Основные плюсы и минусы микроволновой печи
Плюсы
- Микроволновые волны помогают равномерно нагревать пищу
- Сохраняют больше питательных веществ в продуктах
- Удобны для быстрого приготовления еды
- Энергоэффективны
Минусы
- Некоторые исследователи считают, что микроволновка может повредить структуру продуктов
- Высокая температура некоторых продуктов может создать проблемы с пищеварением
- При неправильной эксплуатации микроволновая печь может стать опасной
Ключевым моментом является правильное использование микроволновой печи. Она должна быть в хорошем состоянии, без повреждений, чтобы не создавать угрозу здоровью. Если все правильно настроено и соблюдаются рекомендации по приготовлению пищи, микроволновка останется безопасным и удобным помощником на кухне.
Если вам интересна тема здорового питания и безопасности при использовании техники, обязательно изучите больше информации об этом. Удачного приготовления пищи и заботы о себе!
Инверторная микроволновая печь – это тип микроволновой печи, который работает не так, как традиционные модели. Основное отличие заключается в том, что она использует инверторный генератор мощности для регулирования мощности нагрева. В обычных микроволновках мощность нагрева обычно контролируется циклическим включением и выключением магнетрона, что может привести к неравномерному нагреву и пережариванию пищи.
Инверторная микроволновая печь позволяет регулировать мощность практически плавно, что позволяет более точно контролировать процесс нагрева. Это значительно облегчает приготовление пищи, особенно при использовании различных режимов приготовления.
Преимущества инверторных микроволновых печей
Равномерное нагревание: благодаря возможности плавного регулирования мощности, пища нагревается равномерно без пережаривания или недоготовки.
Быстрота: инверторные печи способны быстро нагревать пищу за счет точного контроля мощности.
Экономия энергии: благодаря оптимизации процесса нагрева, инверторные микроволновки потребляют меньше энергии по сравнению с обычными моделями.
Больше возможностей приготовления: регулируемая мощность открывает новые возможности для приготовления различных блюд, в том числе и более сложных.
Долговечность: за счет более точного регулирования мощности, инверторные печи могут иметь более длительный срок службы.
Инверторные микроволновые печи могут стоить немного дороже, чем обычные модели, но их преимущества в процессе приготовления пищи и качестве результата делают их отличным выбором для тех, кто придаёт значение качеству и удобству приготовления пищи.
Плюсы:
- Компактность и легкий вес
- Равномерное нагревание продуктов
- Более точное и эффективное управление мощностью
- Меньший шум во время работы
Минусы:
- Более высокая стоимость по сравнению с обычными печами
- Сложнее ремонтировать из-за сложности конструкции
- Требуется профессиональная замена инвертора в случае поломки
Заключение
Инверторные микроволновые печи отличаются от обычных устройств более точным и эффективным управлением мощностью, что позволяет равномерно нагревать продукты и избежать перегрева. Они более компактные и легкие, что делает их удобными для использования. Однако, стоимость таких печей выше, и в случае поломки требуется профессиональный ремонт. В целом, инверторные микроволновки являются отличным выбором для тех, кто ценит качество приготовления пищи и удобство использования.
Рейтинг инверторных микроволновых печей
Недостатком этих приборов на данный момент является только высокая цена.
Встраиваемые микроволновые печи соло
Отдельно стоящие микроволновые печи
Итак, подобная технология действительно улучшает приготовление пищи и дает ряд преимуществ в габаритах, весе, потреблении электроэнергии.
Популярный бытовой прибор используется повсеместно и ему посвящено только на Хабре не одна статья, как по истории, так и по технике. Но тема вредности еды из микроволновки интересует многих и мне кажется раскрыта до сих пор не полностью.
На этот счет существуют разные мнения, которые и будут далее приведены в этом обзоре.
Для тех кому интересна история создания микроволновой печи имеется прекрасная статья на Хабре.
Впрочем есть на Хабре и еще одна альтернативная история не менее прекрасная.
