Sur quel phénomène repose l’action d’un four à micro-ondes ? Four micro-onde

Vishniakov Vassili Nikolaïevitch 1360

Le four à micro-ondes a depuis longtemps pris sa place dans la cuisine d'un appartement ou d'une maison privée, dans la salle de repos d'un bureau moderne et derrière le bar des petits cafés. La facilité d'utilisation crée une impression trompeuse de simplicité de conception, et peu de gens pensent aux principes de fonctionnement d'un appareil électroménager aussi familier.

Prix ​​dans les boutiques en ligne :

produits blancs.ru 40 500 roubles

Technologie d'entreprise 27 500 roubles

restoran-service.ru 8 975 roubles

Un peu de physique

Depuis des temps immémoriaux, l'éther a été imprégné de dizaines de types de rayonnements électromagnétiques. La lumière du soleil et des étoiles, la chaleur du feu et la mystérieuse lumière ultraviolette qui donne à la peau une teinte bronze ou chocolat ne sont que des manifestations différentes d'un même processus physique.

Différentes longueurs d'onde ont des effets différents sur les sens humains ; l'existence de nombreuses d'entre elles ne peut être devinée que par des signes indirects. La lumière visible (longueur d'onde de 380 à 780 nm) provoque réactions chimiques dans les cellules de la rétine, formant une image du monde environnant. La chaleur réchauffante d'un feu (de 2,5 à 2000 microns) est invisible à l'œil, mais est absorbée par la surface de la peau, procurant une sensation de confort et de paix.

Les ondes de l'ordre du décimètre, avec des longueurs d'onde de 10 à 100 cm et des fréquences de 300 MHz à 3 GHz, sont mieux absorbées par les molécules d'eau polaires. Une fois dans la zone d'action du champ électromagnétique, les molécules H2O sont disposées en structures ordonnées situées le long des lignes de force. Le champ étant variable, les molécules se réorganisent constamment, entrent en collision les unes avec les autres et transmettent leurs vibrations à leurs « voisines ». Et qu’est-ce que l’échauffement a à voir là-dedans ? Et malgré le fait que la température de tout corps, homogène ou non, est directement proportionnelle à l'énergie cinétique de ses atomes et molécules. Plus les mouvements oscillatoires sont intenses, plus la température est élevée. Ce processus de conversion d'énergie vibrations électromagnétiques V l'énérgie thermique le corps physique est appelé « décalage dipolaire ».

Et comme la majeure partie de l'eau - jusqu'à 98 % de la masse - contient des matières organiques animales et végétales, les ondes décimétriques sont les plus adaptées au chauffage, et donc à la cuisson.

Prix ​​dans les boutiques en ligne :

Électrozon 6 042 roubles

restoran-service.ru 8 530 RUB

produits blancs.ru 99 900 roubles

Comment fonctionne un micro-ondes ?

Le cœur de toute la structure est l’émetteur d’ondes décimétriques ou magnétron. Il s’agit essentiellement d’un tube à vide puissant complété par une source de champ magnétique externe. Les électrons, se déplaçant de la cathode vers l'anode, sont déviés sous l'influence d'un champ magnétique externe constant, se déplaçant le long d'une orbite de plus en plus courbée. Les nuages ​​​​d'électrons ainsi formés présentent dans leur structure des défauts ou « trous de ver » dont l'apparition et la disparition s'accompagnent de la génération d'une onde électromagnétique. Magnétron domestique four micro-ondeémet une onde avec une fréquence de 2450 MHz. Cette fréquence est la plus complètement absorbée par les molécules H2O, ce qui a été établi expérimentalement.

Un transformateur haute tension est chargé de fournir de l'énergie au magnétron - un appareil capable de convertir le courant alternatif d'un réseau domestique standard en D.C. haute tension. Le rayonnement est émis vers la chambre de travail à travers le guide d'ondes magnétron - un trou dans la chambre de travail de la lampe, fermé par un matériau transparent pour une longueur d'onde donnée.

