Головна деталь у будь-якій НВЧ печі – це магнетрон. Магнетрон – це така спеціальна вакуумна лампа, яка створює НВЧ-випромінювання. НВЧ-випромінювання дуже цікаво впливає на звичайну воду, яка міститься в будь-якій їжі.

При опроміненні електромагнітними хвилями частотою 2,45 ГГц молекули води починають вагатися. Внаслідок цих коливань виникає тертя. Так, звичайне тертя між молекулами. За рахунок тертя виділятиметься тепло. Воно й розігріває їжу зсередини. Ось так коротко можна пояснити принцип дії мікрохвильової печі.

Конструкція мікрохвильової печі.

Конструктивно мікрохвильова піч складається із металевої камери, в якій готується їжа. Камера забезпечена дверцятами, які не дозволяють випромінюванню вийти назовні. Для рівномірного розігріву їжі всередині камери встановлений столик, що обертається, який приводиться в рух мото-редуктором (мотором), який скорочено називається T.T.Motor (Turntable motor).

НВЧ-випромінювання генерується магнетроном і через прямокутний хвилевід подається до камери. Для охолодження магнетрону під час роботи служить вентилятор F.M (Fan motor), який проганяє холодне повітря через магнетрон. Далі нагріте повітря від магнетрону через повітропровід направляється в камеру і також використовується для нагрівання їжі. Через спеціальні невипромінюючі отвори частина нагрітого повітря та водяна пара виводиться назовні.

У деяких моделях НВЧ-печей для формування рівномірного нагрівання їжі використовується дисектор, який встановлюється у верхній частині мікрохвильової камери. Зовнішньо дисектор нагадує вентилятор, але він призначений для створення певного типу НВЧ-хвилі в камері так, щоб здійснювався рівномірний прогрів їжі.

Електрична схема мікрохвильової печі.

Давайте поглянемо на спрощену електричну схему рядової мікрохвильової печі (клікніть для збільшення).

Як бачимо, схема складається з керуючої частини та виконавчої. Керівна частина, як правило, складається з мікроконтролера, дисплея, кнопкової або сенсорної панелі, електромагнітних реле, зумера. Це "мозки" мікрохвильової печі. На схемі все це зображено окремою платою з написом Power and Control Curcuit Board . Для живлення керуючої частини мікрохвильової печі використовується невеликий понижувальний трансформатор . На схемі він відзначений як L.V.Transformer (показана лише первинна обмотка).

Мікроконтролер через буферні елементи (транзистори) керує електромагнітними реле: RELAY1, RELAY2, RELAY3. Вони включають/вимикають виконавчі елементи НВЧ-печі відповідно до заданого алгоритму роботи.

Виконавчі елементи та ланцюги - це магнетрон (Magnetron), мото-редуктор столика T.T.Motor (Turntable motor), вентилятор, що охолоджує F.M ( Fan Motor), ТЕН гриля ( Grill Heater), лампа підсвічування O.L ( Oven Lamp).

Особливо відзначимо виконавчий ланцюг, який є генератором НВЧ-випромінювання.

Починається цей ланцюг із високовольтного трансформатора ( H.V.Transformer ). Він найздоровіший у мікрохвильовій печі. Власне, це і не дивно, адже через нього потрібно прокачати потужність у 1500 – 2000 Вт (1,5 – 2 kW), необхідні для магнетрону. Вихідна (корисна) потужність магнетрону 500 - 850 Вт.

До первинної обмотки трансформатора підводиться змінна напруга 220V мережі. З одного з вторинних обмоток знімається змінна напруга розжарення 3,15V. Воно підводиться до накальної обмотки магнетрону. Накальна обмотка необхідна генерації (емісії) електронів. Варто зазначити, що струм, який споживається цією обмоткою, може досягати 10A.

Інша вторинна обмотка високовольтного трансформатора, а також схема подвоєння напруги на високовольтному конденсаторі ( H.V.Capacitor ) та діоде ( HV. Diode ) створює постійну напругу в 4kVдля живлення анода магнетрону. Струм анода невеликий і становить приблизно 300 мА (0,3A).

В результаті електрони, емітовані накальної обмоткою, починають свій рух у вакуумі.

Особлива траєкторія руху електронів усередині магнетрону створює НВЧ-випромінювання, яке і потрібне нам для нагрівання їжі. НВЧ-випромінювання відводиться з магнетрону за допомогою антени і надходить у камеру через відрізок прямокутного хвилеводу.

Ось така нескладна, але дуже витончена схема є НВЧ-нагрівачем. Не варто забувати, що сама камера НВЧ-печі є елементом даного НВЧ-нагрівача, оскільки представляє по суті резонатор, в якому виникає електромагнітне випромінювання.

Крім цих елементів у схемі мікрохвильової печі є безліч захисних елементів (див. термовимикачі KSD та аналоги). Так, наприклад, термовимикач контролює температуру магнетрону. Його штатна температура під час роботи десь 80 0 - 100 0 C. Цей термовимикач кріпиться на магнетроні. За замовчуванням він не показаний на спрощеній схемі.

Інші захисні термовимикачі підписані на схемі, як OVEN THERMAL CUT-OUT(Встановлюється на повітроводі), GRILL THERMAL CUT-OUT(Контролює температуру гриля).

За наявності позаштатної ситуації та перегріву магнетрону термовимикач розмикає ланцюг, і магнетрон перестає працювати. При цьому термовимикач вибирається з невеликим запасом – на температуру відключення 120 – 145 0 С.

Дуже важливими елементами мікрохвильової печі є три перемикачі, які вбудовані в правий торець камери НВЧ-печі. При закритті передньої дверцята два перемикачі замикають свої контакти ( PRIMARY SWITCH- головний вимикач, SECONDARY SWITCH- Вторинний вимикач). Третій - MONITOR SWITCH(Контрольний вимикач) - розмикає свої контакти при закритті дверцят.

Несправність хоча б одного з цих вимикачів призводить до непрацездатності мікрохвильової печі і спрацьовування плавкого запобіжника (Fuse).

Щоб знизити перешкоди, які надходять в електромережу при працюючій НВЧ-печі, є мережевий фільтр - NOISE FILTER.

Додаткові елементи мікрохвильової печі.

Крім базових елементів конструкції, мікрохвильова піч може бути оснащена грилем і конвектором. Гриль може бути виконаний у вигляді нагрівального елемента (ТЕН"а) або інфрачервоних кварцових ламп. Ці елементи мікрохвильової печі дуже надійні і рідко виходять з ладу.

Нагрівальні елементи гриля: метало-керамічний (ліворуч) та інфрачервоний (праворуч).

Інфрачервоний нагрівач є 2 послідовно включені інфрачервоні кварцові лампи на 115V (500 - 600W).