Обзор это именно обзор, а не Полная энциклопедия статьей про микроволновки. Я их отобрал на свой вкус так, чтобы мнения по-возможности не повторялись.
Статья 1. Разогревать еду в микроволновке вредно и другие популярные мифы, в которые многие до сих пор верят.
Ученые считают, что этот способ разогрева или приготовления пищи ничем не вреднее, а может, даже полезнее жарки на сковороде. В микроволновой печи еда проводит гораздо меньше времени, чем на плите, что позволяет сохранить больше питательных веществ. Кроме того, некоторые овощи даже полезнее запекать в микроволновке. Например, в брокколи сохранится гораздо больше витаминов, если вы приготовите ее в СВЧ-печи, а не сварите на плите
В этой статье никаких нет объяснений. Просто сказано, что это миф.
Статья 2. 2023. Почему разогревать еду в микроволновке вредно, и чем ее можно заменить.
Это противоположное статье №1 заявление и даже дается обоснование этого.
Приготовление еды в микроволновке происходит за счет нагрева содержащейся в ней воды. Как минимум овощи в этом случае действительно теряет свою ценность —- по данным специалистов из Медицинской школы Гарварда, разогретая в микроволновой печи брокколи теряет глюкозинолат, который придает ему характерный вкус, а также противораковые свойства.
Уже интересно. Уважаемая организация из Гарварда забраковала СВЧ печки. Но поскольку я лично считаю, что СВЧ не портят продукты, то иду по ссылке на статью из Мед школы Гарварда и читаю этот первоисточник. А в нем сказано: Налево пойдешь – козлом станешь
Are microwaves safe for cooking your food?
Some nutrients break down when they’re exposed to heat, whether it is from a microwave or a regular oven. Vitamin C is perhaps the clearest example. But because microwave cooking times are shorter, cooking with a microwave does a better job of preserving vitamin C and other nutrients that break down when heated.
As far as vegetables go, cooking them in water robs them of some of their nutritional value because the nutrients leach out into the cooking water. For example, boiled broccoli loses glucosinolate, the sulfur-containing compound that may give the vegetable its cancer-fighting properties (as well as the taste that many find distinctive, and some find disgusting). Is steaming vegetables — even microwave steaming — better? In some respects, yes. For example, steamed broccoli holds on to more glucosinolate than boiled or fried broccoli.
Показателен Витамин С. При более быстром нагреве в СВЧ печи, чем в обычной печи, витамин С разрушается меньше. СВЧ печь лучше его сохраняет.
Поскольку при варке часть полезных веществ вымывается в воду, то варка лишает продукт пищевой ценности. Например вареная брокколи теряет glucosinolate глюкозинолат – это компонент, содержащий серу, который придает брокколи антираковые свойства. Лучше ли готовить брокколи на пару, даже в микроволновой печи? В некотором смысле – да. Вареная или жареная брокколи содержит меньше глюкозинолата.
В русском тексте статьи полностью обратные сведения. Англичане пишут, что варка портит свойства брокколи и ничего не пишут, что это делает СВЧ. Но автор русской статьи делает утверждение, что "много раз доказана вредность" и дает даже ссылку на статью где говорится, что даже и полезнее, чем варить, если готовить на пару. Зачем он это делает?
Вот вам и ссылка на доказательство. Оказалось, что писатель статьи, который для всех нас написал, что разогретая в микроволновке пища теряет ценность, не смог понять английский текст. Он перевел с точностью до наборот и на самом деле не просто брокколи из СВЧ не хуже, а наоборот – лучше, чем жареная или вареная.
Хотя мне кажется, что это было сделано намеренно.
Статья приятно содержит ссылки на разные источники. Один из них утверждает, что при СВЧ приготовлении брокколи теряется до 97 процентов флавоноидов. (2003)
Но другая ссылка имеется на статью, где при коротком времени приготовлении в СВЧ не теряется вообще ничего. "Обнаружилось, что при коротком времени готовки (когда эти овощи оставались в микроволновке одну минуту) питательные вещества не исчезают. Готовка на пару или в микроволновке может даже увеличить объем флавоноидов."