La chambre de travail du four à micro-ondes est en métal, équipée d'une porte métallisée hermétiquement fermée. En règle générale, il est également équipé d'une table tournante conçue pour chauffer uniformément les aliments.

Il existe également une unité de contrôle chargée de sélectionner la puissance et la durée de fonctionnement du magnétron. Le réglage de la puissance du four est intéressant. Le magnétron produit une quantité constante d’énergie par unité de temps. Le changement des caractéristiques de puissance est obtenu par un certain nombre d'allumages et d'extinctions de l'émetteur par minute. Cette méthode est appelée modulation de largeur d'impulsion. Selon le modèle, le four à micro-ondes peut être équipé d'un gril à quartz ou à éléments chauffants et d'un ventilateur soufflant pour mettre en œuvre le mode de cuisson par convection.

Prix ​​dans les boutiques en ligne :

produits blancs.ru 29 565 RUB

Technologie d'entreprise 127 700 RUB

Un peu d'histoire

Le brevet du premier magnétron a été délivré en 1924 au physicien tchèque A. Zacek. Peu de temps après, des modèles opérationnels furent créés en URSS et au Japon. Pendant longtemps, les magnétrons ont été utilisés comme sources d’ondes radio centimétriques pour les systèmes radar.

Le brevet du premier four à micro-ondes a été déposé par le physicien américain Percy Spencer. Alors qu'il travaillait au laboratoire pour améliorer le système radar, Spencer a oublié son sandwich sur le magnétron qui était allumé. Après un certain temps, son attention fut attirée par l'odeur appétissante du pain grillé, du fromage et du bacon.

En 1949, la production en série de fours à micro-ondes a commencé pour les commandes militaires. Le premier modèle était aussi grand qu'un homme, pesait 340 kilogrammes et coûtait jusqu'à 3 000 dollars. D'une puissance de 3 kW, il était utilisé exclusivement pour décongeler rapidement des aliments.

En URSS, les premiers fours à micro-ondes sont apparus au début des années 80 du XXe siècle. La production a été établie dans les usines ZIL et Yuzhmash. Plus tard, la production a été maîtrisée par Tambov Elektropribor et l'usine de construction de machines de Dneprovsky.

Prix ​​dans les boutiques en ligne :
9 154 RUB

Légendes et mythes associés au micro-ondes

Comme tout appareil électroménager répandu, le four à micro-ondes a gagné non seulement des partisans, mais aussi d'ardents opposants à toute « diabolique ». Dans leur bouche, un innocent morceau d'étain et une bobine de fils ont acquis des propriétés vraiment terribles dont le pauvre Percy Spencer n'avait aucune idée.

  • Un four à micro-ondes se transformera en bombe si vous placez un objet en fer à l'intérieur et appuyez sur le bouton d'alimentation. Ce n’est pas vrai, ce sont juste ces belles étincelles, mais absolument sûres, provoquées par les courants vagabonds de Foucault, qui courent dans la chambre de travail.
  • Si vous allumez le poêle avec la porte ouverte ou mal fermée, un puissant rayonnement micro-ondes détruira tous les appareils électroniques dans un rayon de plusieurs mètres. Ce n’est pas vrai, il n’est pas recommandé de cuire les téléphones portables au micro-ondes, et uniquement à cause de l’odeur difficile à éliminer du plastique brûlé.
  • Les œufs dans leur coquille ne doivent pas être bouillis au micro-ondes. Non tu peux. Certes, il est un peu difficile de laver ensuite la chambre de travail. La vapeur générée par l’ébullition du blanc et du jaune brisera la coquille et dispersera le contenu dans tout le four.

