Микроволновая (СВЧ) печь. Описание, принцип работы, типы и выбор микроволновой печи. История изобретения микроволновой печи Микроволновая печь история изобретения

История микроволновой печи – одного из лучших американских изобретений.

Многие предметы быта и обихода воспринимаются человеком как само собой разумеющееся. Принято считать, что они помогали людям всегда и мало кто задумывается об истинной истории той или иной вещи. Это в полной мере относится к микроволновой печи, которую можно сегодня встретить едва ли не в каждой квартире, заведении общественного питания и в любом месте, где присутствует процесс приготовления пищи. Она настолько плотно вошла в нашу жизнь, что почти никто из людей не знает истинную историю изобретения этой бытовой техники, а между тем с ней связана очень интересная «легенда».
1945 год. Конец войны с фашистской Германией. Сотрудник фирмы Raytheon, специализировавшейся на выпуске техники для нужд армии, Перси Спенсер производил испытания созданного им излучателя сверхвысокочастотных волн для военного радара. Увлекшийся работой инженер решил перекусить и, опустив руку в карман за шоколадным батончиком, лежавшим там, с удивлением обнаружил, что он расплавился. Вывод напрашивался один – батончик расплавился под действием сверхвысокочастотных волн. Помещенные под излучение зерна кукурузы почти сразу стали попкорном, а куриное яйцо так вообще взорвалось. Так и была изобретена микроволновая печь. Но это всего лишь легенда, а истинная история изобретения микроволновки совершенно другая.
Руководство компании Raytheon прекрасно понимало, что после окончания войны фирма, выпускавшая военную технику, может быстро разориться. Поэтому оно приняло решение о переориентации своей основной деятельности и начале выпуска товаров гражданского потребления.
Идею производства микроволновых печей предложил инженер Перси Спенсер, занимавшийся исследованием сверхвысокочастотных волн. Мысль руководству компании пришлась по вкусу, и осенью 1945 года Спенсер получил патент на изобретение для разогревания и приготовления пищи при помощи микроволн.
Первый микроволновые печи работали в тестовом режиме в одном из ресторанов в Бостоне. Они выглядели как огромные машины, достигая в высоту почти 2 метра, и имели вес около 1,5 тонн. Стоимость их также была высока и доходила до 1000 долларов. К 1949 году стартовало серийное производство микроволновых печей для применения их в домашних условиях.
Далее за развитие новой бытовой техники взялась японская компания Sharp. Осенью 1962 года вышла первая серия новых микроволновок. Основной проблемой излучения микроволновых волн стала их малая длина, не позволяющая равномерно прогревать продукты. Решение оказалось очень простым, и с 1966 года Sharp разработала и внедрила вращающуюся тарелку, куда выкладывалась пища для разогрева.
В 70-х годах прошлого столетия микроволновки стали пользоваться большой популярностью. Однако это не помешало распространению различных мифов об их вреде для организма человека. Люди боялись «вредного» воздействия микроволн, считая их радиоактивными и способными вызвать различные заболевания. Но опасения не подтвердились и микроволновые печи стали прочно входить в жизнь каждой семьи. Уже в 1979 году микроволновки стали оснащаться микропроцессорной системой управления. А развитие Интернета привело к тому, что в 1999 году на рынок поступила первая микроволновая печь с выходом в мировую паутину.
Сегодня микроволновая печь представляет собой бытовой прибор, в состав которого входят магнетрон, трансформатор и волновод. Магнетрон питается от трансформатора и генерирует волны высокой частоты, которые от него направляются в волновод и, проходя через фильтр из слюды, попадают непосредственно в камеру, где и происходит разогревание пищи. Для охлаждения постоянно нагревающегося магнетрона используется воздушный вентилятор.