На відміну від мікрохвильового нагріву, що відбувається зсередини, гриль створює теплове випромінювання, яке розігріває їжу зовні. Гриль розігріває їжу повільніше, але без нього неможливо приготувати піджаристу курочку.

Конвектор - це не що інше, як вентилятор всередині камери, який працює в парі з нагрівачем (ТЕН"ом). Обертання вентилятора забезпечує циркуляцію гарячого повітря в камері, що сприяє рівномірному прогріванню їжі.

Про фьюз-діод, високовольтний конденсатор та діод.

Елементи в ланцюзі живлення магнетрону мають цікаві властивості, які потрібно враховувати при ремонті мікрохвильової печі.

Для тих, хто бажає більш детально розібратися у пристрої НВЧ-печей, підготовлено архів із сервісними інструкціями мікрохвильових печей (Daewoo, SANYO, Samsung, LG). В інструкції наведено принципові схеми, схеми розбирання, рекомендації щодо перевірки елементів, перелік комплектуючих.

Мікрохвильова піч – один із незамінних приладів на кухні, без якого сьогодні домогосподаркам доводиться складно. Всі чудово знають, як нею користуватися: ставите страву, натискаєте 1-2 кнопки і чекаєте 2-3 хвилини, після чого залишається дістати вже розігріту їжу. Проте мало хто розуміє принцип роботи мікрохвильової печі, тобто те, як працюють основні її елементи. Спробуємо розібратися у цьому питанні.

Принцип роботи мікрохвильової печі

Всі НВЧ-печі працюють за одним принципом, і в ролі основного елемента виступає магнетрон - спеціальний пристрій, здатний випромінювати хвилі малої довжини та частотою 2450 МГц. У сучасних приладах його потужність становить 700–1000 Вт. Зазначимо, що при роботі він сильно нагрівається, тому біля нього встановлюють вентилятор, який виконує одразу кілька функцій: насамперед він відводить тепло від магнетрона, у другу - забезпечує циркуляцію повітря в камері мікрохвильової печі. У свою чергу, це забезпечує рівномірне розігрів продуктів.

Власне, на цьому і заснований весь принцип роботи мікрохвильової печі: магнетрон подає короткі хвилі з високою частотою, які впливають на їжу і розігрівають її. Звичайно, подібне пояснення є примітивним, але й дає можливість зрозуміти суть процесу.

Докладніше пояснення

Мікрохвилі, що випромінюються магнетроном, проходять в камеру печі через спеціальний хвилевід - канал з металевими стінками, що відбивають магнітне випромінювання. Після того, як ці хвилі потрапляють у камеру, вони впливають на їжу, а точніше – на молекули води, які містяться у будь-якому продукті харчування. В результаті диполі (молекули) під дією мікрохвиль починають швидко переміщатися, тертися один про одного, що сприяє виділенню теплової енергії. Так і відбувається нагрівання їжі.

Особливість мікрохвиль у тому, що можуть проникати вглиб до 3 сантиметрів. Решта продукту нагрівається від верхнього шару. Такий принцип роботи магнетрону в мікрохвильовій печінці пояснює, чому після розігріву їжа може бути гарячою зверху і одночасно холодною всередині. Вглиб тепло проникає через природну теплопровідність.

Якщо ви використовували подібний пристрій раніше, то не могли не помітити, що в процесі розігріву він обертається. Це необхідно для того, щоб мікрохвилі потрапляли на всі ділянки продуктів, що розігріваються.

Захист від мікрохвиль

Враховуючи принцип роботи мікрохвильової печі, логічно задуматися про шкоду її для здоров'я людини. Безумовно, мікрохвилі, що випромінюються магнетроном, є шкідливими для людини. Однак після відкриття дверцят магнетрон припиняє свою роботу, тому людина фізично не може відчути їх вплив. А щоб вони не виходили за межі камери для розігріву, передбачено спеціальний захист. Усі її стінки виконані з металу, що відбиває хвилі, і ті не можуть залишити межі приладу. Що стосується скляних дверцят (вони просто повинні бути, щоб користувач міг бачити процес розігріву або приготування), то вони покриті спеціальною сіткою, що відображає мікрохвилі. Якщо цю сітку прибрати, хвилі можуть залишати простір камери, і це може реально нашкодити людині. Неможливо використовувати НВЧ-піч, якщо є пошкодження, наприклад, ущільнювача дверцят або її сітки.

До речі, враховуючи той факт, що метал відбиває мікрохвилі, металевий посуд використовувати неприпустимо.

Конструкція пристрою

Всі НВЧ-печі працюють однаково, отже, вони мають один і той самий склад деталей. Зокрема, можна виділити такі конструктивні елементи:

1. Магнетрон – основний агрегат, який є джерелом мікрохвиль.
2. Камера з подіумом, що обертається, і металевими стінками, що відображають радіохвилі.
3. Трансформатор підвищення напруги.
4. Дверцята із захисною сіткою та прозорим склом.
5. Комунікації та схема управління.
6. Воловод.
7. Вентилятор для охолодження магнетрону.

Всі ці елементи беруть ту чи іншу участь у роботі печі.

Робота магнетрону

Як було сказано, магнетрон - це серце НВЧ-печі. Він є електровакуумним діодом, виконаним з великого анода циліндричної форми. Сам анод є мідним, він поєднує у собі 10 секторів мідної стінки.

У центрі пристрою знаходиться стрижневий катод, усередині якого розташована нитка. Він призначається для емісії електронів. Щоб пристрій генерував мікрохвилі, потрібно створити в порожнині магнітне поле. Для цього застосовуються кільцеві магніти високої потужності – вони знаходяться по торцях деталі. А для створення емісії до анода подають напругу, що дорівнює чотирьом тисячам вольт. Для досягнення такої напруги вступає у справу трансформатор у мікрохвильовій печі. Принцип роботи будь-якої моделі передбачає його наявність.

Також усередині приладу є дротяні петлі, які підключаються до катода, а той до випромінювальної антени. Саме з цього елемента мікрохвилі потрапляють безпосередньо до самого хвилевода, звідки вони виходять і потрапляють у камеру з їжею.

Контроль потужності

Якщо для приготування їжі потрібно менше потужності, то магнетрон може циклічно вмикатися або вимикатися. У науці подібна технологія називається широтно-імпульсною модуляцією.

Для того щоб прилад потужністю 400 Вт видав її половину протягом 20 секунд, його активують на 10 секунд, після чого відключають живлення на ті ж 10 секунд. Звичайно, все це відбувається на повній автоматизації.

Охолодження магнетрону

При роботі прилад виділяє велику кількість теплоти, отже, його потрібно охолоджувати. Для цього сам пристрій встановлюють пластинчастий радіатор, а поруч розташовують кулер. Він обдуває радіатор і відводить тепло від магнетрону. Якщо вентилятор не буде працювати, пристрій може просто перегрітися в процесі роботи і банально вийти з ладу. Але щоб цього не сталося, його додатково комплектують спеціальним термозапобіжником – захисним пристроєм.

