Lò vi sóng: lịch sử, thiết bị và nguyên lý hoạt động, quy định hiệu suất, các khía cạnh sử dụng an toàn

Lịch sử của lò vi sóng

Percy Spencer 50 tuổi khi làm kỹ sư tại công ty công nghiệp quân sự Raytheon của Mỹ, công ty chuyên sản xuất thiết bị radar.

Đó là năm 1945, khi đó Percy tình cờ phát hiện ra một hiện tượng mà hai năm sau đó sẽ là cơ sở của chiếc lò vi sóng đầu tiên: trong một thí nghiệm khác với máy phát nam châm, một miếng sô cô la trong túi của Spencer đột nhiên tan chảy mà không rõ lý do.

nam châm là thiết bị phát ra năng lượng điện từ dưới dạng vi sóng. Ban đầu được sử dụng cho công nghệ radar.

Hóa ra bức xạ siêu cao tần (vi sóng) có thể làm nóng thức ăn một cách hiệu quả... Ngay từ ngày 8 tháng 10 năm 1945, Percy Spencer đã nhận được bằng sáng chế cho lò vi sóng đầu tiên trên thế giới được thiết kế để rã đông thực phẩm nhanh chóng.

Năm 1947máy rã đông vi sóng đầu tiên mang nhãn hiệu Radarange đã được chế tạo (hiện tại có thể nói rằng nó đã rời khỏi dây chuyền lắp ráp). Đó là một thiết bị có kích thước bằng một chiếc tủ lạnh lớn hiện đại, nặng 340 kg với công suất 3 kW.

Các lô hàng lò vi sóng Radarange đầu tiên để rã đông thực phẩm đã được gửi đến ghế của các bệnh viện quân đội và ghế của lính Mỹ. Kể từ năm 1949, việc sản xuất hàng loạt những chiếc lò này bắt đầu, vì vậy bất kỳ ai có đủ khả năng mua hàng như vậy đều có cơ hội mua một chiếc lò vi sóng để rã đông chỉ với 3.000 đô la.

Nguồn gốc của ý tưởng sản xuất lò vi sóng gia dụng để hâm nóng thức ăn bắt nguồn từ ngày 25 tháng 10 năm 1955, khi chiếc lò vi sóng đầu tiên sử dụng trong gia đình được giới thiệu bởi công ty Mỹ «Tappan Company». Việc sản xuất hàng loạt lò vi sóng gia đình bắt đầu vào năm 1962 bởi công ty Sharp của Nhật Bản, nhưng nhu cầu về một sản phẩm gia dụng kỳ lạ như vậy không lớn.

Ở Liên Xô, lò vi sóng «ZIL», «Elektronika» và «Maria MV» bắt đầu được sản xuất vào những năm 80. Năm 1990, lò vi sóng "Dneprianka-1" với thể tích 32 lít, công suất 1,3 kW ở công suất vi sóng 600 W được sản xuất trên máy phát cao tần M-105-1.

Do đó, việc sản xuất hàng loạt lò vi sóng gia đình đã bắt đầu, cho phép bạn nhanh chóng rã đông thực phẩm, hâm nóng và thậm chí nấu chín. Điều kiện chính là sản phẩm được đặt trong lò vi sóng có chứa nước.

Nguyên lý hoạt động và thiết bị của lò vi sóng

Kết luận là bức xạ điện từ trong phạm vi đề-xi-mét dẫn đến gia tốc chuyển động của các phân tử điện môi cực (nước) có mômen lưỡng cực nhất định.

Khi các phân tử được tăng tốc, sự tương tác của chúng diễn ra dưới tác động của bức xạ vi sóng, tức là chất hấp thụ bức xạ điện từ, trong khi nhiệt độ của chất này tăng lên.

Sự hấp thụ điện môi tối ưu của bức xạ điện từ bằng nước xảy ra ở tần số 2,45 GHz, chính xác là tần số mà các nam châm của lò vi sóng hiện đại hoạt động.

