Mikrovlnná rúra: činnosť a princíp činnosti, zariadenie mikrovlnnej rúry a poškodenie, pri akej frekvencii funguje

Mikrovlny vstúpili do nášho každodenného života už dlho, no spory o ich užitočnosť a bezpečnosť stále prebiehajú. Je zvláštne, že pri riešení takýchto problémov na všetkých druhoch fóra a pri osobných stretnutiach drvivá väčšina nemá ani približnú predstavu o princípe mikrovlnnej rúry.

Preto pred položením otázky: je to vaša priateľka alebo nepriateľka, má zmysel zistiť, čo to je úžasný stroj, ktorý dokáže uvariť pohár vody alebo uvariť kura bez použitia viditeľného zdroja teplo. Takmer každý videl mikrovlnnú rúru v prevádzke, no málokto tuší, ako to robí.

Činnosť a princíp činnosti

Princíp fungovania mikrovlnnej rúry je stanovený v jej názve - účinok na telo (v tomto prípade výrobky) - mikrovlnným žiarením (mikrovlnné žiarenie alebo jednoducho mikrovlnná rúra). Vysokofrekvenčné elektromagnetické vlny zohrejú jedlo na vysokú úroveň teplotu, ktorá umožňuje prihrievať alebo dokonca variť jedlo bez použitia klasickej tepelné ohrievače. Mimochodom, rovnaká metóda sa používa nielen na prípravu potravinárskych výrobkov, ale aj na tepelné spracovanie technických výrobkov: žíhanie a kalenie, povedzme vrtáky, ozubené kolesá, nože atď.

Hlavnou podmienkou pre fungovanie mikrovlnky je prítomnosť takzvaných polárnych molekúl v objekte. Práve na nich pôsobí elektromagnetické pole zariadenia. Našťastie takmer všetky potraviny (možno okrem úplne dehydrovaných) obsahujú vodu, ktorá sa skladá z takýchto molekúl. Keď sa takéto molekuly dostanú do silného striedavého elektromagnetického poľa, začnú rýchlo meniť svoju polohu podľa neustále sa meniaceho smeru magnetického poľa. V procese rotácie sa tieto molekuly doslova trú o seba a každý vie, čo sa počas toho deje. Skúste si rýchlo trieť dlane o seba – je vám teplo?

Vďaka striedavému elektromagnetickému poľu sa polárne molekuly vody začnú rýchlo otáčať.

Hlavný rozdiel medzi účinkom mikrovlnného žiarenia na predmet od bežného trenia alebo zahrievania otvorený plameň spočíva v tom, že sa zahrieva nielen povrch predmetu, ale aj jeho hĺbka vrstvy. Je to spôsobené tým, že mikrovlnné žiarenie pôsobí nielen na povrch predmetu, ale preniká aj hlboko do neho, čím núti molekuly pohybovať sa a zahrievať.

Hĺbka prieniku závisí od frekvencie žiarenia. A pre štandardné mikrovlnné rúry pracujúce na frekvencii 2,4 GHz je to 1,5-2,5 cm. Je ľahké uhádnuť, že napríklad koláč vložený do mikrovlnnej rúry sa úplne a rovnomerne zohreje zvnútra aj zvonka. Navyše to urobí v čo najkratšom čase, pretože rýchlosť ohrevu tela v mikrovlnnom poli je 0,3-0,5 stupňov za sekundu. 10 sekúnd - +5 stupňov. Minúta - +30 stupňov.

Výhody a nevýhody

Je teda čas sformulovať hlavné rozdiely medzi mikrovlnným ohrevom a klasickým ohrevom:

1. Vysoká rýchlosť zahrievania. Keďže ošetrenie vysokofrekvenčným (HF) poľom prebieha súčasne v celom objeme, produkt sa zahreje extrémne rýchlo - v priebehu niekoľkých minút.
2. Rovnomerné vykurovanie. Vďaka rovnomernému ohrevu nie je potrebné ohrievať jeho vonkajšiu vrstvu na zvýšenú teplotu. Tým sa zabráni spáleniu.
3. Možnosť automatizácie varenia. Pri použití mikrovlnnej rúry nie je potrebné sledovať proces - miešať, prevracať atď. Stačí uviesť hmotnosť a druh položeného výrobku a popísať požadovanú operáciu: ohrev, varenie atď. O zvyšok sa prístroj postará sám.
4. Nemožnosť praženia. Mikrovlnné pole, na rozdiel od panvice alebo grilu, zohrieva jedlo rovnomerne, čo znamená, že nie je schopné ich vyprážať dochrumkava.

Jedinou zdanlivou nevýhodou, ktorá je mikrovlnám vlastná, je nemožnosť vyprážania, ale aj konštruktéri tento problém vyriešili vybavením zariadenia bežnými termoelektrickými ohrievačmi, ako v elektrické rúry. S ich pomocou môžete produkt ľahko vyprážať. Okrem toho existujú takzvané Krustyho taniere, vyrobené zo špeciálneho materiálu, ktorý možno bezpečne ohrievať mikrovlnnými prúdmi. Na takýto tanier položte kotletu a sporák ju nielen rýchlo uvarí, ale aj smaží, pretože táto panvica sa zohreje na 200 stupňov.

Zariadenie mikrovlnnej rúry

Teraz je čas zistiť, ako funguje mikrovlnná rúra. Srdcom každého takéhoto sporáka je špeciálny generátor, ktorý vytvára vysokofrekvenčné elektromagnetické pole vysokej intenzity. Nazýva sa magnetrón. Ďalej je ním vytvorené pole nasmerované do komory produktu pomocou špeciálne navrhnutých vlnovodov. Robí to tak, že celý vnútorný objem komory je "vyplnený" poľom rovnomerne, čím je zabezpečený kvalitný ohrev produktov akéhokoľvek objemu. Navyše to uľahčuje otočný podnos, ktorým je vybavená väčšina mikrovlnných rúr.

Magnetrón zaujíma najčestnejšie miesto pod krytom zariadenia.

Prevádzka VF generátora je riadená elektronickou jednotkou zostavenou na mikroprocesore. Mikroprogramy zabudované v bloku umožňujú nastaviť požadovaný režim varenia, ovládať teplotu v komore, vlhkosť a čas varenia. Sledujú tiež bezpečnosť používania kachlí – či sú zatvorené ochranné dvierka, či nedošlo k poruche izolácie, či teplota v komore neprekročila kritickú atď. Ovládač je ovládaný z panelov jedného alebo druhého typu - tlačidlový, dotykový atď. No a v rúre je samozrejme aj napájací zdroj, ktorý dodáva energiu celej elektronike a samotnému magnetrónu.

Takto vyzerá mikrovlnná rúra na obrázku.

Nebezpečenstvo a poškodenie mikrovlnnej rúry

A teraz najdôležitejšia otázka, ktorá trápi takmer každého majiteľa mikrovlnky: predstavuje zariadenie nejaké nebezpečenstvo pre ostatných? Existuje veľa mýtov o nebezpečenstvách používania mikrovlnnej rúry technológie v každodennom živote. Hlavné sú:

1. Nebezpečenstvo žiarenia.
2. Nebezpečenstvo elektromagnetického žiarenia.
3. Slabý vplyv mikrovlnky na kvalitu jedla.
4. Možnosť fyzického zranenia mikrovlnným poľom.
5. Zvýšené riziko úrazu elektrickým prúdom vysokým napätím.

Radiačné poškodenie

Podľa tohto mýtu je každý, kto sa nachádza v blízkosti mikrovlnnej rúry, vystavený žiareniu. Navyše ani vypnutý sporák nežiari o nič horšie ako černobyľský traktor. Ale ak veríte základom jadrovej fyziky (v škole si tým prešiel každý), žiarenie, ktorého sa každý tak bojí a ktoré je naozaj nebezpečné, je ionizujúce žiarenie.

Pozrite si zoznam, ktorý uvádza typy elektromagnetického žiarenia zoradené v zostupnom poradí podľa ich vlnovej dĺžky:

1. rádiové vlny - 10 km - 0,1 mm;
2. infračervené žiarenie - 1 mm - 780 nm;
3. viditeľné žiarenie (svetlo) - 780 - 380 nm;
4. ultrafialové žiarenie - 380 - 10 nm;
5. Röntgenové žiarenie - 10 - 17 hodín;
6. tvrdé (gama) žiarenie - menej ako 17 hodín.

Z celého zoznamu sú plne ionizujúce a čiastočne ionizujúce len posledné dve položky – tretia zdola (UV svetlo). A len gama žiarenie môže zanechať indukované žiarenie. Vlnová dĺžka elektromagnetického poľa mikrovlnnej rúry je 12 cm. Oveľa logickejšie je báť sa viditeľného svetla vyžarovaného Iľjičovou lampou, ktorej ionizačná schopnosť je o 3 rády vyššia ako žiarenie mikrovlnky. Ale napriek zrejmému sa nikto nebojí žiaroviek, mikrovlnných rúr - takmer každý.

Mení vysokofrekvenčné žiarenie vlastnosti produktov?

Existuje názor, že produkty v mikrovlnnej rúre menia svoju fyzickú štruktúru. Niektoré spojenia sú vraj zničené, iné sa objavia, zmení sa náboj, pól, stupeň, pamäť – čokoľvek. Po všetkej tejto hanbe sa zdravé potraviny zmenia na jed.

Mikrovlnné žiarenie, ako je uvedené vyššie, ovplyvňuje polárne molekuly, čo sú molekuly vody. Dnes veda spoľahlivo vie, že voda je amorfné teleso a nemá vôbec žiadnu štruktúru, ak nie je v zamrznutom stave. Ako sa môže zmeniť práve táto štruktúra, ak ju amorfné teleso vôbec nemá?

Zrodenie takéhoto mýtu je s najväčšou pravdepodobnosťou spojené s pojmom "štruktúrovaná voda", ktorá sa objavila vďaka všetkým druhom pseudovedy ako homeopatia a „podnikatelia“ predávajúci „nabíjacie“ zásobníky na vodu a iné zázraky paralelnej technológie svetov.

Elektrický šok

Aké elektrické je zariadenie.

Obavy, že mikrovlnná rúra je nebezpečná z hľadiska zásahu elektrickým prúdom, sú v zásade pochopiteľné. Na prevádzku magnetrónu je potrebný zdroj vysokého napätia - rádovo 4 kV. Ak k tomu pripočítame výkon modernej mikrovlnnej rúry, ktorý môže dosahovať kilowatt, potom sa celá hrôza človeka ďaleko od elektrikára stáva pochopiteľnou. Napriek tomu ten istý človek celkom pokojne používa 1,5 kilowattový vysávač a dvojkilowattový elektrický sporák.

Spomeňte si na obyčajný CRT televízor, ktorý nám slúžil desiatky rokov a slúži dodnes. Urýchľujúce anódové napätie jeho kinoskop dosahuje 30 kV. To je takmer o rád vyššie ako napätie na magnetróne. Ak otvoríte mikrovlnnú rúru, môžete sa dostať pod napätie. Ale v televízore je koniec koncov zadný kryt iba štyri skrutky! Teraz sa zamyslite: máte veľa známych, ktorých zabil elektrický prúd zlý televízor? Z hľadiska elektrickej bezpečnosti sa teda mikrovlnná rúra nelíši od iných domácich spotrebičov.

Je mikrovlnné žiarenie škodlivé pre telo?.

Áno, mikrovlnné frekvencie sú pre človeka škodlivé. Mnoho moderných zariadení však funguje na rovnakej frekvencii: Wi-Fi modem, mobilný telefón, smartfón. Práca s nimi sa považuje za bezpečnú. Je mikrovlnné žiarenie škodlivé alebo neškodné? Škodlivé, ale len pri prekročení určitej úrovne. Váš mobilný telefón vysiela, ale jeho vysielací výkon je nízky. Hoci ho budete držať blízko chrámu, pravidelné telefonáty vám nespôsobia veľkú ujmu na zdraví. Ďalšia vec je mikrovlnná rúra. Výkon jeho „vysielača“ dosahuje tisíce wattov.

Po prvé, na rozdiel od mobilného telefónu je žiarenie magnetrónu nasmerované nie všetkými smermi, ale do pracovnej komory. Po druhé, a to je hlavné, kamera, rovnako ako jej dvierka, má špeciálny náter, ktorý bráni žiareniu opustiť pracovnú oblasť. Samozrejme, že povlak nezdrží mikrovlnku o 100%, ale nie je to potrebné. Mikrovlnnú rúru nedržíte pri spánku ako telefón a nepoužívate ju a celé hodiny strkáte nos do dverí. Intenzita mikrovlny navyše klesá úmerne so štvorcom vzdialenosti.

Čo na to hovoria čísla? Otvárame lekárske dokumenty, ktoré štandardizujú maximálne prípustné mikrovlnné žiarenie bezpečné pre ľudí a čítame: nie viac ako 10 μW / cm2. Je to veľa alebo málo? Je čas pozrieť sa na obrázok nižšie:

Závislosť intenzity poľa od vzdialenosti mikrovlnnej rúry.

Pri samotných dverách mikrovlnnej rúry je intenzita elektromagnetického poľa pomerne vysoká - 5 mW / cm2. Ale už vo vzdialenosti pol metra oslabuje o dva rády a vo vzdialenosti jeden a pol metra pod maximálnou povolenou úrovňou o polovicu. Ak teda nesedíte so zapnutou mikrovlnkou doslova v objatí a nepoužívate ju 24 hodín denne, nemusíte sa o svoje zdravie báť. Ale môžete otvoriť dvere? Je to možné, iba magnetrón sa okamžite vypne, pretože má "neomylnú" ochranu. Rovnaká ochrana vám nedovolí strčiť ruku (a pre niektorých ľudí do hlavy) do funkčného zariadenia, aby sa skontrolovala jeho použiteľnosť "hmatom".

Akonáhle otvoríte dvere, automatika odpojí napájanie magnetrónu.

Funkčná mikrovlnná rúra, ktorá podlieha základným prevádzkovým pravidlám podrobne popísaným v priložených pokynoch, je teda pre ľudí absolútne bezpečná.