И даже более того: "В условиях приготовления, используемых в этом исследовании, готовка в микроволновой печи оказалась лучшим способом сохранить флавоноиды, чем готовка на пару". и далее "Из трех методов приготовления лучшим методом сохранения сложных флавоноидов в брокколи оказалась микроволновая печь с последующим приготовлением на пару."
Статья №4. 2020. Разогревать или нет? Рассказываем, как устроены микроволновые печи и насколько они вредны
"Во время приготовления пищи в микроволновой печи никаких существенных изменений в самом продукте не происходит. Воздействие СВЧ-излучения влияет только на нагрев продукта, а не на его состав. Продукт может испортиться, только если переусердствовать и перегреть его сверх нормы." (но вообще-то это пишет директор Самсунга).
Статья №5. 2018. Убийца на вашей кухне. Микроволновка опасна или всё-таки нет
С одной стороны:
Советские учёные в 1976 году провели исследования воздействия на организм микроволн и выяснили: они вредны. Исследователи обнаружили, что микроволны ускоряют структурный распад продуктов и создают канцерогенные вещества в молоке и зерновых культурах. Кроме того, под воздействием микроволн изменяется элементарный состав продуктов питания, что вызывает расстройство пищеварения. Учёные выяснили, что приготовление еды в микроволновой печи влияет на химический состав пищи. В свою очередь это может привести к сбоям в работе лимфатической системы, нарушению её защитных функций от злокачественных опухолей и к росту количества раковых клеток в крови.
Но с другой стороны:
В 1990 году появились данные о том, что, оказывается, исследования русских учёных были недостоверны, и на самом деле пища, приготовленная в СВЧ-печи, сохраняет больше витаминов и минералов, нежели пища, приготовленная обычным образом. Так, во время новых лабораторных исследований овощи сохранили в себе около 85% витамина С при приготовлении в микроволновой печи, тогда как в вареных овощах его осталось не более 30%.
Микроволновка, как оказалось, не только экономит нам время приготовления пищи, но и сохраняет ценные белки.
С третьей стороны автор миксует влияние на человека микроволн и влияние разогретой в микроволновке еды. И дает вот такой текст:
Ученые выяснили, что человек начинает замечать негативное влияние данной техники только через 12-15 лет после ежедневного использования. Соответственно вред микроволновки для человека, которому сегодня 20 лет, проявится только тогда, когда ему будет 32-35.
Ну вот этому тексту думаю, что доверять не стоит. Потому, что все же скорее это именно про прямое влияние СВЧ на человека. Так что это скорее про роутеры и мобилы.
Есть в этой статье и откровенный бред, наличие которого существенно снижает к ней доверие. Автор пишет
Ни в коем случае не открывайте дверцу работающей микроволновки: так, вы выпустите излучение наружу и подвергнетесь опасности лишний раз.
Излучение оно не газ и не облако. Оно внутри зоны нагрева есть только тогда, когда есть питание магнетрона. И в каждой СВЧ печи на дверце имеются минимум два выключателя, которые при малейшем отклонении от закрытого положения отключают ток. И никакого излучения нет.
Есть в статье и просто ни чем не подтвержденные утверждения:
Не используйте печь для приготовления продуктов. Основной функцией микроволновки должен быть разогрев пищи, а также разморозка продуктов.Если у вас есть кардиостимулятор, вам лучше воздержаться от использования этого прибора.
Статья №6. Физик — об опасности СВЧ-печей.
Автор откровенно смеется над страхами перед СВЧ печами.
Микроволновка может упасть со стола на ногу, может прищемить вам палец дверцей.
Микроволны плохо влияют на мозг. Еще как! Если сунуть голову в работающую микроволновку, то вода, которая содержится в тканях мозга, будет нагреваться точно так же, как она делает это в составе гамбургера. К счастью, ни одну СВЧ-печь нельзя включить и заставить излучать микроволны при открытой дверце. Кроме того, на дверце размещена металлическая мелкоячеистая сетка, которая полностью блокирует «просачивание» микроволн сквозь стекло двери во время работы микроволновки
Я от себя добавлю, что обычная голова взрослого человека в микроволновку не влезает. Можете дома сами потестить.