Призначення запобіжника

Для того, щоб гриль і магнетрон не перегрівалися, в деяких моделях встановлюють спеціальні термозапобіжники (терморелі). Вони можуть бути різними. Зокрема, основна відмінність полягає в кількості тепла, що вони здатні витримувати.

Цей пристрій досить простий у плані своєї роботи. Воно виконане з алюмінієвого сплаву, кріпиться за допомогою фланцевого з'єднання, що забезпечує надійний контакт з тією ділянкою, на якій проводиться вимірювання температури. Усередині корпусу встановлена ​​біметалічна пластина, яка може чинити опір певній температурі. І якщо значення температури виходить за певний кордон, то пластина стискається та активує штовхач, і він розмикає ланцюг контактної групи. Подача електрики на агрегат після цього припиняється, магнетрон відключається і поступово остигає, пластина повертається у своє вихідне положення в міру остигання магнетрона. Через певний час контакти знову замикаються.

Ось такий простий принцип роботи мікрохвильової печі, зокрема запобіжника від перегріву. Зазначимо, що в дешевих моделях цей елемент може бути відсутнім, оскільки він не потрібен для нормального функціонування пристрою. Це лише елемент захисту, що підвищує надійність та термін служби печі, не більше.

Роль кулера

Говорячи про те, як працює мікрохвильова піч, принцип роботи необхідно пояснювати з урахуванням усіх конструктивних елементів, які в ній можуть застосовуватися. Кулер – один із них. Безумовно, це важливий компонент системи, без якого пристрій та робота мікрохвильової печі не будуть повноцінними.

Його завдання:

1. Охолодження магнетрону. Це найважливіше завдання, без якого магнетрон згорів би першого ж дня використання печі.
2. Охолодження інших компонентів, що виділяють тепло під час роботи. Зокрема, йдеться про мікросхеми.
3. У моделях, де є гриль, кулер здійснює охолодження термореле.
4. Створення надлишкового тиску у камері, де знаходиться їжа. Через це пари та повітря виводяться через вентиляційні шляхи.

Найчастіше для виконання всіх цих функцій достатньо лише одного вентилятора. Завдяки наявності в камері отворів повітря саме повітря поширюється рівномірно.

Пристрій камери

У принципі, фізика роботи мікрохвильової печі складною не є, адже ще зі школи відомо, що сильне електромагнітне випромінювання небезпечне для людини. Саме воно походить від магнетрона і надходить у камеру з їжею, тому в цьому пристрої потрібна сильна багаторівнева система захисту.

Вся робоча камера покривається всередині емаллю, що блокує електромагнітне випромінювання. Зверху знаходиться металевий кожух, що перешкоджає проникненню хвиль у приміщення. А для захисту скляних дверцят передбачається сталева сітка з дрібними осередками - вона блокує випромінювання частотою до 2450 Гц і довжиною хвиль до 12 см.

Зазначимо, що дверцята - це найслабше місце, через яке мікрохвилі можуть просочитися, тому вони повинні максимально міцно прилягати до корпусу і не мати зазорів. Якщо буде щілина, експлуатація приладу забороняється. У цьому випадку необхідно поправити петлі дверцят і повернути їх у вихідне положення.

До того ж алгоритм роботи мікрохвильової печі передбачає використання спеціального захисного пристрою від включення з відкритими дверцятами. Подібна система може бути реалізована по-різному, найчастіше використовуються мікроперемикачі, що контролюють положення дверцят. Ці перемикачі можуть вимикати магнетрон, передавати інформацію про положення дверцят блок управління.

Панель управління

Вона є на будь-якій моделі. У старих пристроях панель управління представлена ​​у вигляді лише двох (або навіть одного) механічних перемикачів. Одним визначається режим роботи (розігрів, розморожування і т. д.), іншим час. Схема примітивна, але робоча та проста.

Однак сучасні моделі оснащуються великою сенсорною панеллю. Такі панелі керування надають користувачеві великий функціонал та навіть можливість програмувати режим. Наприклад, можна встановити певний час старту розігріву їжі, тривалість процесу, можна навіть вказати їжу або страви, які будуть розігріватися. І хоча здається, що такі прилади є досконалішими, у технічному плані відмінностей мало. Електронна панель управління не змінює те, як працює мікрохвильова піч.

Блок керування

Командоапарат є в кожному пристрої (не тільки в НВЧ-печах), де в певний момент має бути виконана та чи інша дія. Завдяки йому забезпечуються різні функції. Зокрема, прилад з його допомогою може підтримувати задану температуру, вмикати або вимикати піч після заданої операції.

У більш старих НВЧ-печах цей пристрій представлений у вигляді двох електромеханічних перемикачів - вони і відповідають за описані вище функції та відіграють важливу роль у загальному пристрої мікрохвильової печі. Звісно, ​​згодом електроніка розвивалася, й у результаті з'явилися повністю електронні блоки управління. Зараз у НВЧ-печах (і не тільки в них) застосовуються мікропроцесори та спеціальні програми, відповідно до яких прилад може виконувати ту чи іншу функцію:

1. Вбудований годинник.
2. Розморожування їжі.
3. Подає звуковий сигнал про завершення процесу розморожування, приготування або розігріву їжі.

Висновок

Тепер ви точніше розумієте, як працює мікрохвильова піч. Принцип роботи цього пристрою відносно простий. Він ґрунтується на елементарних законах фізики.

Закріпимо вивчене: магнетрон (основний елемент НВЧ-печі) випромінює дуже короткі радіохвилі з високою частотою. Вони впливають на молекули води, через що ті починають активно рухатися. Цей процес супроводжується виділенням теплоти. Враховуючи той факт, що хвилі проникають неглибоко у їжу, нагрівається лише поверхня продуктів, а далі за рахунок природної теплопровідності тепло переходить углиб.

Це і є основним принципом роботи мікрохвильової печі. Пристрій та основні елементи ми також розглянули у цій статті. Всі вони є класичними і використовуються в усіх моделях від будь-яких виробників. На даний момент описана вище робоча схема є єдиною, хоча різні виробники можуть використовувати модулі, що відрізняються за будь-якими параметрами. Наприклад, в одній моделі може бути використаний потужніший магнетрон, який зможе розігріти їжу набагато швидше. В інших компактних моделях цей елемент може мати низьку потужність, що дозволяє створити невеликий прилад. Подібних відмінностей сотні, але принцип роботи від цього зовсім не змінюється. Звичайно, сильніший магнетрон визначає те, скільки працює мікрохвильова піч за часом для розігріву їжі одного об'єму. Тому, якщо не любите чекати, то краще вибирати модель потужніша.

На цьому все. Ми повністю розібрали пристрій цього предмета побутової техніки та відповіли на більшість питань, пов'язаних з ним.