Et en conclusion

Nous espérons qu'après avoir lu ce document, le lecteur comprendra plus clairement principes physiques, qui sous-tend le fonctionnement d'un four à micro-ondes. Ce qui, à son tour, vous permettra de vous débarrasser des peurs et des phobies amusantes, mais tenaces, ordinaires et extrêmement utiles. appareil électroménager!

dire aux amis

Bonne journée à tous les lecteurs du blog. Parlons aujourd'hui d'un assistant indispensable dans la cuisine : un four à micro-ondes. Je suis sûr que cet appareil électrique aide de nombreuses femmes au foyer. Connaissez-vous toutes ses fonctions utiles ? Voyons si un four à micro-ondes peut être dangereux et comment l'appareil fonctionne. Quels types de modèles existe-t-il aujourd’hui ?

D'accord, mais cet appareil nous rend la vie beaucoup plus facile. Et sa facilité d'utilisation permet même aux enfants de l'utiliser. Le micro-ondes permet de gagner beaucoup de temps. Vous pouvez réchauffer un bol de soupe en quelques minutes. Et décongelez les aliments en 5 à 30 minutes. De nombreuses personnes utilisent l'appareil exclusivement pour le dégivrage et le chauffage. Mais en vain, vous pouvez y cuisiner des plats très savoureux. Et si l'appareil est à convection, même un four. Mais plus à ce sujet dans l'article « que peut-on cuisiner au micro-ondes».

Le principe de fonctionnement de l'appareil est assez simple. Le cœur de tout four à micro-ondes est le magnétron. La fréquence des micro-ondes à usage domestique est de 2 450 MHz. Puissance du magnétron appareils modernes 700 à 1 000 W. Pour éviter la surchauffe du magnétron, un ventilateur est souvent installé à côté. En plus de refroidir le magnétron, il fait circuler l'air à l'intérieur du four. Cela aide également les aliments à chauffer plus uniformément.

Les micro-ondes sont fournies au four via un guide d'ondes. C'est un canal avec des parois métalliques. Ce sont eux qui réfléchissent le rayonnement magnétique. Lorsqu’elles sont exposées aux micro-ondes, les molécules contenues dans les aliments commencent à se déplacer rapidement. Une friction apparaît entre eux, entraînant un dégagement de chaleur - rappelez-vous la physique.

C'est chaud et sert à réchauffer les aliments. La particularité des micro-ondes est qu'ils ne pénètrent pas à plus de 3 cm. En termes simples, le reste du produit est chauffé à partir de la couche superficielle. La chaleur pénètre davantage par conduction. Le produit est placé sur un plateau tournant. La rotation constante vise également à assurer une cuisson uniforme. J'ai trouvé pour vous une vidéo visuelle qui démontre le principe de fonctionnement d'un four à micro-ondes.

La porte du micro-ondes nous protège des micro-ondes. De plus, il offre de la visibilité. Il a une conception spéciale - il se compose de plaques de verre entre lesquelles se trouve un treillis métallique. Ce maillage reflète parfaitement les micro-ondes dans le four. Des petits trous permettent de surveiller la cuisson, mais ils ne laissent pas passer les micro-ondes.

Il y a un sceau spécial autour du périmètre de la porte. Cela nous protège également des micro-ondes. Si le sceau est endommagé, l'appareil ne peut pas être utilisé.

Étant donné que le métal reflète les micro-ondes, les plats fabriqués à partir de ce métal ne conviennent généralement pas à la cuisson au four. En général, j'ai également beaucoup appris sur les caractéristiques d'utilisation de divers ustensiles. J'ai décrit cela dans l'article "".

Qui a imaginé ce « miracle » ?

Après avoir démonté la structure du micro-ondes et son fonctionnement, faisons une petite excursion historique.

Les ménagères doivent cet appareil à l'ingénieur américain P. B. Spencer. C'est lui qui a breveté le four à micro-ondes en 1946. On pense que la découverte a eu lieu par hasard. Spencer fabriquait du matériel radar. Et un beau jour, alors que je menais une expérience avec un magnétron, j'ai fait fondre une barre de chocolat dans ma poche. C'est ainsi qu'a été découverte la propriété unique du magnétron : réchauffer les aliments.

