Ketuhar gelombang mikro: sejarah, peranti dan prinsip operasi, peraturan prestasi, aspek penggunaan selamat

Sejarah ketuhar gelombang mikro

Percy Spencer berumur 50 tahun ketika dia bekerja sebagai jurutera di syarikat industri tentera Amerika Raytheon, yang terlibat dalam pengeluaran peralatan radar.

Ia adalah tahun 1945, kemudian Percy secara tidak sengaja menemui fenomena yang dua tahun kemudian akan menjadi asas ketuhar gelombang mikro pertama: semasa percubaan lain dengan magnetron, sekeping coklat di dalam poket Spencer tiba-tiba mula cair tanpa sebab yang jelas.

Magnetron ialah peranti yang mengeluarkan tenaga elektromagnet dalam bentuk gelombang mikro. Pada asalnya digunakan untuk teknologi radar.

Ternyata sinaran frekuensi ultra tinggi (gelombang mikro) boleh memanaskan makanan dengan berkesan... Seawal 8 Oktober 1945, Percy Spencer menerima paten untuk ketuhar gelombang mikro pertama di dunia yang direka untuk penyahbekuan makanan dengan cepat.

Pada tahun 1947penyahbeku gelombang mikro pertama di bawah jenama Radarange telah dibina (kini boleh dikatakan telah meninggalkan barisan pemasangan). Ia adalah satu unit kira-kira saiz peti sejuk moden yang besar dengan berat 340 kg dengan kuasa 3 kW.

Penghantaran besar-besaran pertama ketuhar gelombang mikro Radarange untuk mencairkan makanan dihantar ke kerusi hospital tentera dan kerusi askar Amerika. Sejak 1949, pengeluaran besar-besaran ketuhar ini bermula, jadi sesiapa yang mampu membeli sedemikian berpeluang membeli ketuhar gelombang mikro untuk penyahbekuan hanya dengan $ 3,000.

Asal-usul idea untuk menghasilkan ketuhar gelombang mikro isi rumah untuk memanaskan makanan bermula pada 25 Oktober 1955, apabila ketuhar gelombang mikro pertama untuk kegunaan rumah dibentangkan oleh syarikat Amerika «Tappan Company». Pengeluaran bersiri ketuhar gelombang mikro rumah bermula pada tahun 1962 oleh syarikat Jepun Sharp, tetapi permintaan untuk produk isi rumah eksotik itu tidak begitu besar.

Di USSR, ketuhar gelombang mikro «ZIL», «Elektronika» dan «Maria MV» mula dihasilkan pada tahun 80-an. Pada tahun 1990, ketuhar gelombang mikro "Dneprianka-1" dengan jumlah 32 liter, dengan kuasa 1.3 kW pada kuasa gelombang mikro 600 W dihasilkan pada magnetron M-105-1.

Maka bermulalah pengeluaran besar-besaran ketuhar gelombang mikro rumah, yang membolehkan anda mencairkan makanan dengan cepat, memanaskannya dan juga memasaknya. Syarat utama ialah produk yang diletakkan di dalam ketuhar gelombang mikro mengandungi air.

Prinsip operasi dan peranti ketuhar gelombang mikro

Kesimpulannya ialah sinaran elektromagnet dalam julat desimeter membawa kepada pecutan pergerakan molekul dielektrik (air) kutub yang mempunyai momen dipol tertentu.

Apabila molekul dipercepatkan, interaksi mereka berlaku di bawah pengaruh sinaran gelombang mikro, iaitu, bahan menyerap sinaran elektromagnet, manakala suhu bahan ini meningkat.

Penyerapan dielektrik optimum sinaran elektromagnet oleh air berlaku pada frekuensi 2.45 GHz, iaitu frekuensi di mana magnetron ketuhar gelombang mikro moden beroperasi.

Berbanding dengan ketuhar konvensional, dalam ketuhar gelombang mikro, makanan dipanaskan bukan sahaja di permukaan, tetapi juga dalam jumlah produk, kerana gelombang elektromagnet menembusi badan yang dipanaskan pada kedalaman 1.5 hingga 2.5 cm, yang mempercepatkan pemanasan, memberikan purata peningkatan suhu makanan bersamaan dengan 0.4 ° C sesaat.

Untuk mendapatkan sinaran gelombang mikro dengan panjang gelombang tertentu, magnetron dengan parameter reka bentuk yang dikira khas digunakan dalam ketuhar gelombang mikro. Sinaran yang dihasilkan oleh magnetron dihantar melalui pandu gelombang dan tertumpu di dalam ruang di mana plat yang dipanaskan diletakkan.

Ruang ditutup dengan pintu logam yang menghalang penyebaran gelombang gelombang mikro di luar sempadannya. Magnetron dikuasakan secara tradisional daripada penggulungan sekunder pengubah voltan tinggi (MOT) dengan voltan keluaran 2000 volt, yang dinaikkan oleh litar penggandaan (terdiri daripada kapasitor dan diod). Pemanasan katod magnetron disediakan oleh penggulungan sekunder khas dengan voltan 4 volt dari pengubah yang sama.

Kaedah klasik melaraskan ciri terma ketuhar gelombang mikro secara automatik adalah sama seperti yang digunakan dalam seterika dan pemanas rumah: magnetron dihidupkan dan dimatikan secara berkala supaya kuasa haba purata yang dihantar ke ruang dalam bentuk gelombang elektromagnet adalah sama dengan yang ditetapkan oleh pengguna.

Aspek keselamatan ketuhar gelombang mikro

Menurut data saintifik, kesan langsung gelombang gelombang mikro pada tubuh manusia menghasilkan kesan haba yang ketara, dan sekiranya pendedahan berpanjangan (atau kuat), ia boleh menyebabkan terlalu panas setempat dan menyebabkan luka bakar yang serius.

Jadi, pada ketumpatan kuasa gelombang mikro kira-kira 35 mW / cm 2, seseorang merasakan pemanasan. Pendedahan berpanjangan pada ketumpatan kuasa melebihi 100 mW/cm2 menyebabkan katarak dan boleh menyebabkan ketidaksuburan sementara.

Tahap ketumpatan gelombang mikro 10 mW/cm2 dianggap selamat. Digunakan terus ke ketuhar gelombang mikro, mengikut piawaian Eropah, pada jarak 5 cm dari ketuhar gelombang mikro, tahap ketumpatan kuasa maksimum tidak boleh melebihi 1 mW / cm persegi, dan pada jarak 50 cm dari ketuhar, ia harus tidak lebih daripada 0.01 mW / persegi Cm. cm Piawaian inilah yang memenuhi ketuhar gelombang mikro moden semasa pengeluarannya.

Dengan cara ini, pintu ketuhar yang terbuka sentiasa menghalang pengaktifannya, iaitu, ketuhar gelombang mikro tidak boleh berfungsi dengan pintu terbuka.

Sekarang untuk kesan gelombang gelombang mikro pada bahan konduktif elektrik (terutamanya logam). Gelombang, sudah tentu, tidak menembusi objek logam, tetapi ia mampu mendorong arus teraruh dalam logam, termasuk arus pusar, yang seterusnya memanaskan logam dengan kuat.

Atas sebab ini, anda tidak akan dapat memanaskan makanan dengan berkesan dalam bekas logam menggunakan ketuhar gelombang mikro. Apa yang boleh kita katakan tentang hidangan dengan corak logam dan tepi yang mudah dimusnahkan oleh gelombang gelombang mikro (dari arus pusaran teraruh) yang hanya merosakkan hidangan.