Кто изобрел микроволновку. Микроволновая печь: когда на самом деле ее придумали советские учёные. Отрывок, характеризующий Микроволновая печь

История микроволновой печи – одного из лучших американских изобретений.

Многие предметы быта и обихода воспринимаются человеком как само собой разумеющееся. Принято считать, что они помогали людям всегда и мало кто задумывается об истинной истории той или иной вещи. Это в полной мере относится к микроволновой печи, которую можно сегодня встретить едва ли не в каждой квартире, заведении общественного питания и в любом месте, где присутствует процесс приготовления пищи. Она настолько плотно вошла в нашу жизнь, что почти никто из людей не знает истинную историю изобретения этой бытовой техники, а между тем с ней связана очень интересная «легенда».
1945 год. Конец войны с фашистской Германией. Сотрудник фирмы Raytheon, специализировавшейся на выпуске техники для нужд армии, Перси Спенсер производил испытания созданного им излучателя сверхвысокочастотных волн для военного радара. Увлекшийся работой инженер решил перекусить и, опустив руку в карман за шоколадным батончиком, лежавшим там, с удивлением обнаружил, что он расплавился. Вывод напрашивался один – батончик расплавился под действием сверхвысокочастотных волн. Помещенные под излучение зерна кукурузы почти сразу стали попкорном, а куриное яйцо так вообще взорвалось. Так и была изобретена микроволновая печь. Но это всего лишь легенда, а истинная история изобретения микроволновки совершенно другая.
Руководство компании Raytheon прекрасно понимало, что после окончания войны фирма, выпускавшая военную технику, может быстро разориться. Поэтому оно приняло решение о переориентации своей основной деятельности и начале выпуска товаров гражданского потребления.
Идею производства микроволновых печей предложил инженер Перси Спенсер, занимавшийся исследованием сверхвысокочастотных волн. Мысль руководству компании пришлась по вкусу, и осенью 1945 года Спенсер получил патент на изобретение для разогревания и приготовления пищи при помощи микроволн.
Первый микроволновые печи работали в тестовом режиме в одном из ресторанов в Бостоне. Они выглядели как огромные машины, достигая в высоту почти 2 метра, и имели вес около 1,5 тонн. Стоимость их также была высока и доходила до 1000 долларов. К 1949 году стартовало серийное производство микроволновых печей для применения их в домашних условиях.
Далее за развитие новой бытовой техники взялась японская компания Sharp. Осенью 1962 года вышла первая серия новых микроволновок. Основной проблемой излучения микроволновых волн стала их малая длина, не позволяющая равномерно прогревать продукты. Решение оказалось очень простым, и с 1966 года Sharp разработала и внедрила вращающуюся тарелку, куда выкладывалась пища для разогрева.
В 70-х годах прошлого столетия микроволновки стали пользоваться большой популярностью. Однако это не помешало распространению различных мифов об их вреде для организма человека. Люди боялись «вредного» воздействия микроволн, считая их радиоактивными и способными вызвать различные заболевания. Но опасения не подтвердились и микроволновые печи стали прочно входить в жизнь каждой семьи. Уже в 1979 году микроволновки стали оснащаться микропроцессорной системой управления. А развитие Интернета привело к тому, что в 1999 году на рынок поступила первая микроволновая печь с выходом в мировую паутину.
Сегодня микроволновая печь представляет собой бытовой прибор, в состав которого входят магнетрон, трансформатор и волновод. Магнетрон питается от трансформатора и генерирует волны высокой частоты, которые от него направляются в волновод и, проходя через фильтр из слюды, попадают непосредственно в камеру, где и происходит разогревание пищи. Для охлаждения постоянно нагревающегося магнетрона используется воздушный вентилятор.

Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:

• металлическая , с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется высокочастотное излучение, например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;
• трансформатор - источник высоковольтного питания магнетрона;
• цепи управления и коммутации;
• непосредственно СВЧ-излучатель - магнетрон ;
• волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
• вспомогательные элементы:
  • вращающийся столик - необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
  • схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
  • вентилятор , охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

Разновидности

По типу конструкции микроволновые печи подразделяются на:

• соло - только СВЧ излучение; без гриля и конвекции.
• с грилем - содержит встроенный кварцевый или тэновый гриль.
• с конвекцией - специальный вентилятор нагнетает в камеру горячий воздух, тем самым обеспечивая более равномерное пропекание, аналогично духовке .

По типу управления микроволновые печи делятся на:

• механические - используются механические регуляторы времени и мощности.
• кнопочные - пульт управления состоит из набора кнопок.
• сенсорные - используются кнопки сенсорного типа.

История

Меры предосторожности при эксплуатации

Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде.

Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») - даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами , что может разрушить посуду в области металлического напыления.

Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца - из-за сильного испарения воды внутри них создаётся высокое давление и, вследствие этого, они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой (либо перед разогревом проткнуть каждую сосиску вилкой).

Запрещено включать пустую микроволновку. Необходимо как минимум поставить в неё стакан воды .

Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность - вода способна к перегреванию , то есть, к нагреванию выше температуры кипения . Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только к дистиллированной воде , но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных частиц. Чем более гладкой и однородной является внутренняя поверхность сосуда с водой, тем выше риск. Если у сосуда узкое горлышко, то велика вероятность, что в момент начала кипения перегретая вода выльется и обожжёт руки.

Вопросы безопасности

Электромагнитная безопасность

Есть многочисленные данные в пользу опасности от микроволновых печей для электронных приборов. Микроволновое излучение при работе печи(в случае неисправности или негерметичности камеры), выходя наружу, может создавать помехи в работе полупроводниковых микросхем(приводя к их неправильной работе) и даже выводить их из строя. Известны даже случаи когда с помощью микроволновок сбивали с курса баллистические ракеты, направляя на них работающую микроволновку с открытой дверцей. [ ]

Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы

Допустимые уровни ЭМП диапазона частот 30 кГц - 300 ГГц для населения (на селитебной территории, в местах массового отдыха, внутри жилых помещений) 10 мкВт/см².

Каждый добросовестный историк, кто интересовался развитием технического прогресса, прекрасно знает, что теория использования микроволн для нагрева продуктов питания появилась еще в середине 1920-х годов. Тем не менее, патент на микроволновую печь для размораживания и разогрева пищи первым получил американец из штата Массачусетс Перси Спенсер 8 октября 1945 года. Именно эта дата считается днем рождения микроволновой печи. По распространенной легенде, идея данного полезного изобретения пришла ученому в голову в тот момент, когда у него в кармане неожиданно расплавилась плитка шоколада. Удивленный Спенсер, принялся искать причину неприятного ЧП и вскоре догадался, что поводом для столь некорректного поведения шоколадного батончика оказался магнетрон, около которого он стоял. Как известно именно это устройство генерирует микроволновое электромагнитное излучение. Достойная легенда, для полезного в домашнем хозяйстве изобретения, которое достаточно быстро освоили столовые для военных и крупные рестораны. При этом необходимо отметить, что первые микроволновые печи были крупногабаритными и тяжелыми. При высоте около двух метров их вес достигал порядка 340 кг. Те СВЧ-печи, к которым мы привыкли стали появляться на Западе лишь в 1960-х годах, а в СССР со второй половины 1970-х. Тем не менее, современная историография появления первых микроволновых печей не достоверна. На самом деле их изобрели в СССР накануне начала Великой Отечественной войны.

Устройство

Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:

• металлическая , с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется высокочастотное излучение, например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;
• трансформатор - источник высоковольтного питания магнетрона;
• цепи управления и коммутации;
• непосредственно СВЧ-излучатель - магнетрон ;
• волновод для передачи излучения от магнетрона к камере;
• вспомогательные элементы:
  • вращающийся столик - необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
  • схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства;
  • вентилятор , охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

Разновидности

• с конвекцией (означает, что МВП может обдувать продукт горячим воздухом таким же образом, как обычная духовка).