Pour les femmes au foyer ordinaires en Europe, le four à micro-ondes n'est devenu disponible qu'en 1962. Ensuite, la société japonaise Sharp a commencé à produire des fours à micro-ondes domestiques pour réchauffer les aliments. En Union soviétique, il a été utilisé encore plus tard par les femmes au foyer ordinaires. Ce n'est qu'en 1978 que cet appareil a été rendu public. Cependant, tout le monde ne pouvait pas se le permettre. Les premiers fours à micro-ondes coûtent environ 350 roubles. Le salaire moyen n'était que de 200 roubles.

Peu à peu, les prix de ces produits ont diminué. La conception de l'appareil a été améliorée. Des microprocesseurs sont apparus permettant de sélectionner différents modes de cuisson. Le four a commencé à chauffer non seulement les aliments. Ou utilisez-le pour les décongeler, mais aussi pour les cuire. Lorsque les fours à micro-ondes ont commencé à être équipés de grills, cet appareil est devenu encore plus populaire. La dernière technologie est celle des fours à convection. Dans un tel micro-ondes, vous pouvez cuisiner les plats les plus complexes. Grâce à la convection, l'appareil devient un four à part entière.

Quels types de fours à micro-ondes existe-t-il ?

Parlons maintenant de différents types cet appareil. Cela vous aidera à faire votre choix si vous souhaitez vous acheter un micro-ondes. Classiquement, tous les appareils électriques de ce type peuvent être divisés en :

  • avec grill;
  • avec convection;
  • avec inverseur ;
  • avec répartition uniforme des micro-ondes;
  • mini-micro-ondes.

Examinons maintenant de plus près les caractéristiques de chaque type.

Micro-ondes avec grill

Ce four est équipé d'un élément chauffant. Il existe deux types de tels éléments : le PETN et le quartz. L'élément chauffant peut être installé à différents endroits. Il peut être sur le dessus, sur la paroi latérale, situé en angle, etc. Dix est fiable et a un faible coût.

L'élément chauffant en quartz ne peut être installé que dans une seule position. Il est placé en haut du four. Il est plus puissant qu’un élément chauffant, ne prend pas beaucoup de place et est facile à entretenir. Mais cela a aussi ses inconvénients. Un poêle avec cela coûte plus cher et il est moins fiable.

Un micro-ondes avec fonction grill permet de cuire des viandes à la croûte dorée. Préparez des barbecues et des sandwichs chauds.

Four à micro-ondes à convection

La présence de ce mode sera utile pour ceux qui aiment cuisiner. La convection dans un micro-ondes vous permet de cuisiner à l'air chaud. Il circule autour du plat. Grâce à cela, la cuisson est plus uniforme. Ceci est particulièrement important pour la pâtisserie. L'appareil dans ce cas fonctionne en mode micro-ondes et convection. Les aliments cuisent plus rapidement, les vitamines sont donc mieux conservées.

Micro-ondes avec inverseur

Dans un micro-ondes conventionnel, la puissance est régulée en allumant/éteignant périodiquement le rayonnement micro-ondes. En conséquence, les aliments deviennent souvent secs. Le contrôle de l'onduleur vous permet de réguler en douceur la puissance. L'onduleur intégré en est responsable. Cette exposition continue aux micro-ondes préserve la texture et toutes les substances bénéfiques des produits.

Les micro-ondes à onduleur fonctionnent presque comme des fours. Les aliments sont cuits naturellement, sans surchauffe. Ce type appareils ménagers est apparu récemment et est devenu très rapidement populaire.

Avec une distribution uniforme des micro-ondes

L'inconvénient des appareils électroménagers à micro-ondes est la répartition inégale des micro-ondes. En conséquence, les aliments peuvent être trop chauds dans une partie et tièdes dans une autre. Cela est dû à la concentration de micro-ondes dans une partie du plat. Pour éliminer cet inconvénient, les fabricants ont commencé à utiliser trois sources de rayonnement au lieu d'une.

