Микроволновая печь
Микроволно́вая печь — бытовой электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или быстрого подогрева пищи, а также для размораживания продуктов. В отличие от других устройств (например, духовки или русской печи) разогрев продуктов в микроволновой печи происходит не на поверхности, а по всему объёму. Это существенно сокращает время приготовления.
Принцип работы
Нагревание продуктов в микроволновой печи происходит из-за значительного поглощения микроволнового излучения водой и другими диэлектриками, содержащимися в продуктах. Большое поглощение сверхвысокочастотного излучения водой связано с наличием у молекул воды большого дипольного момента. Это можно себе представить следующим образом: молекула воды, когда к ней приложено электрическое поле, всегда стремится сориентировать себя вдоль поля, подобно тому, как стрелка компаса стремится установиться вдоль магнитного поля Земли. Однако, в поле сверхвысокочастотной электромагнитной волны направление электрического поля меняется с очень высокой частотой (более миллиарда раз в секунду), и молекуле приходится постоянно вращаться. При столкновениях быстро вращающихся молекул часть энергии вращения переходит в энергию поступательного движения, что в итоге приводит к повышению температуры воды. В бытовых микроволновых печах используются микроволны с частотой 2450 мегагерц (МГц). Такая частота установлена для микроволновых печей специальными международными соглашениями — чтобы не создавать помех работе радаров и иных устройств, использующих микроволны.
Меры предосторожности
Если печь работает без нагрузки, излучение не поглощается в камере, ему приходится поглощаться внутри источника, что приводит к его перегреванию и порче печи. Если у печи слишком малая загрузка, рекомендуется дополнительно поставить в камеру стакан воды, для поглощения избыточного излучения.
Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому нельзя готовить еду в металлической посуде. Если металлическая посуда закрытая, то излучение вообще не поглощается и печь может выйти из строя. В открытой металлической посуде приготовление в принципе возможно, но эффективность его на порядок меньше (т. к. излучение не проникает со всех сторон). К тому же, вблизи острых краёв металлических предметов возможно появление искр.
Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») — тонкий слой металла обладает большим сопротивлением и сильно нагревается вихревыми токами, это может разрушить посуду в области металлического напыления. В то же время, металлические предметы без острых краёв, изготовленные из толстого металла, сравнительно безопасны в микроволновой печи.
Нельзя приготавливать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца — из-за сильного испарения воды внутри них они взрываются.
Опасно нагревать в микроволновке воду, т. к. она способна к перегреванию, т. е. к нагреванию выше температуры кипения. Перегретая жидкость способна потом вскипеть очень резко и в неожиданный момент. Это относится не только к дистиллированой воде, но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных частиц. Чем более гладкой и однородной является внутренняя поверхность сосуда с водой, тем выше риск. Если у сосуда узкое горлышко, то велика вероятность, что в момент начала кипения перегретая вода выльется и обожжёт руки.
Устройство
Основные компоненты микроволновой печи:
- источник микроволн
- магнетрон
- источник высоковольтного питания магнетрона
- цепь управления
- волновод для передачи микроволн от магнетрона к камере
- металлическая камера, в которой концентрируется микроволновое излучение и куда помещается пища, с металлизированой дверцей
- вспомогательные элементы
- вращающийся столик в камере
- схемы, обеспечивающие безопасность («блокировки»)
- вентилятор, охлаждающий магнетрон и продувающий камеру для удаления газов, образующихся при приготовлении пищи.
История
Американский инженер Перси Спенсер впервые заметил способность сверхвысокочастотного излучения к нагреванию продуктов и запатентовал микроволновую печь. Спенсер работал в момент изобретения в компании Райтеон (англ. Raytheon), занимающейся изготовлением оборудования для радаров. По легенде, когда он проводил эксперименты с очередным магнетроном, Спенсер заметил, что кусок шоколада в его кармане расплавился. По другой версии, он заметил, что нагрелся бутерброд, положенный на включённый магнетрон.
Патент на микроволновую печь был выдан в 1946 году. Первая микроволновая печь была построена фирмой Райтеон и была предназначена для быстрого промышленного приготовления пищи. Её высота была примерно равна человеческому росту, масса — 340 кг, мощность — 3 кВт, что примерно в три раза больше мощности современной бытовой СВЧ-печи. Стоила эта печь около 3000 $. Она использовалась, в основном, в солдатских столовых и столовых военных госпиталей.
Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 году. Первоначально спрос на новое изделие был невысок.
В СССР микроволновые печи выпускал завод ЗИЛ.
В настоящее время микроволновая печь — один из самых популярных бытовых электроприборов.
Мифы о микроволновых печах
- Железная тарелка может спровоцировать взрыв большой мощности (на самом деле в худшем случае она вызовет повреждение магнетрона из-за искрения).
- Опасно подходить к работающей микроволновой печи, поскольку собственные клетки и ткани организма «чувствуют» излучение от этого прибора (на деле стандартами излучение от работающей печи ограничено 5мВт на кв.см на расстоянии 5 см от её поверхности — что очень далеко от уровня излучения, считающегося вредным для здоровья).
- Микроволновая печь изменяет молекулярную структуру продуктов, в результате чего можно испортить свои гены или заболеть раком. Если каждый день есть пищу из микроволновой печи, могут родиться «дети-уродцы» (ранние эксперименты с сепарацией веществ путём микроволнового излучения закончились неудачей — оно приводило только к нагреву, также это излучение не является ионизирующим).
- Если в печь поместить живое существо, оно мутирует и/или превратится в мутанта. (никогда не проверяйте этого, нагрев от микроволнового излучения может быть смертельно опасен, даже при коротком времени воздействия).
- Если долго держать включенной микроволновую печь на большой мощности, она своим мощным электромагнитным излучением может вывести из строя все приборы в радиусе нескольких метров. На самом деле её электромагнитное излучение не больше, чем от задней стенки системного блока компьютера, правда вблизи она всё-таки может помешать приему сигнала сотовым телефоном на близкой частоте.