Принцип работы

Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы . Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется дипольным моментом . А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг - это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.

Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже. У льда замороженные молекулы воды удерживаются в кристаллической решётке , требуют для дипольного сдвига более низкой частоты (килогерцы вместо гигагерц, например, для удаления льда с линий электропередачи используется частота 33 кГц), и частота излучения, используемая в микроволновой печи, оказывается не оптимальной.

Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом деле микроволны идут снаружи внутрь, задерживаются в наружных слоях пищи, потому разогрев равномерно влажного продукта происходит приблизительно так же, как и в духовой печи (чтобы убедиться в этом - достаточно подогреть варёный картофель «в мундире», где тонкая кожура достаточно защищает продукт от высыхания). Неверное представление вызвано тем, что микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы, которые обычно бывают на поверхности продуктов, и поэтому их нагревание в некоторых случаях начинается глубже, нежели при других способах нагрева (хлебные изделия, к примеру, разогреваются именно «изнутри», и именно по этой причине - хлеб и булочки снаружи имеют подсохшую корочку, а большинство влаги сосредоточено внутри).

Мощность печи

Мощность СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 2500 Ватт и выше.
Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать уровень излучаемой мощности. Для этого нагреватель (магнетрон) периодически включается и выключается, согласно установке регулятора мощности (т. е. сам магнетрон имеет только два состояния - вкл./выкл., но чем больше длительность включённого состояния, по отношению к выключенному - тем больше излучённая мощность печи в единицу времени - метод т. н. широтно-импульсной модуляции). Эти периоды включения/выключения можно наблюдать во время работы печи непосредственно (слышать это в виде изменений шума, производимого работающей печью, а также - по изменению внешнего вида некоторых продуктов (надувания некоторых воздушных продуктов, в том числе - пакетов) и т. п.) во время включения и выключения магнетрона.

Меры предосторожности

Советская микроволновая печь «Днепрянка-1»

Вопросы безопасности

Электромагнитная безопасность

Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы

Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц - 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия. При воздействии излучения 8 и более часов предельно допустимый уровень (ПДУ) - 0,025 мВт/см², при воздействии 2 часа, ПДУ - 0,1 мВт/см², а при воздействии 10 минут и менее, ПДУ - 1 мВт/см².

Мифы о СВЧ-печах

В прессе встречаются утверждения, что микроволновые печи (со снятой дверцей) могут использоваться в военном деле для недорогой имитации радаров, с целью заставить противника истратить для их подавления дорогостоящие боеприпасы или ресурсы самолётов постановки помех. Обычно публикации ссылаются на опыт сербской армии в Косово .

См. также

Ссылки

• Вода и микроволны (англ.)

Примечания

Сегодня микроволновой печью пользуются во многих семьях, да и на работе удивить этим прибором кого-либо сложно. Он доступен по цене и не является роскошью, имеет небольшие габариты, удобен и прост в пользовании. Но так было не всегда. Предлагаем краткий исторический экскурс во времена создания микроволновки. Интересно ведь, что представляла собой микроволновка в своём первоначальном виде.

Кто придумал микроволновку

Согласия по данному вопросу нет и по сей день. Россия и США оспаривают авторство микроволновой печи, однако, патент принадлежит изобретателю из США.

Версии историков о том, кто изобрёл микроволновую печь

Одна из наиболее правдоподобных версий звучит так – американский инженер и изобретатель Перси Лебарон Спенсер однажды, в ходе экспериментальных работ с магнетроном, обнаружил, что шоколадка, находившаяся в его кармане, в ходе работ расплавилась. Есть также версия, что он положил бутерброд на магнетрон, а затем обнаружил нагрев пищи в процессе работы устройства. Вероятно, что в ходе экспериментов он получил ожог, но, когда получал патент на изобретение СВЧ-печи, решил об этом умолчать, дабы не портить имидж своему детищу.