De ce fait, les micro-ondes sont distribuées dans différentes directions. Ils se reflètent sur les parois du four et pénètrent dans le produit de tous les côtés. La technologie I-wave est très populaire aujourd'hui. Il assure la propagation des micro-ondes en spirale. La chaleur pénètre à la fois par les bords du plat et par le centre. Une attention particulière est également portée à la conception de la paroi intérieure du micro-ondes. Cela aide les micro-ondes à se refléter dans tout l’intérieur de l’appareil.

Mini-micro-ondes

Il s'agit généralement de fours solo, conçus pour décongeler et réchauffer des aliments. Vous ne pouvez y cuisiner que le plus plats simples. En général, ils ne sont pas destinés à cela. Le principal avantage d’un tel micro-poêle est sa taille. les petits micro-ondes n'ont même pas de plaque tournante.

Ce four économise de l'énergie et ne prend pas beaucoup de place dans la cuisine. Si vous envisagez uniquement d’y réchauffer ou de décongeler des aliments, c’est le meilleur choix.

Modèles intégrés de fours à micro-ondes

Séparément, je voudrais souligner les modèles intégrés. Il peut s'agir de micro-ondes à convection, à gril, à onduleur ou à micro-ondes uniformément réparties. Le principal avantage est le design. Vous pouvez choisir un modèle élégant ou simplement ergonomique. Il s'intègre parfaitement dans n'importe quelle cuisine et devient même son point fort.

Le plus souvent, les micro-ondes sont situés dans des armoires murales. C'est la rangée supérieure de meubles ci-dessus espace de travail. Même si un four à micro-ondes peut être installé en dessous, tout dépend des préférences personnelles. Il est très pratique de disposer les appareils intégrés en colonne, les uns au-dessus des autres. La plupart des modèles de poêles encastrables ont des dimensions d/l - 60 cm sur 35 cm. J'en ai parlé plus en détail dans l'article " micro-ondes encastrable».

Pour l’essentiel, cette technique est multifonctionnelle. Les modèles encastrables disposent de commandes tactiles, de plusieurs modes de cuisson et de puissance. Les portes de ces appareils peuvent s'ouvrir soit vers la gauche, soit vers la droite. C'est très pratique : vous pouvez choisir l'appareil pour un endroit précis de la cuisine. Pour que l'ouverture des portes ne gêne pas.

J'espère que mon avis vous aidera à décider d'acheter un nouvel assistant. Quant aux dommages, il existe de nombreuses informations contradictoires à ce sujet. Vous pouvez trouver des articles disant que les radiations provoquent le cancer, etc. Je vous demande de ne pas paniquer. Bien entendu, les micro-ondes peuvent avoir un effet sur notre corps. Il est donc préférable de ne pas se trouver à proximité du micro-ondes pendant la cuisson.

L'essentiel est que vous n'y séchiez pas votre chat bien-aimé... :) C'est un assistant indispensable lorsqu'il faut cuisiner rapidement. Un four à micro-ondes n’est qu’un ajout à la cuisinière et au four principaux. Mais très utile et nécessaire. Qu'en penses-tu?

Histoire des inventions.

L'invention du four à micro-ondes est une invention d'une manière complètement nouvelle cuisson.

Dans les années 30 du XXe siècle, simultanément différents pays des travaux ont été effectués pour obtenir des ondes radio puissantes four micro onde gamme. Ces ondes radio étaient principalement utilisées dans les radars. Tout à fait par hasard, en 1932, des employés d'un laboratoire aux États-Unis ont fait frire deux saucisses sans feu, en les plaçant à proximité d'un puissant générateur de micro-ondes.

En 1945, l'ingénieur américain Spencer a expérimenté un magnétron, un tube radio qui génère des ondes radio dans la gamme des micro-ondes. Spencer a pris plusieurs grains de maïs et les a placés près du magnétron. Après quelques minutes, les grains se sont révélés être du pop-corn. Il a fait la même chose avec un œuf cru.