Вот вывод автора:
Поэтому ответ на вопрос «какой вред здоровью может причинить микроволновая печь» может быть только таким: «никакого».
В чем можно разогревать продукты в СВЧ печи
Точно можно в любой стеклянной и керамической посуде. Кроме той на которой нарисованы золотые ободки. Они сгорят.
Вот прекрасная статья о пластиках и том для чего и какие пластики годятся.
В микроволновке пластик может расплавиться от перегретой еды. И в зависимости от его типа в еду попадет нечто, указаное в статье чуть выше. Поэтому перегревать еду в пластике не стоит.
Есть ли разница для еды в микроволновке, если эту еду разогревать, готовить или размораживать?
Это уже не ссылки на источники, а мнение автора. Мнение это основано на многочисленных опытах в разных странах по разогреву замороженной и охлажденной еды в микроволновках.
Когда пища не имеет льда, то есть она не заморожена, то микроволны разогревают почти равномерно продукт на глубине 2-3 см. Глубже они проникают все хуже и хуже и разогрев середины толстого блюда идет контактным способом. От внешних разогретых поверхностей к середине. Поэтому суп, плов или макароны неплохо помешать при разогреве в глубокой тарелке, чтобы он был равномерно разогрет.
Зачем равномерно? Потому что если снаружи будет крайне горячо, то вот эта внешняя зона будет дальше готовиться. Перевариваться. А внутренняя зона нет. И зачем вам переваренный суп?
То же касается и других блюд. Лучше не греть в СВЧ блюда толще 3 см. Или если они толстые, то по середине цикла надо бы размешать.
Таким образом мы можем сделать вывод, что медленный разогрев в обычной печи или на плите происходит так, что внешнее тепло успевает контактно передаться внутрь блюда. В микроволновке процесс идет гораздо быстрее и такой перенос происходить не успевает если блюдо толстое. Поэтому очень быстрый разогрев хуже, чем не очень быстрый.
Аналогичная ситуация кстати говоря происходит, когда вы жарите на сильном огне. Снаружи обгорает, а внутри холодно.
Сами микроволны производят нагрев, который вызывает денатурацию и дегидратацию всего что есть в еде. Но и обычное приготовление делает ровно тоже самое. Это вообще-то и есть цель термообработки.
Разморозка в СВЧ
Она сильно отличается от разогрева и приготовления, потому, что воды в продукте нет в жидком виде. Она твердая и взаимодействие микроволн со льдом значительно меньше. Диэлектрические потери меньше и разогрев идет медленно.
И вот когда вы положили замороженную курицу или замороженный суп в микроволновку на режим разморозки, то это происходит на уровне мощности примерно в 5 раз меньше максимальной. Почему не на максимуме? Ведь кажется, что чем холоднее продукт, тем больше надо энергии для разогрева.
Так и есть. Но если вспомнить о написанном в этой статье ранее – о том, что микроволны проникают на 2-3 сантиметра в продукт, то эффект нагрева замороженного продукта будет выглядеть следующим образом:
Внешние замороженные слои одновременно разогреваются микроволнами и охлаждаются внутренними холодными слоями. Если мощность нагрева мала, то идет медленный теплоперенос от нагретых слоев внутрь. Но если мощность увеличить, то скорость поступления тепла снаружи будет сильно превышать скорость диффузии этого тепла внутрь. Внешний слой будет нагреваться все больше и больше. После некоторого момента лед во внешних слоях превратится в воду. А вот уже эта вода имеет существенно больший уровень поглощения тепла. И разогрев за счет этого еще больше ускорится.
Вода вообще-то даже используется в технике как поглотитель СВЧ волн. В пустую микроволновку рекомендуют ставить стакан с водой чтобы при случайном включении она не сгорела.