Каждый добросовестный историк, кто интересовался развитием технического прогресса, прекрасно знает, что теория использования микроволн для нагрева продуктов питания появилась ещё в середине 1920-х годов. Тем не менее патент на микроволновую печь для размораживания и разогрева пищи первым получил американец из штата Массачусетс Перси Спенсер 8 октября 1945 года. Именно эта дата считается днём рождения микроволновой печи. По распространённой легенде, идея данного полезного изобретения пришла учёному в голову в тот момент, когда у него в кармане неожиданно расплавилась плитка шоколада. Удивлённый Спенсер принялся искать причину неприятного ЧП и вскоре догадался, что поводом для столь некорректного поведения шоколадного батончика оказался магнетрон, около которого он стоял. Как известно, именно это устройство генерирует микроволновое электромагнитное излучение. Достойная легенда для полезного в домашнем хозяйстве изобретения, которое достаточно быстро освоили столовые для военных и крупные рестораны. При этом необходимо отметить, что первые микроволновые печи были крупногабаритными и тяжёлыми. При высоте около двух метров их вес достигал порядка 340 кг. Те СВЧ-печи, к которым мы привыкли, стали появляться на Западе лишь в 1960-х годах, а в СССР со второй половины 1970-х. Тем не менее современная историография появления первых микроволновых печей недостоверна. На самом деле их изобрели в СССР накануне начала Великой Отечественной войны.

Современный темп жизни диктует свои правила. В сутках все чаще не хватает часов, работа не ограничивается сидением в офисе с 9 до 18, а посещение спортивного зала\психолога\всевозможных курсов нужно впихнуть в и так плотный график. И никто не отменяет правильный режим питания: кушать 4-5 раз в день нужно для правильного функционирования внутренних органов и для собственного комфорта. Ведь энергии каждый день тратится ой как много! Так вот, чтобы приготовление пищи не занимало много времени, нужно ее заблаговременно приготовить, а затем - просто разогреть.

В середине прошлого века наука совершила революционное открытие - был изобретен гаджет для разогревания еды в максимально быстрые сроки. Кто тот гениальный человек, который изобрел , какими были ее первые разновидности - далее в статье.

Микроволновая печь: кто и когда создал

Во время использования любого гаджета мало у кого возникает мысль, как это устройство было изобретено. А зря. Ведь история о том, когда был изобретен тот или иной гаджет, зачастую весьма любопытна. По крайней мере, так случилось с микроволновой печью.

Рассказы о том, кто и когда ее изобрел, превратились в легенду. Но точно одно - в далеком 1945 году руку к возникновению СВЧ-печи приложил Перси Лебарон Спенсер во время своей службы в компании «Raytheon». 8 октября этого года он запатентовал методику разогрева пищи с помощью электромагнитных волн. Первая машина, работающая по такому принципу, была выпущена в 1947 году и мало напоминала современные устройства: она была огромная, размером с человеческий рост и весом больше 300 кг. «Radarange» - такое имя дал ей разработчик. Что любопытно, ученый Спенсер за свое детище получил только небольшое денежное вознаграждение, а все права на выпуск гаджета были у компании, в которой он числился. Только после смерти он был признан тем, кто придумал и запатентовал микроволновую печь. А его имя спустя время было занесено в Зал Славы изобретателей.

Первая бытовая СВЧ-печь и начало серийного производства

С тех пор, как была придумана первая микроволновая печь, до ее массового употребления прошли десятки лет. Причин для этого было несколько:

  1. Дороговизна оборудования;
  2. Критика этого гаджета учеными;
  3. Как следствие из второго пункта - негативный пиар этого устройства в прессе.

Несмотря на эти препятствия, работа по улучшению и оптимизации микроволновок велась достаточно активно. И уже в 1962 году компания «Sharp» запустила первое конвейерное производство СВЧ-печей (к слову, современный аналог печи этой фирмы весьма отличается от своих предшественников).

Из-за жесткой критики первые серийные версии агрегата не пользовались особой популярностью, но проходило время и микроволновки все же захватили рынок. В 1966 году была разработанная крутящаяся подставка для равномерного разогрева пищи. Со времен, когда была выпущена самая первая микроволновая печь до 1979 года случилась еще одна трансформация: появилась микропроцессорная система управления устройством, что намного упростило его использование. Такие микроволновки начали активно входить в семейный быт тех времен.

