Horno de microondas: historia, dispositivo y principio de funcionamiento, regulación de rendimiento, aspectos de uso seguro.
Historia del horno de microondas
Percy Spencer tenía 50 años cuando trabajaba como ingeniero en la empresa militar-industrial estadounidense Raytheon, que se dedicaba a la producción de equipos de radar.
Era 1945, entonces Percy descubrió accidentalmente un fenómeno que dos años más tarde sería la base del primer horno de microondas: durante otro experimento con el magnetrón, un trozo de chocolate en el bolsillo de Spencer de repente comenzó a derretirse sin razón aparente.
magnetrón Es un dispositivo que emite energía electromagnética en forma de microondas. Originalmente utilizado para la tecnología de radar.
Resultó que la radiación de ultra alta frecuencia (microondas) puede calentar alimentos de manera efectiva... Ya el 8 de octubre de 1945, Percy Spencer recibió una patente para el primer horno de microondas del mundo diseñado para descongelar alimentos rápidamente.
en 1947se construyó el primer descongelador de microondas bajo la marca Radarange (ahora se puede decir que salió de la línea de montaje). Era una unidad del tamaño de un gran refrigerador moderno que pesaba 340 kg con una potencia de 3 kW.
Los primeros envíos masivos de hornos de microondas Radarange para descongelar alimentos se enviaron a las sillas de los hospitales militares y las sillas de los soldados estadounidenses. Desde 1949, comenzó la producción en masa de estos hornos, por lo que cualquiera que pudiera permitirse tal compra tenía la oportunidad de comprar un horno de microondas para descongelar por solo $ 3,000.
El origen de la idea de producir hornos de microondas domésticos para calentar alimentos se remonta al 25 de octubre de 1955, cuando la empresa estadounidense «Tappan Company» presentó el primer horno de microondas para uso doméstico. La producción en serie de hornos de microondas domésticos comenzó en 1962 por parte de la empresa japonesa Sharp, pero la demanda de un producto doméstico tan exótico no era muy grande.
En la URSS, los hornos de microondas "ZIL", "Elektronika" y "Maria MV" comenzaron a fabricarse en los años 80. En 1990, se produjo en el magnetrón M-105-1 el horno de microondas "Dneprianka-1" con un volumen de 32 litros, con una potencia de 1,3 kW a una potencia de microondas de 600 W.
Así comenzó la producción en masa de hornos de microondas domésticos, que le permiten descongelar alimentos, calentarlos e incluso cocinarlos rápidamente. La condición principal es que el producto colocado en el horno de microondas contenga agua.
El principio de funcionamiento y el dispositivo del horno de microondas.
La conclusión es que la radiación electromagnética en el rango del decímetro conduce a la aceleración del movimiento de moléculas polares dieléctricas (agua) que tienen un cierto momento dipolar.
A medida que las moléculas se aceleran, su interacción se produce bajo la influencia de la radiación de microondas, es decir, la sustancia absorbe la radiación electromagnética, mientras que la temperatura de esta sustancia aumenta.
La absorción dieléctrica óptima de la radiación electromagnética por parte del agua se produce a una frecuencia de 2,45 GHz, que es precisamente la frecuencia a la que operan los magnetrones de los hornos de microondas modernos.
En comparación con los hornos convencionales, en un horno de microondas, los alimentos se calientan no solo en la superficie, sino también en el volumen del producto, porque la onda electromagnética penetra en el cuerpo calentado a una profundidad de 1,5 a 2,5 cm, lo que acelera el calentamiento, da un promedio un aumento en la temperatura de la comida igual a 0,4 ° C por segundo.
Para obtener radiación de microondas con una cierta longitud de onda, se utiliza un magnetrón con parámetros de diseño especialmente calculados en un horno de microondas.La radiación generada por el magnetrón se transmite a través de una guía de ondas y se concentra en una cámara en la que se coloca una placa calentada.
La cámara está cerrada con una puerta de metal que impide la propagación de las ondas de microondas más allá de sus límites. El magnetrón se alimenta tradicionalmente del devanado secundario de un transformador de alta tensión (MOT) con una tensión de salida de 2000 voltios, que se incrementa mediante un circuito de duplicación (que consta de un condensador y un diodo). El calentamiento del cátodo del magnetrón lo proporciona un devanado secundario especial con un voltaje de 4 voltios del mismo transformador.
El método clásico de ajuste automático de las características térmicas de un horno de microondas es el mismo que se utiliza en planchas y calentadores domésticos: el magnetrón se enciende y apaga periódicamente para que la potencia térmica promedio entregada a la cámara en forma de ondas electromagnéticas sea igual al establecido por el usuario.
Aspectos de seguridad de los hornos de microondas
Según datos científicos, el efecto directo de las ondas de microondas en el cuerpo humano genera un efecto de calor notable, y en caso de exposición prolongada (o fuerte), puede provocar un sobrecalentamiento local y causar quemaduras graves.
Entonces, a una densidad de potencia de microondas de aproximadamente 35 mW / cm 2, uno siente calor. La exposición prolongada a densidades de potencia superiores a 100 mW/cm2 provoca cataratas y puede provocar infertilidad temporal.
Un nivel de densidad de microondas de 10 mW/cm2 se considera seguro. Aplicado directamente a los hornos de microondas, según la norma europea, a una distancia de 5 cm del horno de microondas, el nivel máximo de densidad de potencia no debe exceder de 1 mW/cm cuadrado, y a una distancia de 50 cm del horno, debe no ser superior a 0,01 mW/cm2. cm Son precisamente estos estándares los que cumplen los hornos de microondas modernos durante su producción.
Por cierto, la puerta abierta del horno siempre bloquea su activación, es decir, el microondas nunca debe funcionar con la puerta abierta.
Pasemos ahora al efecto de las ondas de microondas en las sustancias conductoras de electricidad (especialmente los metales). La onda, por supuesto, no penetra en objetos metálicos, pero es capaz de inducir corrientes inducidas en el metal, incluyendo corrientes de Foucault, que a su vez calienta fuertemente el metal.
Por esta razón, no podrá calentar alimentos de manera efectiva en un recipiente de metal usando un horno de microondas. ¿Qué podemos decir acerca de los platos con patrones y bordes de metal que se destruyen fácilmente con las ondas de microondas (de las corrientes de Foucault inducidas) que simplemente estropean los platos?