Mikrovlnná trouba: činnost a princip činnosti, zařízení mikrovlnné trouby a poškození, na jaké frekvenci funguje

Mikrovlny vstoupily do našeho každodenního života již dlouhou dobu, ale spory o jejich užitečnost a bezpečnost stále probíhají. Je zvláštní, že při řešení takových problémů na všech druzích fór a při osobních setkáních drtivá většina nemá ani přibližnou představu o principu mikrovlnné trouby.

To je důvod, proč před položením otázky: je to vaše přítelkyně nebo nepřítel, má smysl zjistit, co to je úžasný stroj, který dokáže uvařit sklenici vody nebo uvařit kuře bez použití viditelného zdroje teplo. Téměř každý viděl mikrovlnnou troubu v provozu, ale málokdo tuší, jak to dělá.

Činnost a princip činnosti

Princip fungování mikrovlnné trouby je stanoven v jejím názvu - účinek na tělo (v tomto případě produkty) - mikrovlnným zářením (mikrovlnné záření nebo jednoduše mikrovlnná trouba). Vysokofrekvenční elektromagnetické vlny zahřejí jídlo na vysokou teplotu, která umožňuje ohřát nebo i vařit jídlo bez použití klasického tepelné ohřívače. Mimochodem, stejná metoda se používá nejen pro přípravu potravinářských výrobků, ale také pro tepelné zpracování technických výrobků: žíhání a kalení, řekněme, vrtáky, ozubená kola, nože atd.

Hlavní podmínkou nezbytnou pro provoz mikrovlnky je přítomnost tzv. polárních molekul v objektu. Právě na ně působí elektromagnetické pole zařízení. Naštěstí téměř všechny potraviny (snad kromě úplně dehydratovaných) obsahují vodu, která se z takových molekul skládá. Když se takové molekuly dostanou do silného střídavého elektromagnetického pole, začnou rychle měnit svou polohu podle neustále se měnícího směru magnetického pole. V procesu rotace se tyto molekuly o sebe doslova třou a každý ví, co se při tom děje. Zkuste si rychle promnout dlaně – je vám teplo?

Díky střídavému elektromagnetickému poli se polární molekuly vody začnou rychle otáčet.

Hlavní rozdíl mezi účinkem mikrovlnného záření na předmět od běžného tření nebo ohřevu otevřený plamen spočívá v tom, že se zahřívá nejen povrch předmětu, ale i jeho hloubka vrstvy. Je to dáno tím, že mikrovlnné záření působí nejen na povrch předmětu, ale proniká i hluboko do něj a nutí molekuly k pohybu a zahřívání.

Hloubka průniku závisí na frekvenci záření. A pro standardní mikrovlnné trouby pracující na frekvenci 2,4 GHz je to 1,5-2,5 cm. Je snadné odhadnout, že například koláč vložený do mikrovlnné trouby se zcela a rovnoměrně prohřeje uvnitř i venku. Navíc to udělá v co nejkratším čase, protože rychlost ohřevu těla v mikrovlnném poli je 0,3-0,5 stupně za sekundu. 10 sekund - +5 stupňů. Minuta - +30 stupňů.

Výhody a nevýhody

Je tedy čas formulovat hlavní rozdíly mezi mikrovlnným ohřevem a klasickým ohřevem:

1. Vysoká rychlost zahřívání. Vzhledem k tomu, že ošetření vysokofrekvenčním (HF) polem probíhá současně v celém objemu, produkt se zahřeje extrémně rychle - v řádu minut.
2. Rovnoměrné vytápění. Díky rovnoměrnému ohřevu není potřeba ohřívat jeho vnější vrstvu na zvýšenou teplotu. Tím se zabrání spálení.
3. Možnost automatizace vaření. Při použití mikrovlnné trouby není potřeba hlídat proces - míchat, obracet atd. Stačí uvést hmotnost a druh položeného výrobku a popsat požadovaný provoz: ohřev, vaření atd. O zbytek se zařízení postará samo.
4. Nemožnost pražení. Mikrovlnné pole, na rozdíl od pánve nebo grilu, ohřívá jídlo rovnoměrně, což znamená, že je nedokáže osmažit dokřupava.