Мікрохвильові печі настільки тісно увійшли в наше повсякденне життя, що сьогодні важко уявити квартиру чи будинок, на кухні якого не було б цього корисного приладу. Функціонал НВЧ печей дозволяє виконувати широкий спектр робіт, пов'язаних із термічною обробкою їжі: розморожування, підігрів та навіть підготовка. Можливо, ви цього не знали, але за допомогою них також можна виробляти дезінфекцію ганчірки та губки, що не містять у складі металу. У статті ми розглянемо, як мікрохвильові печі влаштовані та який принцип їх роботи.

Як це нерідко буває з корисними та геніальними винаходами людства, користь НВЧ хвиль для побутового застосування була виявлена ​​випадково. Це сталося в 1942 році в компанії «Райтеон», де фізик Персі Спенсер вивчав властивості пристроїв із надвисокочастотним випромінюванням.

Згідно з однією з версій, учений випадково поклав бутерброд на установку і виявив за кілька хвилин, що той прогрівся по всій товщині. Інша версія каже, що у Спенсера в кишені розтанула плитка шоколаду і він, ощасливлений своїм відкриттям, одразу побіг до магазину – згодом учений спостерігав, як НВЧ хвилі за пару секунд перетворюють куплену ним свіжу кукурудзу на попкорн.

У 1945 році Персі Спенсер запатентував технологію використання надвисокочастотних хвиль у харчовій галузі і через два роки перші пристрої, аналогічні сучасним мікрохвильовим печам, з'явилися в американських військових госпіталях та їдальнях. Варто окремо сказати, що ці агрегати, на відміну від сучасних, справді нагадували печі, оскільки важили близько 340 кг.

Надалі розробку та виведення НВЧ печей на ринок побутової техніки взяла на себе компанія Sharp, саме їй належать основні революційні досягнення у цій галузі:

• 1962 року вони випустили в серійне виробництво першу побутову мікрохвильову піч;
• в 1966 - стали оснащувати печі підставкою-столом, що обертається;
• у 1979 – випустили перший пристрій із мікропроцесорним управлінням;
• 1999 – створили першу модель мікрохвильової печі з можливістю виходу в Інтернет.

Сьогодні на ринку побутової техніки представлено безліч мікрохвильових печей з різним функціоналом, проте всі вони прості, економічні і безпечні для здоров'я.

Як це працює?

Напевно, багатьох з нас хоча б раз у житті цікавило, на чому заснований принцип роботи мікрохвильової печі і як виходить, що продукти, поміщені в неї, досить швидко прогріваються.

Справа в тому, що продукти, які ми використовуємо для приготування їжі, у різних пропорціях містять воду, жир, мінеральні компоненти, цукор. Всі ці речовини містять у своїй структурі диполярні молекули – це означає, що з них позитивно заряджений, а інший – негативно. У м'ясі, злаках, овочах та взагалі будь-яких продуктах харчування міститься величезна кількість таких молекул.

Згадаймо фізику – за відсутності електричного поля диполярні молекули перебувають у безладному становищі. Щойно речовина виявляється під впливом електричного поля молекули перебудовуються, і «укладаються» відповідно до напрямку силових ліній: позитивно заряджені кінці – убік «плюсового» полюса, а негативні – до «мінусового». Відповідно, при зміні полярності електричного поля молекули почнуть «розгортатися» на 180˚. На цьому явищі і ґрунтується принцип роботи мікрохвильової печі.

Отже, в середньому робоча частота мікрохвильової печі становить 2,45 гігагерц. Це означає, що за секунду відбувається 1 000 000 коливань (перемикань). За одне таке перемикання полярність електричного поля всередині мікрохвильової печі змінюється двічі – з «плюсу» на «мінус» і назад. Простий математичний розрахунок каже нам, що за одну секунду електричне поле, в яке ми вміщуємо їжу, 4,9 мільйона разів змінює полярність. Саме тому ці пристрої називають НВЧ печами – розшифровка абревіатури відкриває слово «надвисокочастотні». Фактично ми змушуємо молекули обертатися з дуже великою швидкістю, в результаті тертя яких один від одного виділяється тепло. Під вплив електричного поля потрапляють верхні 1-3 см речовини, яких тепло поширюється вглиб. Саме тому для приготування деяких продуктів у мікрохвильовій печі рекомендується не включати її на повну, а вибрати середню потужність і збільшити тривалість обробки.

Як влаштована НВЧ пекти?

Побутова мікрохвильова піч складається з наступних функціональних частин:

• металева камера з металевими дверцятами, в які поміщаються продукти для розігріву;
• магнетрон - пристрій, що випромінює НВЧ хвилі;
• трансформатор для живлення магнетрону;
• керуючі та комутаційні ланцюги;
• хвилевід, що передає випромінювання, створене на магнетроні у камеру.

Крім того, в конструкцію печі входять такі компоненти, що не впливають на процес розігріву, але службовці для поліпшення роботи пристрою:

• підставка для рівномірного впливу хвиль;
• схема, що забезпечує роботу таймера;
• схема безпеки, що блокує роботу пристрою в різних ситуаціях (наприклад, під час відкриття дверцят);
• вентилятор, необхідний для провітрювання каміння та охолодження магнетрону.

Як працює магнетрон?

Магнетрон – це основний пристрій мікрохвильової печі, який випромінює необхідні для розігріву НВЧ хвилі. Фактично він є високочастотним електровакуумним діодом з циліндричним анодом з міді. З внутрішньої стіни цей анод розділений на кілька секторів із мідними стінками.

Катод, виконаний у вигляді стрижня, становить центр цієї конструкції (ознайомтеся з малюнком). Завдяки нитці розжарення, розміщеної всередині нього, здійснюється емісія електронів. З торцевих сторін пристрою розміщуються потужні магніти кільцевої форми. За допомогою магнітного поля, створюваного ними всередині магнетрону, відбувається генерація надвисокочастотного випромінювання.

Під час роботи на анод подається напруга завбільшки 4 кВ, на нитку – всього 3 В. Це провокує емісію електронів, що підхоплюються високонапруженим електричним полем. Частота генерації магнетрону визначається величиною напруги анода та геометрією резонаторних камер.

Для знімання енергії використовується спеціальна дротяна петля, що йде від катода на випромінювач у вигляді антени. Від неї через хвилевідведення НВЧ хвилі потрапляють в основну камеру. Вихідна потужність магнетронів, що встановлюються в побутових мікрохвильових печах, становить, як правило, 800 Вт.

Для зменшення інтенсивності роботи магнетрону схема управління включає його на невеликі часові проміжки з паузами між ними. Так, наприклад, щоб вихідна потужність магнетрону склала 50% (400 Вт), необхідно здійснювати його почергове включення і відключення через кожні 5 секунд. Такий принцип контролю називають широтно-імпульсною модуляцією.