В итоге чтобы замороженную курицу разморозить используется малая мощность. При большой мощности курица снаружи сварится. А может даже и обгореть. Такое обгорание происходит при разморозке больших блоков мяса в промышленных установках для СВЧ дефростации (разморозки) на мясокомбинатах. И вот эта то обгоревшая часть и является не полезной.
Таким образом микроволновка плохо подходит именно для разморозки. Для перевода льда в состояние жидкости. Но как только медленная и печальная разморозка закончилась и в продукте льда уже нет, то в ней можно нормально и готовить и разогревать уже готовое.
Выводы
Мне не удалось обнаружить достоверных данных о том, что микроволновка делает что-то такое с едой, что не делает обычная плита или духовка. Все эффекты связаны не с самими микроволнами, а со скоростью разогрева. Ну конечно очевидно, что пригоревшая пища менее полезна, чем приготовленная на пару. А она может пригореть и в СВЧ и в духовке и на сковороде.
В дополнение хочу попросить тех, кто любит высказать в комментах просто некое мнение, но не по теме статьи. Тема статьи – это не вредность СВЧ излучения, которое может вырваться из микроволновки в комнату. И не вредность СВЧ излучения вообще. Тема – снижение полезности разогретых или приготовленных в СВЧ продуктах. Поэтому тех, кто хочет написать об этом, прошу найти статью по именно этой теме и ее комментировать.Сообщу еще некоторые полезные сведения. Норма выхода из СВЧ печи излучения на частоте 2,4 ГГц составляет 0.01 мВт/см2. А норма выхода СВЧ из домашнего роутера 0.01Вт/см2. Что на три порядка больше. Про выход из мобильного телефона нам всем лучше вообще не знать.
Первая цифра взята из Гугола а вторая из Хабра.
Также в статье не обсуждается, что «на масле вредно готовить».
В статье №4 дается
плохой совет как проверить вашу микроволновку на утечку СВЧ. "Надежность защиты (экранирования) микроволновки можно проверить с помощью мобильника: положить его внутрь, закрыть дверцу и позвонить на него. Если «абонент недоступен», значит, все в порядке, микроволны из печки никуда не убегут. Если же звонок проходит – печью лучше не пользоваться."
Использование СВЧ печи
Я не пользуюсь микроволновой
Я пользуюсь микроволновой
Я и сам не пользуюсь и другим не советую
Мифы и правда о микроволновой печи
6 декабря – День рождения микроволновой печи. СВЧ–печи есть практически в каждом доме. Насколько они безопасны?
В 1945 году инженер Перси Спенсер обратил внимание на нагревание продуктов во время излучения от магнетрона. Его открытие послужило поводом к созданию первой микроволновой печи. Патент на изобретение ученый получил в 1946 году.
Как работает микроволновая печь?
Предполагаемый вред микроволновой печи
По материалам сайта "ЗДОРОВОЕ ПИТАНИЕ" (https://здоровое-питание.рф)
Конечно, можно воспользоваться и сковородкой. Бутерброд получится вкуснее, но блин — это же потом ее мыть придется? Ну уж нет. Я ставлю тарелку с завтраком в микроволновую печь: незаменимый атрибут на современной кухне. Минутка, и все готово. Удобно.
Под работу перемалывающих завтрак челюстей в голове проносится вопрос: «Неужели у кого-то нет такой удобной штуки?». А следом вспоминается рассказ отца-инженера из моего детства: что, мол, микроволновку вообще придумали сразу после Второй мировой войны американские военные совершенно случайно. А еще что это — не совсем правда. Интересно? Пока жую, попробую рассказать.
Принцип нагрева
Начнем с базы, как микроволновка греет еду — без этого история ее появления не склеится. Кто в теме, смело переходите к разделу «История появления» — ничего нового вы не узнаете. Дальше будет объяснение физики на уровне школы, без формул.