Un œuf cru, laissé froid à l'extérieur, bout presque instantanément au milieu sous l'influence de ondes électromagnétiques.

En octobre 1945, l'entreprise dans laquelle Spencer travaillait reçut un brevet pour le four à micro-ondes et commença à produire des appareils appelés « fours radar » - de grandes armoires remplies de tubes radio, de transformateurs et de ventilateurs de refroidissement. L’espace où les aliments devaient être placés n’était pas plus grand qu’un four de cuisine ordinaire. Nous utilisions ces fours à micro-ondes pour décongeler des stocks alimentaires stratégiques.

En 1952, les Japonais ont acheté un brevet et ont commencé à produire des fours à micro-ondes pour la maison.

Et quinze ans plus tard, nos fours à micro-ondes domestiques font leur apparition dans les magasins.

Peu à peu, les fours à micro-ondes sont devenus combiné et étaient équipés grill, convecteur, « crisp » et autres fonctions supplémentaires, à l'aide duquel la cuisson a été simplifiée et le goût est égal à celui des plats préparés de manière traditionnelle.. Un micro-ondes peut cuire les aliments de cinq manières différentes : micro-ondes simples; rayonnement du gril; micro-ondes et grill en même temps ; griller par convection ; Micro-ondes à convection.

D'où viennent les micro-ondes ?

Les fours à micro-ondes domestiques utilisent des micro-ondes d'une fréquence de 2 450 MHz. Cette fréquence est fixée pour les fours à micro-ondes par des accords internationaux particuliers, afin de ne pas provoquer d'interférences fonctionnement de radars et autres appareils utilisant des micro-ondes.

La source de rayonnement est une haute tension appareil à vide - magnétron. Le filament magnétron doit être fourni haute tension- environ 3 à 4 kV. La tension d'alimentation secteur (220 V) n'est pas suffisante pour le magnétron et il est alimenté via un transformateur haute tension.

La puissance du magnétron est d'environ 700 à 850 W. Pour refroidir le magnétron, il y a un ventilateur à côté qui souffle continuellement de l'air dessus. Le ventilateur assure une convection forcée de l'air dans la cavité du four tout en le chauffant simultanément, ce qui favorise une cuisson uniforme des produits.

Les micro-ondes du magnétron pénètrent dans le four via un guide d'ondes - un canal avec des parois métalliques qui réfléchissent le rayonnement micro-ondes.

Conception complexe a une porte micro-ondes. Il doit offrir une visibilité (ce qui se passe à l’intérieur) et empêcher les micro-ondes de s’échapper à l’extérieur. Il s'agit d'une « tarte » multicouche composée d'assiettes en verre ou en plastique.

Entre les plaques, il doit y avoir un treillis de tôle perforée. Le métal réfléchit les micro-ondes dans la cavité du four et les petits trous de perforation (moins de 3 mm) ne laissent pas passer le rayonnement des micro-ondes. Un joint en matériau diélectrique est monté autour du périmètre de la porte.

Pour la cuisson au micro-ondes complètement inadapté ustensiles en métal. Four micro onde ne pas pénétrer métal, ils s'y reflètent. Cela peut causer décharge électrique (arc) et endommager le four. En plus, micro-ondes réfléchies peut passer à travers le verre portes, ce qui est dangereux pour la santé

Comment les micro-ondes réchauffent-ils les aliments ?

Pour réchauffer des aliments au micro-ondes, il doit être présent molécules dipolaires, c'est-à-dire ceux qui ont une charge électrique positive à une extrémité et négative à l'autre. Il existe de nombreuses molécules de ce type dans les aliments : ce sont des molécules de graisses, de sucres et d’eau. Dans un champ électrique, ils s’alignent strictement dans le sens des lignes de champ, « plus » dans un sens, « moins » dans l’autre. Dès que le champ change de direction dans la direction opposée, les molécules chiffre d'affairesà 180°. Le champ d'ondes dans lequel se trouvent ces molécules change de polarité 4 900 000 000 de fois par seconde !