Робота магнетрону супроводжується виділенням великої кількості тепла, тому для запобігання перегріву його оснащують пластинчастим радіатором, який постійно подається повітря від вентилятора.

Термозапобіжник

Температурне навантаження (перегрів) є найпоширенішою причиною виходу магнетронів з ладу, тому на них встановлюють термозапобіжники або термореле. Особливу важливість він має для НВЧ печей із функціями, що передбачають тривалу роботу магнетрону, наприклад, гриль.

Конкретний пристрій підбирається виходячи з номінальних температурних показників, що нанесені на їх корпус.

Принцип їхньої роботи досить простий:

• Термореле має алюмінієвий корпус і встановлюється на місці, температуру якого необхідно контролювати за допомогою фланцевого з'єднання, забезпечуючи безпосередній тепловий контакт.
• Біметалічна пластина, розташована всередині запобіжника, наперед налаштована на спрацьовування за заданою температурою.
• Як тільки пристрій нагрівається до вказаної межі, пластинка згинається і за допомогою штовхача розриває з'єднання на пластинах контактної групи, внаслідок чого припиняється живлення НВЧ печі.
• У міру остигання пристрою біметалічна пластина набуває своєї попередньої форми, штовхач повертається в початкове положення і контактна група знову замикається, подаючи харчування.

Важливість вентилятора

Однією з найважливіших частин будь-якої НВЧ печі є вбудований вентилятор. Завдяки йому охолоджується як магнетрон, а й решта схема.

Використання лише термореле для запобігання перегріву компонентів мікрохвильової печі недостатньо. По-перше, це призведе до постійного спрацьовування термозапобіжника та включення-відключення магнетрона, що негативно позначиться не тільки на ньому, а й на інших пристроях. По-друге, в деяких мікрохвильових печах термореле просто не зможе впоратися з нагріванням - у приладах з функцією гриля без вентилятора ніяк не обійтися.

Під час роботи мікрохвильової печі велика кількість тепла виділяється не тільки компонентами, що входять в її конструкцію, але і продуктами, що розігріваються. А оскільки основною «метою» НВЧ хвиль є вода, розігрів супроводжується також виділенням пари. Вентилятор дозволяє позбутися зайвого вологого повітря, нагнітаючи в свіжий камеру. Завдяки цьому пар, що виділяється, виходить через вентиляційні отвори назовні.

У НВЧ печах з одним вентилятором, розташованим у задній частині приладу, від нього йдуть спеціальні повітроводи, що несуть свіже повітря спочатку на магнетрон, а потім – усередину камери.

Система захисту

Потужне високочастотне випромінювання магнетрону може завдати непоправної шкоди людському (і не тільки) здоров'ю, тому особлива увага в сучасних моделях мікрохвильових печей приділяється запобіганню даній небезпеці.

Для захисту користувача та інших живих істот від шкідливого випромінювання камери мікрохвильових печей виготовляють з екранованого металу. Оскільки камера також поміщена в металевий корпус, фактично здійснюється дворівнева ізоляція НВЧ випромінювання.

Ви можете поставити цілком резонне питання: а чи становить небезпеку скляні дверцята, через які ми спостерігаємо за готовністю страви? Чи не є вона «проріхою» у цій обороні? Будьте спокійні - скло покривається спеціальною дрібнокомірчастою металевою сіткою, що відображає випромінювання, що випускається магнетроном, з частотою до 2,45 ГГц (з довжиною хвилі до 122 мм) назад в камеру.

Важливе значення має те, як щільно закривається дверцята і прилягає до корпусу. Зазор між її пазом і корпусом спеціально заміряється на заводі (він дорівнює ¼ довжини хвилі, наприклад, 122/4=30,5мм) і повинен зберігатися протягом усього терміну експлуатації. Ця відстань сприяє утворенню стоячої електромагнітної хвилі, яка не виходить за межі пристрою з тієї причини, що амплітудне значення в місці зіткнення корпусу та дверцят дорівнює нулю. Така проста та ефективна схема організації захисту від випромінювання відома як НВЧ-дросель.

Що відбувається при відкриванні дверцят?

Існує думка, що при відкриванні дверцят мікрохвильової печі в момент роботи на користувача обрушується небезпечне високочастотне випромінювання, що надає велику шкоду на організм. Насправді це лише міф – схема управління магнетроном включає кілька перемикачів, що реагують на стан дверцят. Їхня кількість залежить від конкретної моделі, але зазвичай їх як мінімум три. Один відповідає за відключення магнетрона в момент відкривання дверцят, другий - за підсвічування, а третій передає в процесор інформацію про те, в якому положенні знаходяться дверцята. Робота цих перемикачів організована так, що магнетрон може працювати тільки при щільно закритих дверцятах мікрохвильової печі.

Блок керування

Найважливішу роль роботі будь-якої мікрохвильової печі грає блок управління. Фактично він є мозком печі, що здійснює дві базові функції:

• підтримує значення потужності на заданому рівні;
• завершує роботу приладу після закінчення заданого відрізка часу.

Схема блоку управління старих моделей була конструкцією з двох перемикачів, один з яких служив для установки таймера, а інший - для вибору інтенсивності обробки. У міру розвитку технологій удосконалилася і «начинка» мікрохвильових печей – на зміну електромеханічним блокам управління прийшли електронні, які на сьогоднішній день вже витіснені мікропроцесорними. Їх перевага полягає не тільки в компактності, а й у ширшому функціоналі, що включає:

• налаштування потужності за допомогою сенсорної або кнопкової клавіатури;
• відображення поточної потужності на дисплеї;
• вбудований годинник;
• численні передустановки для приготування різних страв та виконання специфічних завдань (кілька режимів розморожування продуктів різного типу);
• автоматичні розрахунки – наприклад, ви вводите лише вагу шматка м'яса, що розморожується, а піч сама підбирає для нього потужність;
• Великий вибір звукових сигналів завершення робочого циклу.

Для живлення схеми, що управляє, використовується окремий блок живлення. Для передачі сигналів та команд між блоком, клавіатурою, магнетроном, грилем, лампою та вентилятором служить релейний блок. Для підключення до схеми інших компонентів (індикація, клавіатура) використовуються шлейфи.

Інверторна технологія

Багато споживачів при виборі мікрохвильової печі намагаються знайти модель з великим об'ємом камери, щоб забезпечити максимальну універсальність. На жаль, функціональні елементи часто займають більшу частину всього об'єму пристрою, відповідно, розмір печі великий, але її корисний об'єм невеликий. Ця проблема була однією з основних до появи інверторних печей.

Ця технологія дозволяє суттєво зменшити займане магнетроном місце за рахунок використання компонентів меншого розміру. Це дозволяє створювати камери більшого розміру, зберігаючи габарити всієї мікрохвильової печі в межах прийнятих стандартів.

