Four à micro-ondes: historique, appareil et principe de fonctionnement, régulation des performances, aspects d'utilisation en toute sécurité

Histoire du four à micro-ondes

Percy Spencer avait 50 ans lorsqu'il travaillait comme ingénieur dans la société militaro-industrielle américaine Raytheon, qui produisait des équipements radar.

C'était en 1945, puis Percy découvrit accidentellement un phénomène qui, deux ans plus tard, serait à la base du premier four à micro-ondes : lors d'une autre expérience avec le magnétron, un morceau de chocolat dans la poche de Spencer commença soudainement à fondre sans raison apparente.

Magnétron est un appareil qui émet de l'énergie électromagnétique sous forme de micro-ondes. Utilisé à l'origine pour la technologie radar.

Il s'est avéré que le rayonnement ultra-haute fréquence (micro-ondes) peut chauffer efficacement les aliments... Dès le 8 octobre 1945, Percy Spencer a reçu un brevet pour le premier four à micro-ondes au monde conçu pour la décongélation rapide des aliments.

En 1947le premier dégivreur à micro-ondes sous la marque Radarange a été construit (on peut maintenant dire qu'il a quitté la chaîne de montage). C'était une unité de la taille d'un grand réfrigérateur moderne qui pesait 340 kg avec une puissance de 3 kW.

Les premières expéditions massives de fours à micro-ondes Radarange pour la décongélation des aliments ont été envoyées aux fauteuils des hôpitaux militaires et aux fauteuils des soldats américains. Depuis 1949, la production en série de ces fours a commencé, de sorte que quiconque pouvait se permettre un tel achat avait la possibilité d'acheter un four à micro-ondes pour la décongélation pour seulement 3 000 $.

L'origine de l'idée de produire des fours à micro-ondes domestiques pour chauffer les aliments remonte au 25 octobre 1955, lorsque le premier four à micro-ondes à usage domestique a été présenté par la société américaine «Tappan Company». La production en série de fours à micro-ondes domestiques a commencé en 1962 par la société japonaise Sharp, mais la demande pour un produit ménager aussi exotique n'était pas grande.

En URSS, les fours à micro-ondes «ZIL», «Elektronika» et «Maria MV» ont commencé à être produits dans les années 80. En 1990, le four à micro-ondes "Dneprianka-1" d'un volume de 32 litres, d'une puissance de 1,3 kW à une puissance micro-ondes de 600 W a été produit sur le magnétron M-105-1.

Ainsi a commencé la production en série de fours à micro-ondes domestiques, qui vous permettent de décongeler rapidement les aliments, de les chauffer et même de les cuire. La condition principale est que le produit placé dans le four à micro-ondes contienne de l'eau.

Le principe de fonctionnement et l'appareil du four à micro-ondes

La conclusion est que le rayonnement électromagnétique dans la gamme décimétrique entraîne une accélération du mouvement des molécules diélectriques polaires (eau) qui ont un certain moment dipolaire.

Au fur et à mesure que les molécules sont accélérées, leur interaction se produit sous l'influence du rayonnement micro-ondes, c'est-à-dire que la substance absorbe le rayonnement électromagnétique, tandis que la température de cette substance augmente.

L'absorption diélectrique optimale du rayonnement électromagnétique par l'eau se produit à une fréquence de 2,45 GHz, qui est précisément la fréquence à laquelle fonctionnent les magnétrons des fours à micro-ondes modernes.

Par rapport aux fours conventionnels, dans un four à micro-ondes, les aliments sont chauffés non seulement en surface, mais également dans le volume du produit, car l'onde électromagnétique pénètre dans le corps chauffé à une profondeur de 1,5 à 2,5 cm, ce qui accélère le chauffage, donne une augmentation moyenne de la température des aliments égale à 0,4°C par seconde.

Pour obtenir un rayonnement micro-ondes avec une certaine longueur d'onde, un magnétron avec des paramètres de conception spécialement calculés est utilisé dans un four à micro-ondes.Le rayonnement généré par le magnétron est transmis à travers un guide d'ondes et concentré dans une chambre dans laquelle une plaque chauffée est placée.

La chambre est fermée par une porte métallique qui empêche la propagation des ondes micro-ondes au-delà de ses limites. Le magnétron est alimenté traditionnellement de l'enroulement secondaire d'un transformateur haute tension (MOT) avec une tension de sortie de 2000 volts, qui est augmentée par un circuit de doublage (composé d'un condensateur et d'une diode). Le chauffage de la cathode du magnétron est assuré par un enroulement secondaire spécial avec une tension de 4 volts provenant du même transformateur.

La méthode classique de réglage automatique des caractéristiques thermiques d'un four à micro-ondes est la même que celle utilisée dans les fers à repasser et les radiateurs domestiques : le magnétron est périodiquement allumé et éteint de sorte que la puissance thermique moyenne délivrée à la chambre sous forme d'ondes électromagnétiques soit égal à celui défini par l'utilisateur.

Aspects de sécurité des fours à micro-ondes

Selon les données scientifiques, l'effet direct des ondes micro-ondes sur le corps humain génère un effet de chaleur notable, et en cas d'exposition prolongée (ou forte), il peut entraîner une surchauffe locale et provoquer de graves brûlures.

Ainsi, à une densité de puissance micro-onde d'environ 35 mW/cm 2 , on ressent un échauffement. Une exposition prolongée à des densités de puissance supérieures à 100 mW/cm2 provoque des cataractes et peut entraîner une stérilité temporaire.

Un niveau de densité de micro-ondes de 10 mW/cm2 est considéré comme sûr. Appliqué directement aux fours à micro-ondes, selon la norme européenne, à une distance de 5 cm du four à micro-ondes, le niveau de densité de puissance maximal ne doit pas dépasser 1 mW / cm carré, et à une distance de 50 cm du four, il doit ne pas dépasser 0,01 mW / cm². Ce sont précisément ces normes auxquelles répondent les fours à micro-ondes modernes lors de leur production.

Soit dit en passant, la porte ouverte du four bloque toujours son activation, c'est-à-dire que le four à micro-ondes ne doit jamais fonctionner avec la porte ouverte.

Passons maintenant à l'effet des ondes micro-ondes sur les substances électriquement conductrices (en particulier les métaux). L'onde, bien sûr, ne pénètre pas dans les objets métalliques, mais elle est capable d'induire des courants induits dans le métal, y compris courants de Foucault, qui à leur tour chauffent fortement le métal.

Pour cette raison, vous ne pourrez pas chauffer efficacement des aliments dans un récipient en métal à l'aide d'un four à micro-ondes. Que dire des plats avec des motifs métalliques et des bords facilement détruits par les ondes micro-ondes (provenant des courants de Foucault induits) qui gâchent tout simplement la vaisselle.