Современная микроволновая печь

Как говорит статистика, в Штатах только в 2000 году продали более 12,6 миллионов микроволновок! В те времена, когда только появилась микроволновая печь, никто не мог подумать, что она настолько трансформируется и усовершенствуется. Появится функция гриля, как в модели , режим разморозки продуктов и таймер. Именно на эти «плюшки» стоит обращать внимание при выборе гаджета домой. Даже офисные помещения, оснащенные кухней, не могут обойтись без СВЧ-печи. Ведь экономия времени за обедом позволяет подольше отдохнуть. Что касается управления, то микроволновки бывают:

  • механические;
  • сенсорные.

Также современные устройства для разогрева пищи, в отличие от своих предшественников, оснащены системой защиты от микроволн. Поэтому беспокоиться о внешнем излучении не стоит. Для некоторых микроволновки даже смогли заменить духовые шкафы.

С момента, когда появились самые первые микроволновые печи, до современных реалий прошло половина века. За это время этот гаджет претерпел тотальные трансформации как внешне, так и внутренне. В представленной ниже таблице подана краткая хронология развития этого гаджета:

Событие
1945 год Перси Спенсер разработал технологию разогрева пищи электромагнитными волнами и запатентовал свое изобретение.
1947 год Выпуск первой микроволновой печи по имени «Radarange».
1962 год Фирма «Sharp» запустила конвейерное производство СВЧ-печей.
1966 год Эта же компания разработала подставку, которая крутится во время работы микроволновки.
1979 год Выпущен микроволновки с микропроцессорной системой управления. Вхождение гаджета в массы

Микроволновая печь была выпущена тогда, когда этого никто не ожидал. И это факт. Нужно поблагодарить Перси Спенсера за то, что он случайно или намеренно изобрел такой гениальный способ разогрева пищи. Ведь без такой незаменимой вещи на кухне быт современного человека намного усложнился бы. И что бы ни говорили о якобы пагубном влиянии электромагнитных волн на еду, прекращать использовать СВЧ-печь никто не собирается.

Которая в большинстве случаев упрощает повседневную жизнь большинства людей, особенно тех, которые не любят долго возиться на кухне, и любят комфорт во всех его деталях, а именно — микроволновой (СВЧ) печи , или как говорят в народе – микроволновке . В этой статье Вы узнаете: что такое СВЧ , какие бывают виды микроволновой печи, как выбрать микроволновую печь , и остальных нюансах, которые касаются этой техники. Итак…

Микроволновая печь . или СВЧ-печь ( англ. Microwave oven ) - бытовой электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или быстрого подогрева или приготовления пищи, размораживания продуктов, а также использующийся в производственных целях для разогрева некоторых материалов, например — клея.

В отличие от классических печей (например, духовки или русской печи), разогрев продуктов в микроволновой печи происходит не с поверхности, а по всему объёму продукта, содержащему полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны проникают достаточно глубоко почти во все пищевые продукты. Это сокращает время разогрева продукта.

История открытия микроволновой печи

Подобно многим другим открытиям, существенно повлиявшим на повседневную жизнь людей, открытие теплового воздействия микроволн произошло случайно. В 1942 году американский физик Перси Спенсер работал в лаборатории компании «Райтеон» с устройством, излучавшим сверхвысокочастотные волны. Разные источники по-разному описывают события, случившиеся в тот день в лаборатории. По одной версии, Спенсер положил на устройство свой бутерброд, а сняв его через несколько минут, обнаружил, что бутерброд прогрелся до середины. По другой версии, разогрелся и растаял шоколад, который был у Спенсера в кармане, когда он работал возле своей установки, и, осененный счастливой догадкой, изобретатель кинулся в буфет за сырыми кукурузными зернами. Поднесенный к установке попкорн вскоре с треском начал лопаться…

Так или иначе эффект был обнаружен. В 1945 году Спенсер получил патент на использование микроволн для приготовления пищи, а в 1947-м на кухнях госпиталей и военных столовых, где требования к качеству пищи были не столь высоки, появились первые приборы для приготовления пищи с помощью микроволн. Эти изделия фирмы «Райтеон» высотой в человеческий рост весили 340 кг и стоили 3000 долларов за штуку.