Jedinou zdánlivou nevýhodou mikrovlnám je nemožnost smažení, ale také konstruktéři tento problém vyřešili vybavením zařízení běžnými termoelektrickými ohřívači, jako v elektrické trouby. S jejich pomocí můžete produkt snadno smažit. Kromě toho existují takzvané Krustyho talíře, vyrobené ze speciálního materiálu, který lze bezpečně ohřívat mikrovlnnými proudy. Na takový talíř položte kotletu a sporák ji nejen rychle uvaří, ale také smaží, protože tato pánev se zahřeje na 200 stupňů.

Zařízení mikrovlnné trouby

Nyní je čas zjistit, jak mikrovlnná trouba funguje. Srdcem každého takového sporáku je speciální generátor, který vytváří vysokofrekvenční elektromagnetické pole vysoké intenzity. Říká se mu magnetron. Dále je jím vytvořené pole směrováno do komory produktu pomocí speciálně navržených vlnovodů. Dělá to tak, že celý vnitřní objem komory je „vyplněn“ polem rovnoměrně a zajišťuje tak kvalitní ohřev produktů libovolného objemu. To navíc usnadňuje otočný tác, kterým je vybavena většina mikrovlnných trub.

Magnetron zaujímá nejčestnější místo pod krytem zařízení.

Činnost VF generátoru je řízena elektronickou jednotkou sestavenou na mikroprocesoru. Firmware zabudovaný v bloku umožňuje nastavit požadovaný režim vaření, ovládat teplotu v komoře, vlhkost a dobu vaření. Sledují také bezpečnost používání kamen – zda ​​jsou zavřená ochranná dvířka, zda nedošlo k poruše izolace, zda teplota uvnitř komory nevystoupila nad kritickou atd. Ovladač je ovládán z panelů toho či onoho typu – tlačítkový, dotykový atd. No a v troubě je samozřejmě i napájecí zdroj, který dodává energii veškeré elektronice i samotnému magnetronu.

Takto vypadá mikrovlnná trouba na obrázku.

Nebezpečí a poškození mikrovln

A teď ta nejdůležitější otázka, která trápí snad každého majitele mikrovlnky: představuje zařízení nějaké nebezpečí pro ostatní? Existuje mnoho mýtů o nebezpečích používání mikrovlnné trouby technologie v každodenním životě. Hlavní jsou:

1. Radiační nebezpečí.
2. Nebezpečí elektromagnetického záření.
3. Špatný vliv mikrovln na kvalitu jídla.
4. Možnost fyzického poranění mikrovlnným polem.
5. Zvýšené riziko úrazu elektrickým proudem vysokým napětím.

Radiační poškození

Podle tohoto mýtu je každý, kdo se nachází v blízkosti mikrovlnné trouby, vystaven radiaci. Navíc ani vypnutý sporák nevyzařuje o nic hůř než černobylský traktor. Pokud ale věříte základům jaderné fyziky (ve škole si tím prošel každý), záření, kterého se všichni tak bojí a které je opravdu nebezpečné, je záření ionizující.

Podívejte se na seznam, který uvádí typy elektromagnetického záření uspořádané v sestupném pořadí podle jejich vlnové délky:

1. rádiové vlny - 10 km - 0,1 mm;
2. infračervené záření - 1 mm - 780 nm;
3. viditelné záření (světlo) - 780 - 380 nm;
4. ultrafialové záření - 380 - 10 nm;
5. RTG záření - 10 - 17 hodin;
6. tvrdé (gama) záření - méně než 17 hodin.

Z celého seznamu jsou plně ionizující a částečně ionizující pouze poslední dvě položky – třetí odspodu (UV světlo). A pouze gama záření může zanechat indukované záření. Vlnová délka elektromagnetického pole mikrovlnné trouby je 12 cm. Mnohem logičtější je bát se viditelného světla vyzařovaného Iljičovou lampou, jejíž ionizační schopnost je o 3 řády vyšší než záření mikrovlnky. Ale navzdory zřejmému se nikdo nebojí žárovek, mikrovlnných trub - téměř všichni.

Změní vysokofrekvenční záření vlastnosti produktů?

Existuje názor, že poté, co byly produkty v mikrovlnné troubě, změní svou fyzickou strukturu. Některá spojení jsou údajně zničena, jiná se objeví, změní se náboj, pól, stupeň, paměť - cokoliv. Po vší té ostudě se zdravé potraviny promění v jed.