Sous l’influence du rayonnement micro-ondes, les molécules tournent à une fréquence effrénée et se frottent les unes contre les autres. La chaleur dégagée au cours de ce processus provoque le réchauffement des aliments. Le chauffage des produits se produit en raison du chauffage de la couche superficielle par les micro-ondes et de la pénétration supplémentaire de la chaleur dans les profondeurs des aliments en raison de la conductivité thermique.

L'eau bout au micro-ondes pas comme dans une théière, où la chaleur est fournie à l'eau uniquement par le bas. Le chauffage par micro-ondes vient de tous les côtés. Au micro-ondes, l'eau atteindra la température d'ébullition, mais il n'y aura pas de bulles. Mais lorsque vous sortez le verre du four en le secouant en même temps, l'eau dans le verre commencera tardivement à bouillir et l'eau bouillante peut vous brûler les mains.

Si vous souhaitez porter de l'eau à ébullition dans un verre ou un autre récipient haut et étroit, assurez-vous d'y déposer une cuillère à café avant de placer le verre au four.

Que ne faut-il pas faire ?

Vous ne pouvez pas allumer un four vide, sans un seul objet susceptible d’absorber les micro-ondes. Sans rencontrer d'obstacles sur leur chemin, les micro-ondes seront réfléchies à plusieurs reprises par les parois intérieures de la cavité du four, et l'énergie de rayonnement concentrée peut désactiver le four. Au minimum, vous devez y mettre au moins un verre d'eau.

Les micro-ondes sont-ils dangereux ?

Les micro-ondes n'ont aucun effet radioactif sur les tissus biologiques ou les aliments.

La cuisson au micro-ondes nécessite très peu de matières grasses, donc les aliments cuits au micro-ondes plus sain et ne présente aucun danger pour l'homme.

La conception du four comprend des mesures strictes pour empêcher les rayonnements de s'échapper à l'extérieur. Bien que l'exposition directe aux micro-ondes puisse provoquer des brûlures, le risque de utilisation correcte micro-onde qui fonctionne complètement absent.

Les micro-ondes se désintègrent très rapidement dans l'atmosphère. Et déjà à une distance d'un demi-mètre du micro-ondes, le rayonnement devient 100 fois plus faible. Il suffit de s'éloigner du poêle à bout de bras, et on sent en toute sécurité.

Bon appétit à tous !

Revue "Science et Vie"

La partie principale de tout four à micro-ondes est le magnétron. Un magnétron est un tube à vide spécial qui crée un rayonnement micro-ondes. Le rayonnement micro-ondes est très d'une manière intéressante affecte l'eau ordinaire, qui est contenue dans n'importe quel aliment.

Lorsqu'elles sont irradiées par des ondes électromagnétiques d'une fréquence de 2,45 GHz, les molécules d'eau commencent à vibrer. À la suite de ces vibrations, des frottements se produisent. Oui, friction normale entre les molécules. La friction génère de la chaleur. Il réchauffe les aliments de l'intérieur. C'est ainsi que vous pouvez expliquer brièvement le principe de fonctionnement d'un four à micro-ondes.

Conception micro-ondes.

Structurellement, un four à micro-ondes se compose d'une chambre métallique dans laquelle les aliments sont cuits. La chambre est équipée d'une porte qui empêche les radiations de s'échapper. Pour chauffer les aliments uniformément, une table tournante est installée à l'intérieur de la chambre, qui est entraînée par une boîte de vitesses (moteur), appelée Moteur T.T. (Moteur du plateau tournant).