Понадобилось полтора десятилетия, чтобы «довести до ума» печь, в которой пища готовится с помощью невидимых волн. В 1962 году японская фирма «Sharp» выпустила в продажу первую серийную микроволновую печь, которая, впрочем, поначалу не вызвала потребительского ажиотажа. Этой же фирмой в 1966 году был разработан вращающийся стол, в 1979-м впервые применена микропроцессорная система управления печью, а в 1999-м разработана первая микроволновая печь с выходом в Интернет.

Опыт применения миллионов микроволновых печей во многих странах в течение последних десятилетий доказал неоспоримые удобства этого способа приготовления пищи — быстроту, экономичность, простоту пользования. Сам механизм приготовления пищи с помощью микроволн, с которым мы познакомим вас ниже, предопределяет сохранение молекулярной структуры, а значит, и вкусовых качеств продуктов.

Принцип работы микроволновой печи, или каким образом пища нагревается с помощью СВЧ

В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода. Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом — отрицательный. К счастью, подобных молекул в пище предостаточно — это молекулы и жиров и сахаров, но главное, что диполем является молекула воды — самого распространенного в природе вещества.

Каждый кусочек овощей, мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул. В отсутствие электрического поля молекулы расположены хаотически. В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, «плюсом» в одну сторону, «минусом» в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, т.е. сменить полярность, как молекулы тут же переворачиваются на 180 о.

Итак, частота микроволн, которую используют почти все СВЧ-печи — 2450 Мгц. Один герц — это одно колебание в секунду, мегагерц — один миллион колебаний в секунду. За один период волны поле меняет свое направление дважды: был «плюс», стал «минус», и снова вернулся исходный «плюс». Значит, поле, в котором находятся наши молекулы, меняет полярность 4 900 000 000 раз в секунду! Под действием микроволнового излучения молекулы кувыркаются с бешеной частотой и в буквальном смысле трутся одна о другую при переворотах. Выделяющееся при этом тепло и служит причиной разогрева пищи.

Продукты нагреваются под действием микроволн примерно так же, как нагреваются наши ладони, когда мы быстро трем их друг о друга. Сходство состоит и еще в одном: когда мы трем кожу одной руки о кожу другой, тепло проникает в глубь мышечной ткани. Так и микроволны: они работают только в относительно небольшом поверхностном слое пищи, не проникая внутрь глубже, чем на 1-3 см. Поэтому нагрев продуктов происходит за счет двух физических механизмов — прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину продукта за счет теплопроводности.

Отсюда сразу следует рекомендация: если нужно приготовить в микроволновке, например, большой кусок мяса, лучше не включать печь на полную мощность, а работать на средней мощности, но зато увеличить время пребывания куска в печи. Тогда тепло из наружного слоя успеет проникнуть в глубь мяса и хорошо пропечет внутреннюю часть куска, а снаружи кусок не подгорит.

Из тех же соображений жидкие продукты, например супы, лучше периодически помешивать, вынимая время от времени кастрюльку из печи. Этим вы поможете проникновению тепла в глубь емкости с супом.

Хочу отметить, что частота излучения в некоторых производственных СВЧ-печах (так называемые англ. variable frequency microwave, VFM) может варьироваться, и не составлять 2450 МГц

Устройство микроволновой печи

Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:

— металлическая, с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение), куда помещаются разогреваемые продукты;
— трансформатор - источник высоковольтного питания магнетрона;
— цепи управления и коммутации;
— непосредственно СВЧ-излучатель - магнетрон;
— волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;

Вспомогательные элементы:

— вращающийся столик - необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
— схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
— вентилятор, охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

Вред от микроволновой печи

Собственно говоря обширный вопрос, но у каждого должно быть по этому поводу свое мнение. В сети нашел кучу информации как «За», так и «Против» использования микроволновых печей. Но лично я все-таки склоняюсь к тому, что микроволновка опасна не более, а возможно и менее, чем кинескопный телевизор. Поэтому писать еще сотню строк не решил. По конце статьи, Вы можете прочесть еще пару строк на эту тему, в «Мифах о микроволновых печах».

Единственное, на что обратил внимание, и что в основном два «лагеря» сторонников и противников соглашаются, что в микроволновой печи нельзя подогревать грудное молоко, и потом поить ним ребенка, т.к. в какой-то степени немного меняется формула этого молока.