Благодаря Джеймсу Максвеллу мы знаем, что есть два основных вида токов: проводимости и смещения. С током проводимости попроще: подключили медный или алюминиевый провод между точками с разными потенциалами. Под действием электрического поля свободные электроны начинают двигаться — словно вода течет по наклонной трубе между точками на разной высоте. Понятно.
С током смещения чуть сложнее. Если мы, скажем, поставим в разрыв провода конденсатор, то на «постоянке» тока не будет. Ну а с чего бы вдруг? Ведь между обкладками нет носителей заряда — считайте обрыв. Однако стоит нам дать «переменку», и разомкнутая цепь замкнется как по щелчку тумблера. Почему? Из-за тока смещения.
На самом деле термин несколько условный, и все работает немного иначе. Если грубо: по проводнику, подключенному к левой обкладке конденсатора, течет ток проводимости. Раз он изменяется во времени, то вокруг проводника появляется переменное магнитное поле. Для него уже никакой вакуум или диэлектрик не помеха. Это поле распространяется на правую обкладку и порождает уже в ней переменное электрическое поле. Ну а дальше в примыкающем проводнике появляется электрический ток — цепь замкнулась.
В вакууме электромагнитное поле распространяется без помех, зато в диэлектрике появляются некоторые потери из-за взаимодействия с молекулами вещества — поэтому говорят о диэлектрической проницаемости веществ. Как же возникают эти потери?
Все диэлектрики делятся на два типа:
Отличия структуры молекул воды и диоксида углерода
Как это выглядит? Атом кислорода имеет шесть валентных электронов на внешней орбитали, а два атома водорода — по одному электрону. После создания ковалентной связи остается две свободные пары электронов. Они отталкиваются друг от друга до момента равновесия — так получается характерная форма молекулы с углом 104 градуса между водородными связями. Общий заряд получается распределенным неравномерно: возле атома кислорода из-за «лишних» электронных пар он отрицательный, возле атомов водорода — положительный.
Ассиметричное строение молекулы воды
Можно сказать, что мы получаем словно бы магнитную стрелку с выраженными полюсами. Что будет, если поместить ее в постоянное магнитное поле, пронизывающее диэлектрик? Молекулы повернутся в ту же сторону — поляризуются, а внутри диэлектрика создастся как бы свое собственное поле, стремящееся противостоять внешнему полю. Точно как в опыте Эрстеда.
Ну а в переменном магнитном поле, как в нашем случае, полярные молекулы будут непрерывно колебаться. Энергия внешнего поля будет уменьшаться сильнее из-за того, что она будет тратиться на постоянную переориентацию диполей — полярные диэлектрики имеют высокую диэлектрическую проницаемость. А частое движение молекул и приведет к повышению температуры. Можно даже сказать так: нагрев будет происходить из-за потерь при распространении электромагнитной волны в диэлектрике.
Это явление получило название диэлектрического нагрева, и о нем знали еще с конца XIX века — правда, не для приготовления пищи, а в медицинских целях, для прогрева человеческих тканей. Но об этом дальше.
Например, в моем бутерброде есть колбаса и сыр — оба содержат большое количество воды, но обладают разной тепловой проводимостью и теплоемкостью. Колбаса у меня нагревается медленнее сыра. А в сухом хлебе воды практически нет, поэтому он нагревается в основном от других продуктов сверху. То же касается и керамической посуды: она представляет собой неполярный диэлектрик, поэтому не нагревается от электромагнитного излучения.
Почему греется пища, понятно. Теперь очень кратко об устройстве микроволновки и почему от нее вряд ли стоит ожидать вреда для здоровья. А дальше вернусь к основному рассказу.
Устройство
Итак, для нагрева пищи нам надо использовать электромагнитное излучение с как можно более высокой мощностью и частотой. По логике это позволит выделить больше тепла, а следовательно уменьшит время готовки. Верно? Ну, конечно, это не так — нужен компромисс.