Інверторна технологія кардинально відрізняється тим, що в таких НВЧ печах випромінювач не повинен постійно працювати на граничній потужності, на відміну від класичних магнетронів. Інтенсивність обробки регулюється імпульсним шляхом, завдяки чому на їжу не потрапляють потужні стрибки НВЧ енергії, що впливає на її якість. Дослідженнями підтверджено, що капуста, оброблена в інверторній мікрохвильовій печі, утримує на третину більше вітаміну C, а свинина зберігає на 41% більше вітаміну B1.

Крім компактності та корисності інверторні НВЧ печі є і більш економічними пристроями завдяки використанню тільки тієї кількості електроенергії, яка необхідна для підтримки обраної потужності. Тонка імпульсна настройка режиму роботи служить і прискорення розморожування продуктів.

На сьогоднішній день флагманів у застосуванні даної технології є компанія Panasonic, яка таки випустила першу інверторну НВЧ піч.

Міфи про мікрохвильове випромінювання

Існує кілька міцних помилок з приводу шкідливості та небезпеки використання НВЧ-печей. Насправді більшість (як правило, всі) помилкові. Нижче перераховані типові міфи про мікрохвильові печі, які насправді не варті вашого занепокоєння.

1. Мікрохвильова піч здатна вивести з ладу електрично прилади, розташовані за кілька метрів від неї, якщо буде залишатися включеною тривалий час. Насправді сучасні НВЧ-печі повністю захищені від виходу випромінювання за межі камери. Мінімальне випромінювання, яке може бути в безпосередній близькості у приладу, не перевищує випромінювання комп'ютерного системного блоку.
2. НВЧ-печі можуть спричинити виникнення у користувача алергії на електромагнітні хвилі. Це просто неможливо. У світі є лише кілька людей з таким рідкісним захворюванням, і його причини ніяк не пов'язані з використанням мікрохвильової печі. Загалом, жоден побутовий прилад не створює настільки небезпечне випромінювання, оскільки всі моделі проходять сертифікацію безпеки.
3. Продукти стають радіоактивними під впливом НВЧ-хвиль. Це теж не так. Надвисокочастотне випромінювання мікрохвильової печі є неіонізуючим, тому не змінює властивості їжі. Також неправильно і твердження про канцерогенність продуктів, схильних до НВЧ-обробки – мікрохвилі мають абсолютно інший принцип дії, ніж рентгенівські промені і, ще раз, ніяк не можуть впливати на властивості продуктів.
4. Мікрохвилі становлять високу небезпеку здоров'ю. Про це вже було частково сказано - безпосередній вплив надвисокочастотного випромінювання дійсно згубно для тканин, проте при дотриманні правил експлуатації мікрохвильової печі ви ніколи не будете схильні до такого впливу. Фактично, випромінювання від НВЧ-печі становить лише малу частку в загальне електромагнітне поле, в якому ми знаходимося, користуючись численними іншими побутовими приладами.

Просто пам'ятайте, що дверцята печі повинні щільно закриватися, а корпус - бути цілим, а також не торкайтеся працюючої мікрохвильової печі руками та іншими частинами тіла і можете бути спокійні - на відстані півметра від приладу ви піддаєтеся не більшому електромагнітному опроміненню, ніж при перегляді телевізора.

Як саме працює мікрохвильова піч? Що змушує нагріватися їжу, воду та інші речовини, тоді як повітря чи скло в мікрохвильовій печі майже не нагріваються? Як правильно поводитися з мікрохвильовою піччю, щоб не зіпсувати її саму і страву, що готується? Відповіді на ці запитання ви знайдете у нашій статті!

Принцип роботи мікрохвильової печі

Правильна повна назва мікрохвильової печі – піч зі струмами надвисокої частоти (НВЧ). Усередині неї (за приладовою панеллю) є спеціальний пристрій для випромінювання радіохвиль – магнетрон, який можна побачити зі схеми:

Коли працює магнетрон, електромагнітні коливання певної частоти, що виділяються ним, змушують дипольні молекули всередині печі коливатися з тією ж частотою. Найпоширенішою в природі дипольною молекулою є молекула води (у продуктах – ще жири та цукру). На молекулярному рівні висока частота коливань перетворюється на підвищення температури, тому будь-які продукти з високим вмістом води швидко розігріваються. Якщо молекул води всередині продуктів (або матеріалів) дуже мало чи ні зовсім, нагрівання майже не відбувається.

Глибина проникнення мікрохвиль невелика – 2-3 сантиметри, проте поверхня готується СВЧ-хвилі легко пронизують, а в глибині вони зустрічають опір молекул води, тому продукт фактично прогрівається зсередини.

Будь-які струмопровідні матеріали всередині мікрохвильової печі нагріваються. Різна здатність проводити струм у разі означає різну швидкість нагрівання.

Щоб нагрівання продуктів відбувалося рівномірно, використовується кілька підходів:

• Диск із жароміцного скла в нижній частині НВЧ-печі. Він обертається разом із стравою, підставляючи під випромінювання магнетрона усі його сторони.
• Мікрохвилі. Вони подаються по спеціальному хвилеводу (широкій трубці) від магнетрона на відбивач, що обертається, розташований зазвичай у верхній частині НВЧ-печі. У таких мікрохвильових печах можна розігрівати нерухомі страви великого розміру і ваги.

Ще бувають так звані інверторні НВЧ-печі. Вони відрізняються від звичайних моделей тим, що магнетрон працює безперервно, але зі зниженням споживаної потужності. Це досягається за рахунок використання в печі так званого інвертора (перетворювача постійного струму на змінний) замість традиційного трансформатора.

В інверторних печах краще зберігаються вітаміни і менше руйнується структура поверхні страви, але принципової різниці немає.

У багатьох моделях мікрохвильових печей магнетрон закритий спеціальною напівпрозорою пластинкою. Вона прозора для НВЧ-променів, але не дозволяє пару, бризкам жиру та іншим стороннім речовинам потрапляти всередину мікрохвильової печі через отвір в екрануванні. Не виймайте цю пластину, а якщо це потрібно для чищення від жиру, після повного висихання обов'язково поверніть на місце.

Все про чищення мікрохвильової печі шукайте у цій статті: .

Незважаючи на поширену думку, НВЧ-випромінювання не вбиває мікроби. Принаймні науково це не доведено. З іншого боку, комплексний вплив високої температури та мікрохвиль на молекули води всередині бактерій та вірусів протягом декількох хвилин зменшує їх кількість багаторазово, а з тими, що залишилися, ваша імунна система справляється самостійно.

Частота роботи мікрохвильової печі

Більшість магнетронів випромінює хвилі на частоті 2450 МГц (мегагерц, чи мільйонів коливань на секунду). Це хвилі дециметрової довжини (довжиною 12,25 см). Деякі промислові установки, наприклад США, працюють із частотою 915 МГц. Вимушені коливання молекул води є резонансними коливаннями, оскільки їм резонансна частота значно вище – 22,24 ГГц (гігагерц, чи мільярдів коливань на секунду).

