятами) можуть використовуватися у військовій справі для недорогий імітації радарів, з метою змусити противника витратити для їх придушення дорогі боєприпаси або ресурси літаків постановки перешкод. Зазвичай публікації посилаються на досвід сербської армії в Косово [7].


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Піч
Мартенівська піч
Горн (піч)
Піч-Лейк
Піч Франкліна
Російська піч
Піч (сузір'я)
Доменна піч
Барабанна піч
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru