Как работает микроволновая печь? Кто это придумал?

Если принцип работы микроволновой печи до сих пор остается для вас загадкой, вы попали по адресу. Я расскажу о том, как именно микроволны нагревают нашу пищу. Сразу скажу, что это стоит знать, и не только из чистого любопытства, но и для вашей безопасности.

Принцип работы микроволновых печей

Микроволновая печь не нагревает непосредственно находящуюся в ней пищу. Именно полярные молекулы (т.е. в основном молекулы воды, а также молекулы сахара или жира), содержащиеся в пище, вибрируют при вращении. Они начинают быстро вибрировать, поглощая волны. Вибрации настолько интенсивны, что через трение они передаются на частицы разогреваемой пищи. В результате пища становится горячее с каждой секундой.

Для этого явления используются электромагнитные волны (точнее, высокочастотные радиоволны), генерируемые магнетроном — разновидностью радиоэлектронной трубки. В общем, этот элемент конструкции принимает энергию от розетки, преобразует ее в мощные волны и выпускает их в камеру (через волновой проводник), где находится разогреваемая пища.

Волны отскакивают от стенок и дверцы микроволновой печи, чтобы не выходить наружу, но не от пищи, так как им приходится проникать внутрь нее. Чем выше установленная мощность, тем больше энергии потребляет магнетрон, поэтому частицы вибрируют быстрее и эффективнее нагревают пищу.

Так микроволновая печь преобразует электричество в тепло в виде электромагнитного излучения.

И это тепло относится только к нагреваемой пище, потому что воздух внутри камеры практически не меняет свою температуру. В то же время, это основная причина того, что у блюда не будет коричневой или хрустящей корочки (как в случае с печью). Если только у нее нет дополнительных функций, напр. в виде функции гриля.

Добавлю, что генерируемые микроволны являются одними из самых коротких радиоволн (12 сантиметров в длину, но еда поглощает их без проблем), но они могут передавать огромное количество энергии — и именно поэтому микроволновые печи так быстро нагревают пищу.

Зачем микроволновой печи нужна вращающаяся тарелка?

Не может ли пища просто лежать в одном и том же положении в течение всего процесса приготовления? Можно, но тогда она не будет так хорошо нагреваться.

Идея заключается в том, что электромагнитные волны смогут более равномерно нагревать пищу при вращении.

Микроволновый луч также может отражаться от дополнительных вращающихся элементов, чтобы динамически менять свое направление и лучше справляться с замороженными продуктами. В лучших моделях есть такая возможность.

Почему дверца микроволновой печи имеет металлическую сетку?

Чтобы не выпускать волны наружу. Дверца отражает их, как металлическое зеркало, потому что именно металл не может пройти сквозь нее. Благодаря этому электромагнитное излучение не просачивается наружу.

Итак, используемая сетка имеет достаточно маленькие отверстия, чтобы не пропускать микроволновый луч, но, с другой стороны, она не сводит видимость к нулю. Конечно, белая лакированная камера часто позволяет лучше следить за процессом приготовления блюда, чем черная.

Решетка возникает в этих приборах независимо от типа, поэтому она относится и к лучшим встраиваемым микроволновым печам.

Почему металлические элементы микроволновой печи не искрят и не вызывают пожара?

Хороший вопрос, верно? В конце концов, не стоит класть в микроволновку металлические вещи, так как они могут стать причиной серьезной неисправности или даже пожара.

С другой стороны, стенки камеры или некоторые конструктивные элементы внутри иногда бывают металлическими.

И что же получается в итоге?

Некоторые металлические предметы могут вызвать искры, а также повысить температуру воздуха в камере во время разогрева (а также давление). Все это приводит к пожару или взрыву.

Однако с металлическими вещами так бывает не всегда. Самое главное — это их форма. Главным виновником является накопление заряженных частиц. Если что-то достаточно большое и плоское, оно лучше распределит нагрузку по своей поверхности.

Из этого следует, что плоская, круглая металлическая тарелка не должна возиться в микроволновой печи (хотя я бы не советовал экспериментировать). В продаже есть даже противни для пиццы с металлическим покрытием, которые можно использовать в этих приборах. Их поверхность сильно нагревается, поджаривая пищу, но не искрит.

На противоположном полюсе можно разместить более мелкие предметы с острыми элементами и тонкими краями. Некоторые примеры? Скорее классика, т.е. вилка, нож или алюминиевая фольга. Нагрев микроволнами может привести к трагедии.

Почему не стоит включать пустую микроволновую печь?

Помимо того, что это совершенно бессмысленно, генерируемым микроволнам не во что проникать. В конце концов, их задача — проникать в пищу в поисках молекул воды, которые можно заставить вибрировать.

В результате они постоянно отскакивают от металлического корпуса и сетчатой дверцы, а также от магнетрона, потенциально повреждая его. Напряженность электрического поля выше, а это не очень хорошо для структурных компонентов микроволновой печи.

Если вы не хотите, чтобы ваша микроволновая печь вышла из строя, лучше не экспериментировать с пустым нагревом.

Кстати, следует добавить, что микроволны исчезают на мгновение, когда прибор выключен. Они никуда не убегут, если дверь внезапно откроется.

Почему блюда в микроволновой печи иногда нагреваются неравномерно?

Прочитав предыдущий абзац, вы, вероятно, смеетесь себе под нос, потому что не раз с вами случалось, что одна часть блюда была горячей, а другая — холодной.

Почему это происходит? Причина заключается в накоплении молекул воды. Возможно, в одном месте их было больше, а в другом меньше.

Именно поэтому, чем больше блюдо, тем выше риск, что после приготовления в микроволновой печи температура на его поверхности будет больше колебаться. Это также относится к блюдам с большим количеством ингредиентов. Я говорю о куске пиццы, на котором лежит множество ингредиентов разных типов. Некоторые овощи могут содержать больше воды, поэтому они нагреваются сами, а также область вокруг них, гораздо быстрее.

Остерегайтесь также толстых (фактически плотных) продуктов, т.е., например, таких как. немного мяса. Чем больше волн проникает в блюдо, тем слабее они становятся. Возможно, они вообще не достигают определенной части. Пища становится горячей, но в основном снаружи. При разрезании середина может оставаться холодной. И это не единственная проблема, потому что микроорганизмы, если они есть в блюде, не будут приготовлены и могут вызвать несварение желудка.

Идеальной является ситуация, когда внутри блюда больше жидкости и в то же время оно не слишком густое. После этого блюдо должно нагреваться идеально и равномерно, так как оно практически готовится изнутри. Хуже, если молекулы воды немного больше разбросаны.

Лучшие микроволновые печи имеют несколько патентов, позволяющих более эффективно справляться с тепловой обработкой. Я думаю о системе TDS от Samsung или системе MultiWaves от Amica. В двух словах, они полагаются на несколько точек распространения волн для борьбы с точечным/местным нагревом, обеспечивая равномерную обработку пищи.

Кто изобрел микроволновую печь?

Перси Спенсер — американский инженер. Интересно, что он даже не закончил начальную школу! Однако это можно понять, поскольку у него было тяжелое детство. Его отец умер, когда ему было всего 3 года, а мать не проявила выдающейся заботы, оставив сына вскоре после смерти мужа. Юный Перси отправился к своей тете.

В 12 лет он уже был помощником машиниста, а позже поступил на службу в вооруженные силы, где был радистом. Его знания о радиоволнах значительно расширились. Настолько, что в конечном итоге он стал главой исследовательской лаборатории Raytheon.

В 1941 году, когда ей было 47 лет, компания Raytheon начала производство магнетронов для военных радаров. Вы помните, я упоминал о них ранее, верно? Это часть микроволновой печи, которая отвечает за преобразование электричества в тепло. Он состоит из медной трубки с полостями, в которой также есть место для дополнительного медного стержня. Одна часть пропускает положительный ток, а другая — отрицательный.

Конечно, магнетроны, производимые в то время для военных нужд, сильно отличались по конструкции от тех, которые сегодня устанавливаются в микроволновках. Их приходилось охлаждать с помощью шумной водяной системы.

Перси Спенсер внес огромный вклад в разработку магнетронов, которые он испытывал и улучшал снова и снова.

В 1945 году он отметил, что микроволны обладают некоторыми дополнительными свойствами… Как вы уже догадались, речь идет о нагревании веществ. Я бы добавил, что это было полное совпадение!

Перси Спенсер, должно быть, любил сладкое, потому что во время тестирования магнетрона в его кармане расплавилась шоколадка. В других экспериментах использовались зерна кукурузы, которые на мгновение превращались в попкорн, и яйца, которые взрывались.

Два года спустя компания Raytheon могла еще раз порадоваться, что у нее есть такой способный сотрудник, ведь благодаря ему в продажу поступила первая микроволновая печь. Это было названо Радаранжем. Она была огромной! Высота 1,5 метра при весе 300 килограммов.

Возможно, вы скажете, что это просто удача, но знайте, что Перси Спенсер оказался огромным талантом. Он запатентовал более 300 изобретений.

Американский инженер дожил до 76 лет. У него была жена и трое детей. Так что, возможно, для него и человечества лучше, что мать оставила его в детстве? Это немного жестоко, но я думаю, что это помогло ему быстрее встать на правильный путь. Он оказывался в местах, где ему просто необходимо было быть, чтобы многого достичь и открыть в себе талант. Это была его цена за совершенство.

Следующее чтение? Я предлагаю вам следующее: Вредна ли микроволновая печь для здоровья?

Вывод

К настоящему моменту вы уже хорошо знаете принцип работы микроволновой печи и то, как она попала в наш мир.

Сочетание электричества и магнетизма привело к созданию необычайно полезного оборудования. Ведь микроволновые печи — одни из самых популярных малых приборов для кухни.

Кстати, они становятся все более функциональными, но основы их работы кардинально не меняются. Более важные изменения обычно связаны с дополнительными элементами, от которых отскакивают волны, или системами для их равномерного распределения.

Если заряженные энергией молекулы воды в вашем блюде не рассеиваются слишком сильно, оно должно быть равномерно теплым и быстро готовым к употреблению. И пусть он будет как можно вкуснее!

Также стоит знать:

• Сколько электроэнергии потребляет микроволновая печь?
• Может ли микроволновая печь создавать помехи для Wi-Fi?