Боятися шкідливого випромінювання від мікрохвильової печі не треба. Перший масовий випуск мікрохвильових печей був зроблений у Японії фірмою «Sharp» в 1962 р. З того часу минуло дуже багато років, десятки мільйонів японців десятиліттями розігрівають їжу в НВЧ-печах і при цьому середня тривалість життя японців є предметів заздрості всього світу.

На дистанції за півметра від НВЧ-печі вплив мікрохвиль слабшає в 100 разів, тому при побоювання отримати опромінення достатньо триматися від мікрохвильової печі на відстані витягнутої руки.

Більше інформації про вплив мікрохвильової печі на людину ви можете знайти. Лише наукові факти!

Як працює гриль у мікрохвильовій печі?

Гриль дозволяє вам смажити продукти в НВЧ-печі за допомогою звичайної спеки, а не мікрохвиль. Саме вона робить на стравах апетитну скоринку, яка при звичайній НВЧ-обробці не з'являється.

Спіраль гриля знаходиться у верхній частині печі та бувають двох видів:

• ТЕНи(теплоелектронагрівачі). ТЕН – це металева трубка, усередині якої знаходиться тонка спіраль із сплаву нікелю та хрому. Через спіраль проходить струм, і нагрівається.
• Кварцові. Кварцовий гриль – це теж ТЕН, тільки замість металевої трубки – скляна оболонка, між спіраллю та трубкою – ізолюючий кварцовий пісок.

Звичайні металеві ТЕНи часто можна регулювати - переміщати до задньої стінки або опускати, зате скляну поверхню кварцового гриля легше чистити (жир і нагар не в'їдається в скло так, як метал).

Бувають конструкції НВЧ-печей із грилем та конвекцією. Конвекція - це просто обдува гарячим повітрям вашої страви під час приготування. Для такого обдування в мікрохвильовій печі встановлюють вентилятор, що здуває розігріте повітря від спіралі гриля в бік страви.

Більшість моделей мікрохвильових печей дозволяють одночасно використовувати і ТЕН, і НВЧ. Однак майте на увазі, що така комбінація може сильно нагрівати розетку та дроти у вашому приміщенні.

Читайте у наступній статті про принципи вибору мікрохвильової печі під свої запити: .

Інструкція по роботі з мікрохвильовою піччю

Щоб правильно поводитись зі своєю мікрохвильовою, потрібно уважно підходити до всіх пунктів – починаючи з вибору посуду та закінчуючи правильним вимкненням після застосування.

Який посуд використовувати?

Кращий матеріал для розігріву в мікрохвильовій печі - жароміцний скляний посуд. Також добре підходять порцеляна та інші керамічні вироби, папір (картон). Через них мікрохвилі проходять дуже легко і майже не нагрівають їх. А от посуду з наступних матеріалів треба відмовитися:

• Пластика. Добре пропускає НВЧ-випромінювання, але через токсичні компоненти при виготовленні (наприклад, пінополістирол) може становити небезпеку для вашого здоров'я.
• Металу.Вони проводять електричний струм, не пропускаючи мікрохвилі. Так що приготувати чи просто розігріти страву в алюмінієвій каструлі чи чавунному горщику не вийде. Метал просто не пропустить електромагнітні хвилі до продуктів і вони залишаться холодними. Сам метал при цьому, звичайно, нагріється і від його тепла можуть нагрітися і продукти. Але це може призвести до поломки НВЧ-печі, та й чекати на приготування страви доведеться довго. Інструкцію з ремонту мікрохвильових печей читайте.

Деякі матеріали можуть містити метали, і про це буває важко здогадатися. Наприклад, це кришталь. Так варто уважно прочитати на ярлику, які матеріали використовувалися при виробництві конкретного посуду.

• Меламіну. Це легкий і красивий матеріал для посуду, схожий на фарфор, але його не можна ставити в НВЧ-піч. Справа в тому, що при нагріванні виділяє токсини, небезпечні для вашого здоров'я.

Що стосується форми посуду, то вона може бути будь-якою, але не з вузьким горлом, оскільки при використанні для розігріву в мікрохвильовій печі вона може бути небезпечною. Справа в тому, що деякі рідини нагріваються до температури кипіння, але бурхливого перемішування всередині об'єму не відбувається. А ось коли ви дістанете такий глечик або колбу із НВЧ-печі, рідина миттєво вирує, кипляча піна виллється з ємності, і можна отримати опік. Наприклад, так поводяться за деяких умов дистильована вода та деякі очищені олії рослинного походження.

Правильне поводження з продуктами

Спочатку варто точно визначити, що не можна розморожувати в мікрохвильовій печі:

• Вершкове масло. Якщо його покласти в мікрохвильову піч і залишити надовго, воно не просто розтане, а ще й закипить, забруднивши всю піч зсередини. Так відбувається тому, що всередині олії є не тільки власне олія, а й вода. Вона скипає при 100 градусах, а масло приблизно при 120. Так що вода може перейти в пару ще до танення масла, і водяна пара рознесе масло по всій печі.

Приблизно те саме може відбуватися з іншими продуктами, які іноді потрібно розтопити, наприклад, з шоколадом, тому це краще робити не в мікрохвильовій печі, а на пару.

• Продукти із щільною оболонкою. Наприклад, це яйця, помідори, цілісна печінка птиці. При нагріванні деяка частина води не просто поступово нагрівається, а одразу перетворюється на пару. Якщо гріти продукти довго, то ще більше пари утворюється від прямого нагріву. Цій парі нікуди вийти, тому тиск усередині ємності зростає і призводить до вибуху.
• Герметично закритий посуд. Наприклад, консерви та пляшки. Причина та сама, що й у попередніх пунктах – висока ймовірність вибуху.

• Сосиски, щільно упаковані в оболонку, перед НВЧ-розігрівом обов'язково потрібно проткнути вилкою, щоб створити отвори для виходу пари, інакше він розверне сосиски зсередини.
• У яйцях та інших продуктах потрібно зруйнувати всі зовнішні та внутрішні оболонки, наприклад, зробити омлет чи розрізати печінку.
• Для варіння яєць та інших продуктів у мікрохвильовій печі використовуються спеціальні каструльки з екрануванням. У неї наливається вода, вона і гріється від НВЧ-хвиль, а до яєць електромагнітне випромінювання не доходить - їх закриває екран.
• Якщо в мікрохвильову печі ставиться невелика за об'ємом страва, слід додати до неї звичайну склянку з водою. Так ви уникнете перегріву магнетрону.
• Будь-які рідкі страви в мікрохвильовій печі краще посолити заздалегідь, а не після приготування. Так ви заощадите час та електроенергію. Справа в тому, що дистильована (несолена) вода в мікрохвильовій печі гріється і закипає, але довше, ніж звичайна вода.
• Дуже сильно заморожений продукт (м'ясо, наприклад) буде розморожуватися в мікрохвильовій печі досить довго, і включати НВЧ-піч при цьому потрібно на мінімальну потужність. Причина в тому, що молекули льоду не молекули води, НВЧ-хвилі не розхитують їх так інтенсивно. Крім того, молекули льоду утворюють досить жорстку структуру і їх не так легко розкачати, як молекули води.

