Forn de microones: història, dispositiu i principi de funcionament, regulació de rendiment, aspectes d'ús segur
Història del microones
Percy Spencer tenia 50 anys quan treballava com a enginyer a l'empresa militar-industrial nord-americana Raytheon, que es dedicava a la producció d'equips de radar.
Era l'any 1945, aleshores Percy va descobrir accidentalment un fenomen que dos anys més tard seria la base del primer forn de microones: durant un altre experiment amb el magnetró, un tros de xocolata a la butxaca de Spencer va començar de sobte a fondre sense cap motiu aparent.
Magnetró és un dispositiu que emet energia electromagnètica en forma de microones. S'utilitzava originàriament per a la tecnologia del radar.
Va resultar que la radiació d'ultra-alta freqüència (microones) pot escalfar els aliments de manera efectiva... Ja el 8 d'octubre de 1945, Percy Spencer va rebre una patent per al primer forn de microones del món dissenyat per a la descongelació ràpida dels aliments.
El 1947es va construir el primer descongelador de microones de la marca Radarange (ara es pot dir que va sortir de la cadena de muntatge). Era una unitat de la mida d'una gran nevera moderna que pesava 340 kg amb una potència de 3 kW.
Els primers enviaments massius de forns de microones Radarange per descongelar aliments es van enviar a les cadires dels hospitals militars i les cadires dels soldats nord-americans. Des de 1949, va començar la producció massiva d'aquests forns, de manera que qualsevol que pogués permetre's aquesta compra va tenir l'oportunitat de comprar un forn de microones per descongelar per només 3.000 dòlars.
L'origen de la idea de produir forns de microones domèstics per escalfar aliments es remunta al 25 d'octubre de 1955, quan l'empresa nord-americana «Tappan Company» va presentar el primer forn de microones per a ús domèstic. La producció en sèrie de forns de microones domèstics va començar l'any 1962 per l'empresa japonesa Sharp, però la demanda d'un producte domèstic tan exòtic no era gran.
A l'URSS, els forns de microones «ZIL», «Elektronika» i «Maria MV» van començar a produir-se als anys 80. El 1990, el forn de microones "Dneprianka-1" amb un volum de 32 litres, amb una potència d'1,3 kW amb una potència de microones de 600 W es va produir al magnetró M-105-1.
Així va començar la producció massiva de forns de microones casolans, que permeten descongelar ràpidament els aliments, escalfar-los i fins i tot cuinar-los. La condició principal és que el producte col·locat al microones contingui aigua.
El principi de funcionament i el dispositiu del forn de microones
La conclusió és que la radiació electromagnètica en el rang de decímetres condueix a l'acceleració del moviment de les molècules dielèctriques polars (aigua) que tenen un determinat moment dipolar.
A mesura que les molècules s'acceleren, la seva interacció es produeix sota la influència de la radiació de microones, és a dir, la substància absorbeix radiació electromagnètica, mentre la temperatura d'aquesta substància augmenta.
L'absorció dielèctrica òptima de la radiació electromagnètica per part de l'aigua es produeix a una freqüència de 2,45 GHz, que és precisament la freqüència a la qual funcionen els magnetrons dels forns de microones moderns.
En comparació amb els forns convencionals, en un forn de microones, els aliments s'escalfen no només a la superfície, sinó també en el volum del producte, perquè l'ona electromagnètica penetra el cos escalfat a una profunditat d'1,5 a 2,5 cm, que accelera l'escalfament, dóna una mitjana d'augment de la temperatura dels aliments igual a 0,4 ° C per segon.
Per obtenir una radiació de microones amb una determinada longitud d'ona, en un forn de microones s'utilitza un magnetró amb paràmetres de disseny especialment calculats La radiació generada pel magnetró es transmet a través d'una guia d'ona i es concentra en una cambra en la qual es col·loca una placa escalfada.
La cambra es tanca amb una porta metàl·lica que impedeix la propagació de les ones de microones més enllà dels seus límits. El magnetró s'acciona de manera tradicional del bobinatge secundari d'un transformador d'alta tensió (MOT) amb una tensió de sortida de 2000 volts, que s'incrementa mitjançant un circuit de duplicació (constituït per un condensador i un díode). L'escalfament del càtode del magnetró es proporciona per un bobinatge secundari especial amb una tensió de 4 volts del mateix transformador.
El mètode clàssic per ajustar automàticament les característiques tèrmiques d'un forn de microones és el mateix que s'utilitza en planxes i escalfadors domèstics: el magnetró s'encén i s'apaga periòdicament de manera que la potència tèrmica mitjana lliurada a la cambra en forma d'ones electromagnètiques sigui igual a la fixada per l'usuari.
Aspectes de seguretat dels forns de microones
Segons dades científiques, l'efecte directe de les ones de microones sobre el cos humà genera un efecte de calor notable i, en cas d'exposició prolongada (o potent), pot provocar un sobreescalfament local i provocar cremades greus.
Així, a una densitat de potència de microones d'uns 35 mW/cm 2, se sent escalfament. L'exposició prolongada a densitats de potència superiors a 100 mW/cm2 provoca cataractes i pot provocar infertilitat temporal.
Un nivell de densitat de microones de 10 mW/cm2 es considera segur. Aplicat directament als forns de microones, segons la norma europea, a una distància de 5 cm del forn de microones, el nivell màxim de densitat de potència no ha de superar 1 mW / cm quadrat, i a una distància de 50 cm del forn, hauria de no pot ser superior a 0,01 mW/cm². Són precisament aquests estàndards els que compleixen els moderns forns de microones durant la seva producció.
Per cert, la porta oberta del forn sempre bloqueja la seva activació, és a dir, el microones no hauria de funcionar mai amb la porta oberta.
Ara per l'efecte de les ones de microones sobre les substàncies elèctricament conductores (especialment els metalls). L'ona, per descomptat, no penetra objectes metàl·lics, però és capaç d'induir corrents induïdes al metall, incloent corrents de Foucault, que al seu torn escalfen fortament el metall.
Per aquest motiu, no podreu escalfar els aliments de manera efectiva en un recipient metàl·lic amb un forn de microones. Què podem dir dels plats amb patrons metàl·lics i vores que es destrueixen fàcilment per ones de microones (de corrents de Foucault induïts) que simplement fan malbé els plats.