Меню Закрити

Мікрохвильова піч дію і принцип роботи, пристрій НВЧ печі і шкода, на якій частоті працює

Принцип дії мікрохвильової печі і можливості пристрою

Мікрохвильові печі увійшли в наш побут досить давно, але суперечки про їхню корисність і безпеки ведуться до цих пір. Цікаво, що, вирішуючи подібні питання на всіляких форумах і при особистих зустрічах, переважна більшість навіть приблизно не уявляє собі принцип роботи мікрохвильовки.

Саме тому перш ніж шукати відповіді на запитання: один вона вам чи ворог, має сенс з'ясувати, що собою являє цей дивовижний агрегат, здатний закип'ятити стакан води або приготувати курочку без використання видимого джерела тепла. Практично кожен бачив мікрохвильовку в роботі, але мало хто уявляє, як вона це робить.

Дія і принцип роботи

Принцип роботи мікрохвильової печі закладений в її назві – вплив на тіло (в даному випадку продукти) – надвисокочастотним випромінюванням (СВЧ-випромінюванням або просто НВЧ). Під впливом високочастотних електромагнітних коливань продукти нагріваються до високої температури, що дозволяє розігрівати або навіть готувати страви без використання класичних термонагревателямі. До речі, цей же метод використовується не тільки для приготування харчових продуктів, а й для теплової обробки технічних виробів: відпалу і загартування, скажімо, свердел, шестерень, ножів і т. П.

Головна умова, необхідне для роботи мікрохвильовки, – наявність в об'єкті так званих полярних молекул. Саме на них і впливає електромагнітне поле приладу. На щастя, практично у всіх продуктах харчування (за винятком, хіба що, повністю зневоднених) присутня вода, яка і складається з таких молекул. Потрапляючи в потужне змінне електромагнітне поле, такі молекули починають швидко змінювати своє положення, слідуючи за постійно мінливих напрямком магнітного поля. У процесі обертання ці молекули в буквальному сенсі труться одна об одну, а що при цьому відбувається – знає кожен. Спробуйте швидко потерти долоні одна об одну – відчуваєте тепло?

Завдяки змінному електромагнітному полю полярні молекули води починають швидко обертатися.

Основна ж відмінність впливу мікрохвильового випромінювання на об'єкт від звичайного тертя або нагрівання відкритим полум'ям полягає в тому, що нагрівається не тільки поверхню предмета, а й глибинні його шари. Це обумовлено тим, що СВЧ випромінювання діє не тільки на поверхні об'єкта, але і проникає вглиб нього, змушуючи молекули рухатися і нагріватися.

Глибина проникнення залежить від частоти випромінювання. І для стандартних мікрохвильових печей, що працюють на частоті 2.4 ГГц, становить 1.5-2.5 см. Неважко здогадатися, що, наприклад, пиріжок, поміщений в СВЧ піч, прогріється повністю і рівномірно і зсередини, і зовні. Причому зробить він це за найкоротший час, оскільки швидкість нагріву тіла в СВЧ поле становить 0.3-0.5 градусів в секунду. 10 секунд – +5 градусів. Хвилина – +30 градусів.

Достоїнства і недоліки

Отже, пора сформулювати головні відмінності СВЧ підігріву від класичного:

  1. Висока швидкість прогрівання. Оскільки обробка високочастотним (ВЧ) полем ведеться одночасно по всьому об'єму, продукт розігрівається виключно швидко – за лічені хвилини.
  2. рівномірний прогрів. Завдяки рівномірному прогріванню немає необхідності нагрівати його зовнішній шар до підвищеної температури. Це виключає підгоряння.
  3. Можливість автоматизації приготування. При використанні СВЧ печі відпадає необхідність стежити за процесом – заважати, перевертати і ін. Досить вказати вагу і тип закладеного продукту і описати необхідну операцію: прогрів, приготування та ін. Все інше прилад зробить самостійно.
  4. неможливість обсмаження. СВЧ поле, на відміну від сковороди або гриля, прогріває продукти рівномірно, а значить не в змозі їх засмажити до хрусткої скоринки.

