Ученые доказали, что молекулы воды способны превращать энергию электромагнитных волн в кинетическую и благодаря более быстрому движению они могут разогревать пищу. Именно эта способность водяного пара поглощать волны в диапазоне 2,2–2,4 ГГц этими частотами воспользовались при создании бытовой техники, и в частности, микроволновых печей. Удивительно, но факт остается фактом: принцип работы микроволновой печи практически не отличается от самого обычного локатора. Но если в последнем случае задействуются полезные свойства электромагнитных волн, то в случае с микроволновкой важен их паразитный эффект: в приборе генерируются колебания СВЧ, которые нагревают находящиеся там продукты.
Принцип работы СВЧ-печи нашел как своих почитателей, так и непримиримых критиков. В СМИ было очень много статей, которые доказывали, что микроволновыми печами пользоваться опасно, что от пищи, которая была приготовлена или разогрета в этих устройствах, развиваются самые страшные смертельные недуги. Были и те, кто доказывал, что сам принцип микроволновой печи —не что иное, как самый примитивный миф. В средствах массовой информации сообщалось, что было даже возбуждено уголовное дело производителей бытового оборудования против исследователей. И чтобы разобраться, кто прав, а кто нет, и понять, действительно ли микроволновые печи представляют угрозу здоровью, а по утверждениям некоторых «знатоков» — и жизни человека, необходимо обратиться к объективным фактам и как минимум понять сам принцип работы микроволновой печи.
Как известно, для бытовых нужд предоставляют что похуже. Так, Wi-Fi, к примеру, довольствуется двумя диапазонами — 2,4 и 5,0 ГГц. Не будем углубляться и досконально исследовать, почему именно частота 2,45 ГГц с максимальной интенсивностью поглощается молекулами воды. В данной ситуации дело не в том, почему именно происходит этот процесс, а в том, что он на самом деле имеет место.
При частоте 2,45 ГГц вода сильно нагревается (и по этой же причине практически не работает Wi-Fi в дождь). Капли воды интенсивно поглощают энергию волн. Интересно отметить, что на на отметке длины волны 12,5 мм (2,4 ГГц) находится так называемое окно прозрачности атмосферы, а следовательно, в безоблачную погоду сигнал принимается без труда даже со спутника. Но только появится на горизонте маленькая тучка, как вода начинает поглощать энергию. Процент влаги, и чаще всего значительный, есть в любом пищевом продукте. К примеру, мясо, состоит из воды более чем на 50%. Поэтому температура продукта быстро повышается, и в итоге мы получаем возможность готовить и разогревать пищу в микроволновых печах. Иными словами, микроволновая печь работает за счет того, что разогреваются содержащиеся в продуктах молекулы воды.
Одной из важнейших внутренних комплектующих микроволновки является магнетрон — так называется резонансный генератор волн СВЧ. Принцип работы магнетрона микроволновой печи следующий. В тот момент, когда между катодом и анодом магнетрона возникает электрическое поле определенной напряженности, возбуждается контур, образованный вакуумной камерой замысловатой формы. Если посмотреть в разрезе, она напоминает чем-то барабан револьвера. Камеры расположены равномерно по периметру круглой камеры и при этом соединяются с центральным отверстием, где размещен подогреваемый катод. Это сделано для того, чтобы оптимизировать условия покидания поверхности электронами. Эта конструкция герметична, а в микроволновках анод заземлен, и потенциал подается на катод.
Питание подается через трансформатор, обычно с тем же сетевым напряжением 220 В (50 Гц). Пара-тройка витков выходных обмоток — понижающая, и отсюда берется переменное напряжение для подогрева катода. Вторая обмотка повышает потенциал (к примеру, до 2 кВ) и подает на катод через конденсатор и диодный выпрямитель. В итоге на положительной полуволне осуществляется заряд емкости. Отрицательной катод в конце концов оказывается под воздействием двух напряжений в одно и то же время. Эти напряжения суммируются, и в результате выходит около 4 кВ, которых вполне достаточно для того, чтобы микроволновка начала генерацию.
Многие могут спросить, совместимы и взаимозаменяемы ли магнетроны разных печей. Скорее всего, ответ будет положительным, поскольку частота генерации у магнетронов одинаковая, а следовательно, размеры резонаторов идентичны. Единственный нюанс — напряжение питания, которое определяется силой магнитов магнетрона, которые обеспечивают вторую составляющую поля, побуждающую электроны (вместе с электрической составляющей) двигаться определенным образом. мебель под заказ шкафы купе Если питание разное, то придется вместе с магнетроном менять и трансформатор. Специалисты рекомендуют поставить конденсатор нужной емкости, так как от него зависит постоянная времени разряда цепи.