Сухий хліб часто рекомендують «розм'якшити» в мікрохвильовій печі, але він може спалахнути при тривалому впливі і максимальній потужності НВЧ-випромінювання. Це може статися навіть з попкорном, розрахованим на приготування саме в мікрохвильовій печі. Отже, коли в мікрохвильову піч поміщаються такі продукти, потрібно бути пильним.

Правила увімкнення/вимкнення

Не можна включати порожню мікрохвильову піч, тим більше на повну потужність:

1. Усередині печі всі стінки (і навіть дверцята) є спеціальним металізованим екраном, що відбиває мікрохвилі назад усередину мікрохвильової печі. Єдине місце, де немає екрану – отвір для виходу електромагнітних хвиль із магнетрону.
2. Коли на піддоні є продукти, мікрохвилі витрачають свою енергію на нагрівання цих продуктів. Якщо ж енергію вбирати нічому, НВЧ-випромінювання відбивається від стінок поверхонь, що екранують, при цьому щільність хвиль зростає все більше.
3. НВЧ-випромінювання потрапляє назад у магнетрон, і якщо він складається з металу, то просто перегріється і може вийти з ладу.

Вважається, що після розігріву страви в НВЧ-печі краще дати йому постояти 3-5 хвилин. Тоді встигають нейтралізуватися так звані «вільні радикали», тобто частини молекул, що розпалися на частини під впливом мікрохвиль.

Відео: Як працює мікрохвильова піч?

Все вищесказане про принцип роботи пристрою добре ілюструється в наступному відео:

Після прочитання нашої статті ви стали краще розбиратися в принципі роботи НВЧ-печі. Тепер ви знаєте, що вона може робити краще звичайної духовки та електроплитки, а що не може, і які дії взагалі неприпустимі при роботі з мікрохвильовою піччю.

Вконтакте

Пристрій

Основні компоненти магнетронної мікрохвильової печі:

• металева , з металізованими дверцятами, камера (в якій концентрується високочастотне випромінювання, наприклад 2450 МГц), куди поміщаються продукти, що розігріваються;
• трансформатор – джерело високовольтного живлення магнетрону;
• ланцюги управління та комутації;
• безпосередньо НВЧ-випромінювач - магнетрон;
• хвилевід передачі випромінювання від магнетрону до камери;
• допоміжні елементи:
  • столик, що обертається - необхідний для рівномірного розігріву продукту з усіх боків;
  • схеми та ланцюги, що забезпечують керування (таймер) та безпеку (блокування режимів) пристрою;
  • вентилятор, що охолоджує магнетрон і провітрює камеру.

Різновиди

• з конвекцією(означає, що МВП може обдувати продукт гарячим повітрям так само, як звичайна духовка).

Принцип роботи

Нагрів у печі заснований на принципі так званого «дипольного зсуву». Молекулярний дипольний зсув під впливом електричного поля відбувається у матеріалах, містять полярні молекули . Енергія електромагнітних коливань поля призводить до постійного зсуву молекул, вибудовування їх відповідно до силових ліній поля, що називається дипольним моментом. Оскільки поле змінне, то молекули періодично змінюють напрям. Зсувуючись, молекули «розгойдуються», зіштовхуються, ударяються одна про одну, передаючи енергію сусіднім молекулам у цьому матеріалі. Оскільки температура прямо пропорційна середньої кінетичної енергії руху атомів чи молекул у матеріалі, отже, таке перемішування молекул за визначенням підвищує температуру матеріалу. Таким чином, дипольний зсув - це механізм перетворення енергії електромагнітного випромінювання на теплову енергію матеріалу.

Нагрів у мікрохвильовій печі в результаті дипольного зсуву під дією змінного електричного поля залежить від характеристик молекул та міжмолекулярної взаємодії у середовищі. Для кращого нагрівання частоту змінного електричного поля необхідно встановити таким чином, щоб за півперіод молекули встигли повністю перебудуватися. Так як вода міститься практично у всіх продуктах, частоту НВЧ випромінювача мікрохвильової печі підібрали для кращого розігріву саме молекул води в рідкому стані, тоді як лід, жир і цукор нагріваються набагато гірше. У льоду заморожені молекули води утримуються в кристалічній решітці, вимагають для дипольного зсуву нижчої частоти (кілогерці 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 духовій печі (щоб переконатися в цьому - достатньо підігріти варену картоплю «в мундирі», де тонка шкірка достатньо захищає продукт від висихання). Неправильне уявлення викликане 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 та булочки зовні мають підсохлу скоринку, а більшість вологи зосереджена всередині).

Потужність печі

Потужність НВЧ-печей варіюється в діапазоні від 500 до 2500 Ватт та вище.
Практично всі побутові печі дозволяють користувачеві регулювати рівень випромінюваної потужності. Для цього нагрівач (магнетрон) періодично включається і вимикається, згідно з встановленням регулятора потужності (тобто сам магнетрон має тільки два стани - вкл./викл., але чим більша тривалість включеного стану, по відношенню до вимкненого - тим більше випромінювана потужність печі в одиницю часу - метод так званої широтно-імпульсної модуляції). Ці періоди вмикання/вимикання можна спостерігати під час роботи печі безпосередньо (чути це у вигляді змін шуму, що виробляється працюючою піччю, а також - зміни зовнішнього вигляду деяких продуктів (надування деяких повітряних продуктів, у тому числі - пакетів) тощо. ) під час включення та вимикання магнетрону.

Запобіжні заходи

Радянська мікрохвильова піч «Дніпрянка-1»

Питання безпеки

Електромагнітна безпека

Федеральні санітарні правила, норми та гігієнічні нормативи

Гранично допустимі рівні щільності потоку енергії діапазоні частот 300 МГц - 300 ГГц залежно від тривалості впливу. При дії випромінювання 8 і більше годин гранично допустимий рівень (ПДК) - 0,025 мВт/см2, при дії 2 години, ПДК - 0,1 мВт/см2, а при дії 10 хвилин і менше, ПДК - 1 мВт/см2.

Міфи про НВЧ-печі

У пресі зустрічаються твердження, що мікрохвильові печі (зі знятими дверцятами) можуть використовуватися у військовій справі для недорогої імітації радарів, з метою змусити противника витратити на їхнє придушення дорогі боєприпаси або ресурси літаків постановки перешкод. Зазвичай публікації посилаються на досвід сербської армії у Косові.

Див. також

Посилання

• Вода та мікрохвилі (англ.)