Єдиним, здавалося б, недоліком, властивим мікрохвильовці, є неможливість обсмажування, але і це питання конструктори вирішили, оснастивши пристрій звичайними термоелектронагревателямі, як у електродуховки. З їх допомогою ви можете легко обсмажити продукт. Крім того, існують так звані тарілки Крусті, виконані зі спеціального матеріалу, який безпечно розігрівається струмами НВЧ. Покладіть на таку тарілку відбивну і грубка не тільки швидко її приготує, а й зажарить, оскільки цей піддон розжарюється до 200 градусів.

Пристрій СВЧ печі

Тепер прийшов час розібратися, як влаштована мікрохвильовка. Серцем будь-якої подібної грубки є спеціальний генератор, який створює високочастотне електромагнітне поле великої інтенсивності. Називається він магнетроном. Далі, поле, ним створене, за допомогою хвилеводів спеціальної конструкції направляється в камеру для продуктів. Робить він це таким чином, що весь внутрішній об'єм камери «заповнюється» полем рівномірно, забезпечуючи якісний прогрів продуктів будь-якого обсягу. Додатково цьому сприяє і обертається піддон, яким оснащують більшість мікрохвильовок.

Магнетрон займає найпочесніше місце під кришкою приладу.

Контролює роботу ВЧ генератора електронний блок, зібраний на процесорі. Вбудовані в блок прошивки дозволяють встановлювати бажаний режим приготування продуктів, контролюють температуру в камері, вологість, час приготування. Вони ж стежать і за безпекою використання грубки – закрита захисна дверцята, чи немає пробою ізоляції, не піднялася чи температура всередині камери вище критичної і ін. Управління контролером здійснюється з пультів того чи іншого типу – кнопкових, сенсорних і ін. Ну і, природно , мається на печі і блок живлення, що забезпечує енергією всю електроніку і сам магнетрон.

Ось так виглядає мікрохвильова піч на схемі.

Небезпека і шкоду мікрохвильовки

А тепер найголовніше питання, яке турбує чи не кожного власника мікрохвильовки: чи представляє прилад будь-яку небезпеку для оточуючих? Існує безліч міфів про небезпеку використання СВЧ технологій в побуті. Основні з них:

  1. Радіаційна небезпека.
  2. Небезпека електромагнітного випромінювання.
  3. Погане вплив НВЧ на якість продуктів, що готуються.
  4. Можливість фізичного ураження полем СВЧ.
  5. Підвищена небезпека ураження електричним струмом високої напруги.

радіаційне ураження

Відповідно до цього міфу, всі, хто знаходяться поруч з мікрохвильовою піччю, отримують радіаційне опромінення. Більш того, навіть вимкнена пічка «одержить» не гірше чорнобильського трактора. Але якщо вірити основам ядерної фізики (всі проходили її в школі), радіацією, яку всі так бояться і яка дійсно небезпечна, є іонізуюче випромінювання.

Погляньте на список, в якому перераховані види електромагнітного випромінювання, розташовані в порядку убування їх довжини хвилі:

  1. радіохвилі – 10 км – 0.1 мм;
  2. інфрачервоне випромінювання – 1 мм – 780 нм;
  3. видиме випромінювання (світло) – 780 – 380 нм;
  4. ультрафіолетове випромінювання – 380 – 10 нм;
  5. рентгенівське випромінювання – 10 – 5 пм;
  6. жорстке (гамма) випромінювання – менше 5 пм.

З усього списку тільки два останні пункти є повноцінним іонізуючим і частково іонізуючим – третій знизу (УФ світло). А залишати після себе наведену радіацію може тільки гамма-випромінювання. Довжина хвилі електромагнітного поля мікрохвильової печі – 12 см. Набагато логічніше боятися видимого світла, випромінюваного лампочкою Ілліча, іонізуюча здатність якої на 3 порядки вище випромінювання мікрохвильовки. Але, незважаючи на очевидне, лампочок не боїться ніхто, мікрохвильових печей – майже все.

Чи змінює високочастотне випромінювання властивості продуктів.

Існує думка, що, побувавши в мікрохвильовці, продукти змінюють свою фізичну структуру. Одні зв'язку нібито руйнуються, інші з'являються, змінюється заряд, полюс, градус, пам'ять – все що завгодно. Після всього цього неподобства корисні продукти харчування перетворюються на отруту.