Фишка микроволновой печи — в равномерности нагрева, чтобы молекулы колебались по всей толще продукта (хотя многие жалуются, что пища все равно греется неравномерно). Для этого волна должна пройти как можно глубже в толщу материала и одновременно воздействовать на как можно большее количество молекул. А это зависит от спектра электромагнитного поглощения воды, а точнее ее состава и температуры.
В современных моделях применяют излучение с длиной волны 12,23 см, что соответствует частоте в 2450 МГц СВЧ-диапазона (в некоторых моделях промышленных печей США используют частоту 915 МГц) — как раз наиболее компромиссная величина. Вот почему:
1. При среднем размере камеры бытовой микроволновой печи 30х40х50 см это позволяет проникать на глубину продукта от 2 до 8 см при разном содержании воды. То есть что туда ни положи, что подходит по размеру и имеет влагу, оно плюс-минус прогреется.
Глубина проникновения волн СВЧ диапазона для разной пищи — исследование Мичиганского университета
2. На частоте 2450 МГц электромагнитная волна хорошо поглощается при температуре от 0 до 100 градусов Цельсия, то есть при разной энергии молекул в процессе разогревания.
Спектр поглощения электромагнитного излучения с разной длиной волны
3. При таких частотах и размерах камеры источник электромагнитного излучения будет иметь приемлемые размеры (поместится в заднюю часть корпуса), мощность (обычно от 500 до 3000 Вт) и цену. Иначе бы микроволновка стоила бы как крыло от самолета и весила бы примерно столько же (спойлер — в первых моделях так и было, но об этом ниже).
4. Эта частота излучения не мешает работе другой техники и зарезервирована в ISM-диапазоне. Хотя частота 2450 МГц близка к диапазону домашних Wi-Fi роутеров, поэтому есть мнение, что какое-то влияние может оказываться. Но тут все зависит от степени экранирования печи, силы излучения и расположения человека, принимающего сигнал беспроводной сети.
Сама микроволновая печь состоит из пяти ключевых компонентов:
Схема устройства микроволновой печи — в некоторых моделях волновод сверху, в других, как у меня — сбоку. Сути это не меняет.
Конечно, настоящее сердце микроволновой печи — это магнетрон. Об истории его появления мы еще поговорим ниже, но давайте посмотрим, как он работает буквально на пальцах.
Типовой магнетрон из микроволновой печи. Волна излучается через трубку сверху, корпус представляет собой кожух с ребрами радиатора охлаждения, а в емкости снизу расположен массивный ВЧ фильтр.
Пункт 1. В основе магнетрона лежит трубка с вакуумом, в центре которой расположен катод в виде тонкой нити накаливания, а цилиндрические стенки образуют анод. Через катод протекает большой ток, до 10 ампер: нить раскаляется, и с нее начинают срываться электроны. Как мы помним, это называется термоэлектронной эмиссией.
Пункт 2. Электроны с большой скоростью устремляются к аноду, пролетая сквозь вакуум. Для этого между катодом и анодом создают большое напряжение — порядка 4000 В. Так электроны получают большую энергию движения и движутся, подобно пулям. Собственно, это принцип работы радиолампы.
Схема выпрямителя Вилларда в микроволновой печи — присутствует повышающий трансформатор до 2 кВ, напряжение которого удваивается.
Пункт 3. Дальше нужно сделать так, чтобы эти электроны не просто летели по прямой, а закручивались по спирали и пролетали мимо поверхности анода. Как можно отклонить их? Да просто введя постоянные магниты! Под действием силы Лоренца электроны будут отклоняться. Если правильно подобрать магнит с нужной индукцией, то картина будет напоминать вращающееся со строго известной частотой беличье колесо.
Пункт 4. Анод представляет собой не просто полый цилиндр, а имеет вырезы — так называемые резонаторы. Это и есть самая интересная часть.
Лучи колеса электронов пролетают мимо полостей резонаторов. Они могут быть разной формы, но чаще — простой прямоугольной, как на рисунке справа.