Другая версия, изложенная в газете «Труд» за 17.05.2011, гласит, что ещё 13 июня 1941 года на страницах этой же газеты описывалось устройство, использующее сверхвысокочастотные токи для того, чтобы обрабатывать мясопродукты. Разработка якобы велась в лаборатории магнитных волн Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности.

Также существуют версии о немецких разработках времён Третьего рейха , попавшие в руки учёных из СССР и США. Но они так и не получили подтверждения.

Патент на изобретение микроволновки

Выдача патента на прототип микроволновой печи состоялась в 1946 году. Она носила название «Radarange», первый выпуск её датирован 1947 годом, использовалась, чтобы быстро производить разморозку пищевых продуктов. Применялась она только военнослужащими в столовых и госпиталях.

Интересно знать!

Первая микроволновка по высоте составляла около 180 см, весила примерно 340 кг. Потребляемая мощность вдвое превышала современные аналоги и потребляла 3 кВт, стоимость её была довольно большая — 3 тыс. долларов.

Серийное производство вышеописанной модели началось с 1949 года. Первая бытовая микроволновка для широких масс населения была создана фирмой «Tappan Company» в 1955 году. Серийное производство бытовых микроволновок датируется 1962 годом, его наладила компания «Sharp», Япония. Новинка была встречена с недоверием, и особой популярности не получила.

В Советском Союзе начало серийного производства микроволновых печей датируется началом 80-х. годов прошлого столетия . Выпуском их занимались ЗИЛ, ЮжМаш, завод «Электроприбор» (Тамбов), Днепровский машиностроительный завод имени В. И. Ленина.

Кто изобрёл микроволновку: СССР или Америка?

Как уже было написано выше, точно установить авторство изобретения не представляется возможным. Дело в том, что в 1941 году Советский Союз был втянут в тяжёлую и кровопролитную в истории войну, и всем стало просто не до изобретения. Согласно существующим международным правилам, авторство признаётся за тем, кто получил патент. Следовательно, официальным автором микроволновой печи является Перси Лебарон Спенсер из США .

Микроволновка: со времён изобретения до наших дней

С момента создания первых моделей по сей день внешний вид микроволновой печи сильно изменился – она стала компактнее, удобнее в пользовании, появилась масса полезных функций:

• Визитная карточка любой микроволновки – вращающийся поднос, появился в 1962 году благодаря разработкам японской компании Sharp.
• Микропроцессор, управляющий работой микроволновки, начал впервые применяться с 1979 года.
• В конце 90-х. годов прошлого столетия появились модели, где управление прибором осуществляет встроенный микрокомпьютер, тогда же появились функции гриля и конвекции.

Компания Panasonic ввела ещё одну инновацию – инверторные микроволновые печи. В отличие от обычных моделей, где питание магнетрона происходит от трансформатора, в инверторных печах питание подаётся через инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный. В результате на подогреваемую пищу оказывается регулируемое, более мягкое воздействие, позволяющее прогревать её равномерно. Помимо этого, инвертор размерами меньше, нежели трансформатор, что также позволяет уменьшить массу и габариты устройства, и без того ставшее компактным по сравнению с первыми прототипами, весившими более трехсот килограмм и по размерам не уступавшими большому холодильнику.

На заметку! Первые модели микроволновых печей весили около 300 кг.

Современные печи, в отличие от начальных, оснащены таймером, позволяющим в нужный момент автоматически отключить устройство. Таким образом, за микроволновкой не надо следить как раньше, она сама отключится по прошествии определённого времени и подаст звуковой сигнал.

Одним словом, прогресс не стоит на месте, и множество компаний конкурируют друг с другом за рынок сбыта, предлагая покупателю всё новые и новые модели с различными функциями. Несмотря на появление множества различных инноваций, принцип действия микроволновки с момента её изобретения не изменился . Она по-прежнему использует токи сверхвысокой частоты для разогрева, а также приготовления продуктов.