Forno de microondas: história, dispositivo e princípio de operação, regulação de desempenho, aspectos de uso seguro

História do forno de micro-ondas

Percy Spencer tinha 50 anos quando trabalhava como engenheiro na empresa industrial militar americana Raytheon, que se dedicava à produção de equipamentos de radar.

Era 1945, então Percy acidentalmente descobriu um fenômeno que dois anos depois seria a base do primeiro forno de microondas: durante outro experimento com o magnetron, um pedaço de chocolate no bolso de Spencer de repente começou a derreter sem motivo aparente.

Magnetrão é um dispositivo que emite energia eletromagnética na forma de micro-ondas. Originalmente usado para tecnologia de radar.

Descobriu-se que a radiação de ultra-alta frequência (microondas) pode efetivamente aquecer alimentos... Já em 8 de outubro de 1945, Percy Spencer recebeu uma patente para o primeiro forno de micro-ondas do mundo projetado para descongelar alimentos rapidamente.

Em 1947o primeiro descongelador de microondas sob a marca Radarange foi construído (agora pode-se dizer que saiu da linha de montagem). Era uma unidade do tamanho de uma grande geladeira moderna que pesava 340 kg com potência de 3 kW.

As primeiras remessas em massa de fornos de microondas Radarange para descongelar alimentos foram enviadas para as cadeiras dos hospitais militares e as cadeiras dos soldados americanos. A partir de 1949, começou a produção em massa desses fornos, então quem pudesse pagar por essa compra tinha a oportunidade de adquirir um forno de micro-ondas para descongelar por apenas US $ 3.000.

A origem da ideia de produzir fornos de microondas domésticos para aquecer alimentos remonta a 25 de outubro de 1955, quando o primeiro forno de microondas para uso doméstico foi apresentado pela empresa americana «Tappan Company». A produção em série de fornos de microondas domésticos começou em 1962 pela empresa japonesa Sharp, mas a demanda por um produto doméstico tão exótico não era grande.

Na URSS, os fornos de microondas «ZIL», «Elektronika» e «Maria MV» começaram a ser produzidos nos anos 80. Em 1990, o forno de micro-ondas "Dneprianka-1" com volume de 32 litros, potência de 1,3 kW a potência de micro-ondas de 600 W foi produzido no magnetron M-105-1.

Assim começou a produção em massa de fornos de micro-ondas domésticos, que permitem descongelar rapidamente os alimentos, aquecê-los e até cozinhá-los. A principal condição é que o produto colocado no forno de microondas contenha água.

O princípio de operação e o dispositivo do forno de microondas

A conclusão é que a radiação eletromagnética na faixa do decímetro leva à aceleração do movimento de moléculas de dielétrico polar (água) que possuem um certo momento de dipolo.

À medida que as moléculas são aceleradas, sua interação ocorre sob a influência da radiação de micro-ondas, ou seja, a substância absorve a radiação eletromagnética, enquanto a temperatura dessa substância aumenta.

A absorção dielétrica ótima da radiação eletromagnética pela água ocorre na frequência de 2,45 GHz, que é precisamente a frequência na qual operam os magnetrons dos fornos de microondas modernos.

Em comparação com os fornos convencionais, no forno de micro-ondas os alimentos são aquecidos não só na superfície, mas também no volume do produto, pois a onda eletromagnética penetra no corpo aquecido a uma profundidade de 1,5 a 2,5 cm, o que acelera o aquecimento, dá uma média de um aumento na temperatura do alimento igual a 0,4 ° C por segundo.

Para obter radiação de micro-ondas com um determinado comprimento de onda, um magnetron com parâmetros de projeto especialmente calculados é usado em um forno de micro-ondas.A radiação gerada pelo magnetron é transmitida através de um guia de ondas e concentrada em uma câmara na qual é colocada uma placa aquecida.

A câmara é fechada com uma porta de metal que impede a propagação de ondas de micro-ondas além de seus limites. O magnetron é alimentado tradicionalmente do enrolamento secundário de um transformador de alta tensão (MOT) com uma tensão de saída de 2.000 volts, que é aumentada por um circuito duplicado (composto por um capacitor e um diodo). O aquecimento do cátodo do magnetron é fornecido por um enrolamento secundário especial com uma tensão de 4 volts do mesmo transformador.

O método clássico de ajuste automático das características térmicas de um forno de micro-ondas é o mesmo usado em ferros e aquecedores domésticos: o magnetron é ligado e desligado periodicamente para que a potência térmica média fornecida à câmara na forma de ondas eletromagnéticas seja igual ao definido pelo usuário.

Aspectos de segurança dos fornos de micro-ondas

Segundo dados científicos, o efeito direto das ondas de microondas no corpo humano gera um efeito de calor perceptível e, em caso de exposição prolongada (ou forte), pode levar ao superaquecimento local e causar queimaduras graves.

Assim, a uma densidade de potência de micro-ondas de cerca de 35 mW / cm 2, sente-se o aquecimento. A exposição prolongada a densidades de potência acima de 100 mW/cm2 causa catarata e pode levar à infertilidade temporária.

Um nível de densidade de microondas de 10 mW/cm2 é considerado seguro. Aplicado diretamente em fornos de microondas, de acordo com o padrão europeu, a uma distância de 5 cm do forno de microondas, o nível máximo de densidade de potência não deve exceder 1 mW / cm quadrado, e a uma distância de 50 cm do forno, deve não deve ser superior a 0,01 mW / sq. Cm. cm São precisamente esses padrões que atendem aos modernos fornos de microondas durante sua produção.

Aliás, a porta aberta do forno sempre bloqueia seu acionamento, ou seja, o micro-ondas nunca deve funcionar com a porta aberta.

Agora, para o efeito das ondas de microondas em substâncias eletricamente condutoras (especialmente metais). A onda, claro, não penetra em objetos metálicos, mas é capaz de induzir correntes induzidas no metal, inclusive correntes parasitas, que por sua vez aquecem fortemente o metal.

Por esse motivo, você não poderá aquecer alimentos em um recipiente de metal de maneira eficaz usando um forno de micro-ondas. O que podemos dizer sobre pratos com padrões e bordas de metal que são facilmente destruídos por ondas de microondas (de correntes parasitas induzidas) que simplesmente estragam os pratos.