Вот кстати по этому поводу нашел фото, на котором изображена дальность вредного влияния СВЧ-печи. По нему видно, насколько неопасно нахождение СВЧ в доме.

Меры предосторожности

— Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде. Металлическая посуда и металлические приборы (ложки, вилки), находящиеся в печи в процессе нагревания, могут вывести её из строя.

— Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца - из-за сильного испарения воды внутри них создаётся высокое давление и, вследствие этого, они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой.

— Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность - вода способна к перегреванию, то есть, к нагреванию выше температуры кипения. Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. 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.

— Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») - даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами и это может разрушить посуду в области металлического напыления.

А теперь давайте обратим внимание на характеристики СВЧ, которые нужно принять к сведению при выборе микроволновки.

Типы микроволновки

Хотите хорошего настроения? Посмотрите юмористический ролик о «говорящей» микроволновке

Ну вот, вроде как все. Желаю Вам приятной покупки, и пусть Вам достанется именно та микроволновая печь, которая подойдет именно Вам!

Устройство

Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:

  • металлическая , с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется высокочастотное излучение, например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;
  • трансформатор - источник высоковольтного питания магнетрона;
  • цепи управления и коммутации;
  • непосредственно СВЧ-излучатель - магнетрон ;
  • волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
  • вспомогательные элементы:
    • вращающийся столик - необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
    • схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
    • вентилятор , охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

Разновидности

  • с конвекцией (означает, что МВП может обдувать продукт горячим воздухом таким же образом, как обычная духовка).

Принцип работы

Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы . Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется дипольным моментом . А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг - это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.

Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже. У льда замороженные молекулы воды удерживаются в кристаллической решётке , требуют для дипольного сдвига более низкой частоты (килогерцы вместо гигагерц, например, для удаления льда с линий электропередачи используется частота 33 кГц), и частота излучения, используемая в микроволновой печи, оказывается не оптимальной.

Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом деле микроволны идут снаружи внутрь, задерживаются в наружных слоях пищи, потому разогрев равномерно влажного продукта происходит приблизительно так же, как и в духовой печи (чтобы убедиться в этом - достаточно подогреть варёный картофель «в мундире», где тонкая кожура достаточно защищает продукт от высыхания). Неверное представление вызвано тем, что микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы, которые обычно бывают на поверхности продуктов, и поэтому их нагревание в некоторых случаях начинается глубже, нежели при других способах нагрева (хлебные изделия, к примеру, разогреваются именно «изнутри», и именно по этой причине - хлеб и булочки снаружи имеют подсохшую корочку, а большинство влаги сосредоточено внутри).

Мощность печи

Мощность СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 2500 Ватт и выше.
Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать уровень излучаемой мощности. Для этого нагреватель (магнетрон) периодически включается и выключается, согласно установке регулятора мощности (т. е. сам магнетрон имеет только два состояния - вкл./выкл., но чем больше длительность включённого состояния, по отношению к выключенному - тем больше излучённая мощность печи в единицу времени - метод т. н. широтно-импульсной модуляции). Эти периоды включения/выключения можно наблюдать во время работы печи непосредственно (слышать это в виде изменений шума, производимого работающей печью, а также - по изменению внешнего вида некоторых продуктов (надувания некоторых воздушных продуктов, в том числе - пакетов) и т. п.) во время включения и выключения магнетрона.

Меры предосторожности

Советская микроволновая печь «Днепрянка-1»

Вопросы безопасности

Электромагнитная безопасность

Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы

Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия. При воздействии излучения 8 и более часов предельно допустимый уровень (ПДУ) - 0,025 мВт/см², при воздействии 2 часа, ПДУ - 0,1 мВт/см², а при воздействии 10 минут и менее, ПДУ - 1 мВт/см².

Мифы о СВЧ-печах

В прессе встречаются утверждения, что микроволновые печи (со снятой дверцей) могут использоваться в военном деле для недорогой имитации радаров, с целью заставить противника истратить для их подавления дорогостоящие боеприпасы или ресурсы самолётов постановки помех. Обычно публикации ссылаются на опыт сербской армии в Косово .

См. также

Ссылки

  • Вода и микроволны (англ.)

Примечания