מיקרוגל: היסטוריה, מכשיר ועקרון הפעולה, ויסות ביצועים, היבטים של שימוש בטוח

היסטוריה של תנור מיקרוגל

פרסי ספנסר היה בן 50 כשעבד כמהנדס בחברה הצבאית-תעשייתית האמריקאית ריית'ון, שהייתה פעילה בייצור ציוד מכ"ם.

זה היה 1945, אז פרסי גילה בטעות תופעה ששנתיים לאחר מכן תהווה את הבסיס לתנור המיקרוגל הראשון: במהלך ניסוי נוסף עם מגנטרון, פתאום נתח שוקולד בכיסו של ספנסר החל להימס ללא סיבה נראית לעין.

מגנטרון הוא מכשיר הפולט אנרגיה אלקטרומגנטית בצורה של מיקרוגל. שימש במקור לטכנולוגיית מכ"ם.

התברר כי קרינה בתדירות גבוהה במיוחד (מיקרוגל) יכולה לחמם מזון ביעילות ... כבר ב- 8 באוקטובר 1945 קיבל פרסי ספנסר פטנט על תנור המיקרוגל הראשון בעולם המיועד להפשרה מהירה של מזון.

בשנת 1947 נבנה תנור המיקרוגל ההפשרה הראשון תחת המותג Radarange (כבר אפשר לומר שהוא התגלגל מפס הייצור). זו הייתה יחידה בגודל של מקרר מודרני גדול שמשקלו 340 ק"ג בהספק של 3 קילוואט.

המשלוחים הראשונים של תנורי מיקרוגל Radarange להפשרת מזון נשלחו למזנונים בבתי חולים צבאיים ובמזנונות חיילים אמריקאים. מאז 1949 החל ייצור סדרתי של תנורים אלה, כך שלכל מי שיכול היה להרשות לעצמו רכישה כזו הייתה הזדמנות לרכוש מיקרוגל להפשרה תמורת 3,000 דולר בלבד.

מקורו של הרעיון לייצור מיקרוגלים ביתיים לחימום מזון, החל עוד ב -25 באוקטובר 1955, אז הוצגה תנור המיקרוגל הראשון לשימוש ביתי על ידי חברת "טאפן" האמריקאית. ייצור סדרתי של תנורי מיקרוגל ביתיים החל בשנת 1962 על ידי חברת שארפ היפנית, אך הביקוש למוצר ביתי אקזוטי כזה לא היה גבוה.

בברית המועצות החלו לייצר תנורי מיקרוגל "ZIL", "Elektronika" ו- "Maria MV" בשנות ה -80. בשנת 1990 הופק תנור המיקרוגל Dnepryanka-1 בנפח של 32 ליטר, בהספק של 1.3 קילוואט בהספק מיקרוגל של 600 וואט, במגנטרון M-105-1.

כך החל הייצור ההמוני של מיקרוגל ביתי, המאפשר לך להפשיר מזון במהירות, לחמם אותו ואפילו לבשל אותו. התנאי העיקרי הוא שהמוצר המוכנס למיקרוגל מכיל מים.

עקרון הפעולה והתקן המיקרוגל

בשורה התחתונה קרינה אלקטרומגנטית בטווח הדצימטרים מובילה להאצת התנועה של מולקולות דיאלקטריות (מים) קוטביות, שיש להן רגע דיפול מסוים.

מכיוון שהמולקולות מואצות, האינטראקציה שלהן מתרחשת תחת פעולה של קרינת מיקרוגל, כלומר החומר סופג קרינה אלקטרומגנטית, בעוד שהטמפרטורה של חומר זה עולה.

הספיגה הדיאלקטרית האופטימלית של קרינה אלקטרומגנטית על ידי מים מתרחשת בתדר של 2.45 GHz, בתדר זה מפעילים מגנטים של תנורי מיקרוגל מודרניים.

בהשוואה לתנורים רגילים, בתנור מיקרוגל מחממים מזון לא רק לאורך פני השטח, אלא גם בנפח המוצר, מכיוון שהגל האלקטרומגנטי חודר לגוף המחומם לעומק של 1.5 עד 2.5 ס"מ, מה שמאיץ את החימום, נותן בממוצע עלייה בטמפרטורת המזון השווה ל 0.4 ° C לשנייה.

כדי להשיג קרינת מיקרוגל באורך גל נתון, משתמשים במגנטרון עם פרמטרי עיצוב מחושבים במיוחד בתנור מיקרוגל.הקרינה הנוצרת על ידי המגנטרון מועברת דרך מד גל ומתרכזת בתא בו מונחת צלחת מחוממת.

החדר נסגר בדלת מתכת, המונעת התפשטות גלי מיקרוגל מעבר לגבולותיה. המגנטרון מופעל באופן מסורתי מהסלילה המשנית של שנאי במתח גבוה (MOT) עם מתח יציאה של 2000 וולט, המוגדל במעגל הכפלה (המורכב מקבל ודיודה). חימום הקתודה של המגנטרון מסופק על ידי סלילה משנית מיוחדת במתח של 4 וולט מאותו שנאי.

השיטה הקלאסית להתאמה אוטומטית של הביצועים התרמיים של תנור מיקרוגל זהה לזו המשמשת במגהצים ומכשירי חימום ביתיים: המגנטרון מופעל ומכבה מעת לעת כך שהעוצמה התרמית הממוצעת המסופקת לחדר בצורה של גלים אלקטרומגנטיים שווה לזה שנקבע על ידי המשתמש.

היבטי בטיחות של תנורי מיקרוגל

על פי נתונים מדעיים, ההשפעה הישירה של גלי מיקרוגל על ​​גוף האדם יוצרת השפעה תרמית ניכרת, ובמקרה של חשיפה ממושכת (או עוצמתית) היא עלולה לגרום להתחממות יתר מקומית ולגרום לכוויות קשות.

לכן, בצפיפות הספק של מיקרוגל של כ -35 mW / cm2, אדם מרגיש חימום. חשיפה ממושכת בצפיפות הספק של יותר מ 100 mW / cm2 גורמת לקטרקט ויכולה לגרום לאי פוריות זמנית.

רמת צפיפות מיקרוגל של 10 mW / cm2 נחשבת בטוחה. כפי שהוחל ישירות על תנורי מיקרוגל, על פי התקן האירופי, במרחק של 5 סנטימטר מתנור מיקרוגל, רמת צפיפות ההספק המרבית לא תעלה על 1 mW / מ"ר ס"מ, ובמרחק של 50 ס"מ מהתנור, זה לא צריך להיות יותר מ 0.01 mW / מ"ר. ס"מ.תקנים אלה עומדים בתנורי מיקרוגל מודרניים בעת ייצורם.

אגב, דלת תנור פתוחה תמיד חוסמת את הכללתה, כלומר, תנור מיקרוגל לעולם לא אמור לעבוד עם דלת פתוחה.

עכשיו על ההשפעה של גלי מיקרוגל על ​​חומרים מוליכים חשמלית (במיוחד מתכות). הגל, כמובן, אינו חודר לחפצי מתכת, אך הוא מסוגל לעורר זרמים המושרים במתכת, כולל זרמי מערבולת, אשר בתורו מחממים מאוד את המתכת.

מסיבה זו, לא תוכל לחמם ביעילות מזון בכלי מתכת באמצעות מיקרוגל. מה נוכל לומר על כלים עם דפוסי מתכת וקצוות, שנהרסים בקלות על ידי גלי מיקרוגל (מזרמי מערבולת המושרה), שפשוט מקלקלים את המנות.