Мікрохвильове випромінювання, як було сказано вище, впливає на полярні молекули, якими є молекули води. На сьогодні науці достеменно відомо, що вода – аморфне тіло і взагалі не має структури, якщо не знаходиться в замерзлому стані. Як може ця сама структура змінитися, якщо у аморфного тіла її немає зовсім?

Народження подібного міфу пов'язане, швидше за все, з поняттям «структурована вода», яке з'явилося завдяки всіляким лженаукою типу гомеопатії і «бізнесменам», які продають «заряджають» підноси для води та інші чудеса техніки паралельних світів.

електричним струмом

Наскільки прилад електробезпечний.

Побоювання, нібито мікрохвильова піч небезпечна в плані ураження електричним струмом, в принципі, зрозумілі. Для роботи магнетрона потрібно джерело високої напруги – близько 4 кВ. Якщо додати до цього ще й потужність сучасної мікрохвильовки, яка може досягати кіловата, то весь жах людини, далекого від електрики, стає зрозумілим. Проте ця ж людина абсолютно спокійно користується полуторакіловаттним пилососом і двухкіловаттной електроплитою.

Згадайте звичайний телевізор кінескопа, який служив нам не одне десятиліття і продовжує служити донині. Напруга на ускоряющем аноді його кінескопа досягає 30 кВ. Це майже на порядок вище напруги на магнетроні. Якщо розкрити мікрохвильовку, то можна і під напругу потрапити. Але і в телевізорі адже задня кришка всього на чотирьох гвинтах! А тепер подумайте: багато у вас знайомих, убитих струмом злого телевізора? Таким чином мікрохвильова духовка в плані електробезпеки нічим не відрізняється від будь-якого іншого побутового приладу.

Чи шкідливо випромінювання мікрохвильовки для організму.

Так, СВЧ шкідливі для людини. Але ж маса сучасних пристроїв працює на тій же частоті: Wi-Fi модем, мобільник, смартфон. Робота з ними вважається безпечною. Так шкідливо мікрохвильове випромінювання або нешкідливо? Шкідливо, але лише при перевищенні певного рівня. Ваш мобільник випромінює, але потужність його передавача невелика. Хоч ви і тримайте його у самого скроні, періодичні розмови по телефону особливої ​​шкоди здоров'ю не завдадуть. Інша справа – мікрохвильова піч. Потужність її «передавача» досягає тисячі ват.

Але, по-перше, на відміну від мобільника, випромінювання магнетрона спрямоване не на всі боки, а в робочу камеру. По-друге, і це головне, камера, як і її дверцята, мають спеціальне покриття, що запобігає вихід випромінювання за межі робочої області. Звичайно, покриття не затримує НВЧ на 100%, але цього і не потрібно. Ви не тримайте мікрохвильовку біля скроні, як телефон, і не користуєтеся нею, годинами уткнувшись носом в дверцята. Крім того, інтенсивність НВЧ зменшується пропорційно квадрату відстані.

Що з цього приводу кажуть цифри? Відкриваємо медичні документи, що нормують максимально допустимий безпечне для людини СВЧ випромінювання і читаємо: не більше 10 мкВт / см.кв. Багато це чи мало? Саме час подивитися на малюнок нижче:

Залежність напруженості поля від відстані до СВЧ печі.

У самій дверцята мікрохвильової печі напруженість електромагнітного поля досить висока – 5 мВт / см.кв. Але вже на дистанції в півметра воно слабшає на два порядки, а на відстані в півтора метра нижче максимально допустимого рівня вдвічі. Таким чином, якщо ви не сидите з включеною мікрохвильовкою буквально в обнімку, а користуєтеся нею не цілодобово, то за своє здоров'я можете не побоюватися. Але ж дверцята можна відкрити? Можна, тільки магнетрон відразу ж відключиться, оскільки має захист "від дурня". Ця ж захист не дасть сунути руку (А декому і голову) в працюючий прилад, щоб перевірити його справність «на дотик».

Як тільки ви відкриєте дверцята, автоматика зніме харчування з магнетрона.

Таким чином справна мікрохвильова піч при дотриманні елементарних правил експлуатації, детально описаних в інструкції, що додається, абсолютно безпечна для людини.