Mikrovlnné záření, jak již bylo zmíněno výše, ovlivňuje polární molekuly, což jsou molekuly vody. Dnes věda spolehlivě ví, že voda je amorfní těleso a nemá vůbec žádnou strukturu, pokud není ve zmrzlém stavu. Jak se může změnit právě tato struktura, když ji amorfní těleso vůbec nemá?

Zrození takového mýtu je s největší pravděpodobností spojeno s pojmem „strukturovaná voda“, která se objevila díky všem druhům pseudovědy jako homeopatie a "podnikatelé" prodávající "nabíjecí" zásobníky na vodu a další zázraky paralelní technologie světy.

Elektrický šok

Jak elektrické je zařízení.

Obavy, že je mikrovlnná trouba nebezpečná z hlediska úrazu elektrickým proudem, jsou v zásadě pochopitelné. Pro provoz magnetronu je nutný zdroj vysokého napětí - řádově 4 kV. Když k tomu připočteme výkon moderní mikrovlnné trouby, který může dosahovat kilowattu, pak se celá hrůza člověka daleko od elektrikáře stává pochopitelnou. Přesto ten samý člověk celkem klidně používá 1,5kilowattový vysavač a dvoukilowattový elektrický sporák.

Vzpomeňte si na obyčejnou CRT televizi, která nám sloužila desítky let a slouží dodnes. Urychlující anodové napětí jeho kinescope dosahuje 30 kV. To je téměř o řád vyšší než napětí na magnetronu. Pokud otevřete mikrovlnnou troubu, můžete se dostat pod napětí. Ale v televizi je koneckonců zadní kryt pouze čtyři šrouby! Nyní přemýšlejte: máte hodně známých, kteří byli zasaženi elektrickým proudem zlým televizorem? Z hlediska elektrické bezpečnosti se tedy mikrovlnná trouba neliší od jakéhokoli jiného domácího spotřebiče.

Je mikrovlnné záření pro tělo škodlivé?.

Ano, mikrovlnné frekvence jsou pro člověka škodlivé. Ale mnoho moderních zařízení funguje na stejné frekvenci: Wi-Fi modem, mobilní telefon, smartphone. Práce s nimi je považována za bezpečnou. Je mikrovlnné záření škodlivé nebo neškodné? Škodlivé, ale pouze při překročení určité úrovně. Váš mobilní telefon vysílá, ale jeho výkon vysílače je nízký. I když jej budete mít blízko u svého chrámu, pravidelné telefonáty vám příliš nepoškodí zdraví. Další věcí je mikrovlnná trouba. Výkon jeho „vysílače“ dosahuje tisíců wattů.

Ale za prvé, na rozdíl od mobilního telefonu, záření magnetronu nesměřuje do všech směrů, ale do pracovní komory. Za druhé, a to je hlavní, má kamera, stejně jako její dvířka, speciální povlak, který zabraňuje záření opustit pracovní prostor. Potah samozřejmě mikrovlnku nezdrží o 100 %, ale není to nutné. Mikrovlnnou troubu nedržíte u spánku jako telefon a nepoužíváte ji, abyste na hodiny strkali nos do dveří. Intenzita mikrovln navíc klesá úměrně druhé mocnině vzdálenosti.

Co na to říkají čísla? Otevíráme lékařské dokumenty, které standardizují maximální přípustné mikrovlnné záření bezpečné pro člověka a čteme: ne více než 10 μW / cm2. Je to hodně nebo málo? Je čas podívat se na obrázek níže:

Závislost intenzity pole na vzdálenosti mikrovlnné trouby.

U samotných dveří mikrovlnné trouby je síla elektromagnetického pole poměrně vysoká - 5 mW / cm2. Ale již ve vzdálenosti půl metru zeslábne o dva řády a ve vzdálenosti jeden a půl metru pod maximální přípustnou hladinu o polovinu. Pokud tedy nesedíte se zapnutou mikrovlnkou doslova v objetí a nepoužíváte ji 24 hodin denně, nemusíte se o své zdraví bát. Ale můžete otevřít dveře? Je to možné, pouze magnetron se okamžitě vypne, protože má "neomylnou" ochranu. Stejná ochrana vám nedovolí strčit si ruku (a některým lidem hlavu) do funkčního zařízení, aby se "dotykem" ověřila jeho provozuschopnost.

Jakmile otevřete dveře, automatika odpojí napájení magnetronu.

Funkční mikrovlnná trouba, při dodržení základních provozních pravidel podrobně popsaných v přiloženém návodu, je tedy pro člověka absolutně bezpečná.