Каждая камера резонатора — это по сути LC-цепочка, в которой:
Когда поток колеса электронов пролетает мимо резонатора, он как бы «заряжает» обкладки конденсатора. Когда уходит, конденсатор разряжается и внутри камеры протекает ток. Следующий поток повторяет процедуру — и так далее. Получается единая связанная система, в которой постоянно возникают электромагнитные колебания. Причем геометрия конденсаторов точно рассчитана (можно сказать, параметры нашего LC контура) так, что частота внутри него ровно наши 2450 МГц.
Пункт 5. Сами резонаторы расположены на таком расстоянии друг от друга, что сами являются обкладками друг друга. Если подключить антенну к одному из них, то энергия будет как бы забираться с остальных резонаторов. Собственно, это и сделано — внутри проходит экранированная трубка, которая непосредственно соединяется с волноводом.
Так выглядит магнетрон в продольном разрезе — слева видна та самая антенна, которая в реальности проходит через трубку. Если все равно непонятно, посмотрите вот это видео на 12 минут — классно объясняется работа магнетрона.
Итак, если кратко и грубо: излучаемая волна с частотой 2450 МГц проходит и попадает в камеру, где образуются стоячие волны и вызывают колебания молекул воды по всей толщине продукта. Из-за явления диэлектрического нагрева пища разогревается. Как-то так.
Более подробно с расчетом микроволновых печей вы можете познакомиться в этой статье профессора экспериментальной физики из Бранденбургского университета прикладных наук.
Теперь давайте рассмотрим два самых популярных мифа о вреде микроволновки с позиции ее принципа работы и устройства.
Оказывает вредное воздействие, вплоть до развития рака
Безусловно, раз человек на 80% состоит из тех же самых молекул воды, то СВЧ-излучение будет влиять и на него. Более того, как мы упоминали выше, есть даже специальное направление медицины, построенное на этом принципе диэлектрического нагрева.
Но для этого нужно либо засунуть часть тела в микроволновку, либо извлечь магнетрон и использовать его не по прямому назначению. Примерно как вот этот персонаж. Современные печи увешаны разными фильтрами, а излучение остается внутри магнетрона, волновода и камеры.
В одной из серий Южного парка, отец Стэна, Рэнди пытался заработать рак засунув определенную часть себя в микроволновку
Европейские и американские стандарты регламентируют, что внешнее излучение не должно превышать 50 Вт/м2 в любой точке на расстоянии 5 см от поверхности печи. Это пограничное значение, при котором может появиться легкий ожог, а при длительном воздействии развиться катаракта или бесплодие. Но нормативами электромагнитной безопасности предписано, что излучение не должно превышать величины 5 Вт/м2 (например, согласно FDA для уже эксплуатирующихся печей) на тех же 5 см — то есть в 50 раз меньше. А с учетом того, что интенсивность уменьшается с квадратом расстояния, то на расстоянии в 50 см (уже ближе к истине) оно еще уменьшится в 100 раз. Собственно, ВОЗ даже официально в 2005 году признала микроволновые печи безопасными.
Конечно, не стоит покупать совсем уж кустарные микроволновки — но они и вряд ли попадут на полки крупных сетевых магазинов в России. В ГОСТ IEC 60335-2-90-2013 вопрос рассмотрен подробнее, рекомендую сразу открывать приложение DD.
Изменяет пищу на молекулярном уровне, ее нельзя есть
Всё, что делает микроволновая печь — заставляет колебаться полярные молекулы. Сама вода не имеет никакой четкой структуры, чтобы что-то могло ее там изменить. Максимум, между молекулами воды образуются водородные связи, но микроволновое излучение в 2450 МГц никак не влияет на наличие электронов. Остальное ерунда.
В общем, про мифы о микроволновых печах нужна отдельная статья. Пока хабровчане могут смело делиться в комментариях своими мыслями по поводу вреда обычных бытовых микроволновых печей. Желательно со ссылками на какие-то авторитетные исследования.
А теперь переходим к истории: причем рассмотрим не только каноническую, но и достаточно малоизвестную. Собственно, об этом мой отец мне и рассказывал в далеком детстве.