So với lò nướng thông thường, trong lò vi sóng, thức ăn không chỉ được làm nóng trên bề mặt mà còn cả thể tích sản phẩm, do sóng điện từ xuyên qua vật thể được làm nóng ở độ sâu 1,5 đến 2,5 cm, giúp tăng tốc độ gia nhiệt, cho mức tăng nhiệt độ của thực phẩm trung bình là 0,4 ° C mỗi giây.

Để thu được bức xạ vi sóng có bước sóng nhất định, người ta sử dụng một máy phát cao tần với các thông số thiết kế được tính toán đặc biệt trong lò vi sóng. Bức xạ do máy phát điện từ tạo ra được truyền qua một ống dẫn sóng và tập trung trong buồng đặt một tấm gia nhiệt.

Buồng được đóng lại bằng một cánh cửa kim loại ngăn chặn sự lan truyền của sóng vi ba vượt ra ngoài ranh giới của nó. Magnetron được cấp nguồn theo cách truyền thống từ cuộn thứ cấp của máy biến áp cao áp (MOT) với điện áp đầu ra là 2000 volt, được tăng lên nhờ một mạch nhân đôi (bao gồm một tụ điện và một điốt). Hệ thống sưởi của cực âm của máy phát điện từ được cung cấp bởi một cuộn thứ cấp đặc biệt có hiệu điện thế 4 vôn từ cùng một máy biến áp.

Phương pháp cổ điển tự động điều chỉnh các đặc tính nhiệt của lò vi sóng giống như phương pháp được sử dụng trong bàn ủi và lò sưởi gia dụng: bật và tắt máy phát điện từ định kỳ để nhiệt năng trung bình được truyền đến buồng dưới dạng sóng điện từ là bằng giá trị do người dùng đặt.

Các khía cạnh an toàn của lò vi sóng

Theo dữ liệu khoa học, tác động trực tiếp của sóng vi ba lên cơ thể con người tạo ra hiệu ứng nhiệt rõ rệt và trong trường hợp tiếp xúc kéo dài (hoặc mạnh) có thể dẫn đến quá nhiệt cục bộ và gây bỏng nặng.

Vì vậy, ở mật độ công suất vi sóng khoảng 35 mW / cm 2, người ta cảm thấy nóng lên. Phơi nhiễm kéo dài ở mật độ năng lượng trên 100 mW/cm2 gây đục thủy tinh thể và có thể dẫn đến vô sinh tạm thời.

Mức mật độ vi sóng 10 mW/cm2 được coi là an toàn. Áp dụng trực tiếp cho lò vi sóng, theo tiêu chuẩn Châu Âu, ở khoảng cách 5 cm so với lò vi sóng, mức mật độ công suất tối đa không được vượt quá 1 mW / cm vuông, và ở khoảng cách 50 cm so với lò, nên không quá 0 ,01 mW / cm vuông. cm Chính xác là những tiêu chuẩn này đáp ứng các lò vi sóng hiện đại trong quá trình sản xuất.

Nhân tiện, cửa mở của lò luôn chặn kích hoạt của nó, tức là lò vi sóng không bao giờ được hoạt động khi cửa mở.

Bây giờ đến tác dụng của sóng vi ba đối với chất dẫn điện (đặc biệt là kim loại). Tất nhiên sóng không xuyên qua được các vật bằng kim loại nhưng có khả năng làm xuất hiện các dòng điện cảm ứng trong kim loại, kể cả dòng điện xoáy, do đó làm nóng mạnh kim loại.

Vì lý do này, bạn sẽ không thể hâm nóng thức ăn đựng trong hộp kim loại một cách hiệu quả bằng lò vi sóng. Chúng ta có thể nói gì về những món ăn có hoa văn và cạnh kim loại dễ bị phá hủy bởi sóng vi ba (từ dòng điện xoáy cảm ứng) chỉ đơn giản là làm hỏng món ăn.