Le rayonnement micro-ondes est généré par un magnétron et introduit dans la chambre via un guide d'ondes rectangulaire. Un ventilateur est utilisé pour refroidir le magnétron pendant le fonctionnement. F.M. (Moteur de ventilateur), qui force l’air froid à travers le magnétron. Ensuite, l'air chauffé du magnétron est dirigé à travers le conduit d'air vers la chambre et est également utilisé pour réchauffer les aliments. Grâce à des trous spéciaux non rayonnants, une partie de l'air chauffé et de la vapeur d'eau est évacuée vers l'extérieur.

Certains modèles de fours à micro-ondes utilisent un dissecteur installé dans la partie supérieure de la chambre à micro-ondes pour créer un chauffage uniforme des aliments. Extérieurement, le dissecteur ressemble à un ventilateur, mais il est conçu pour créer un certain type d'onde micro-ondes dans la chambre afin que les aliments soient chauffés uniformément.

Schéma électrique d'un four à micro-ondes.

Jetons un coup d'oeil au simplifié schéma électrique micro-ondes ordinaire (cliquez pour agrandir).

Comme vous pouvez le constater, le circuit se compose d'une partie contrôle et d'une partie exécutive. En règle générale, la partie commande se compose d'un microcontrôleur, d'un écran, d'un bouton-poussoir ou d'un écran tactile, de relais électromagnétiques et d'un buzzer. Ce sont les « cerveaux » du micro-ondes. Dans le schéma, tout cela est représenté sur un tableau séparé avec l'inscription Tableau de circuit d'alimentation et de contrôle . Un petit transformateur abaisseur est utilisé pour alimenter la partie commande du micro-ondes. Dans le schéma, il est marqué comme L.V.Transformer (seul l'enroulement primaire est représenté).

Le microcontrôleur contrôle les relais électromagnétiques via des éléments tampons (transistors) : RELAIS1, RELAIS2, RELAIS3. Ils allument/éteignent les éléments d'actionnement du four à micro-ondes selon un algorithme de fonctionnement donné.

Les actionneurs et circuits sont un magnétron (Magnetron), un motoréducteur de table T.T.Motor (Turntable motor), un ventilateur de refroidissement F.M ( Moteur de ventilateur), élément chauffant du gril ( Chauffage du gril), lampe de rétroéclairage O.L ( Lampe de four).

On remarque particulièrement le circuit exécutif, qui est un générateur de rayonnement micro-onde.

Ce circuit commence par un transformateur haute tension ( Transformateur H.V. ). C'est le plus sain au micro-ondes. En fait, cela n'est pas surprenant, car grâce à lui, vous devez pomper la puissance de 1 500 à 2 000 W (1,5 à 2 kW) requise pour le magnétron. La puissance de sortie (utile) du magnétron est de 500 à 850 W.

Une tension alternative de 220 V est fournie à l'enroulement primaire du transformateur. Une tension alternative de filament de 3,15 V est retirée de l'un des enroulements secondaires. Il est relié à l'enroulement filamentaire du magnétron. L'enroulement filamentaire est nécessaire à la génération (émission) d'électrons. Il est à noter que le courant consommé par cet enroulement peut atteindre 10A.

Un autre enroulement secondaire du transformateur haute tension, ainsi qu'un circuit de doublement de tension sur le condensateur haute tension ( Condensateur H.V. ) et des diodes ( H.V. Diode ) crée une tension constante dans 4kV pour alimenter l'anode du magnétron. Le courant anodique est faible et s'élève à environ 300 mA (0,3 A).

En conséquence, les électrons émis par l’enroulement filamentaire commencent à se déplacer dans le vide.

La trajectoire spéciale des électrons à l’intérieur du magnétron crée un rayonnement micro-ondes, dont nous avons besoin pour réchauffer les aliments. Le rayonnement micro-ondes est éliminé du magnétron à l'aide d'une antenne et pénètre dans la chambre par une section d'un guide d'ondes rectangulaire.

Ce circuit simple mais très sophistiqué est une sorte de radiateur à micro-ondes. N'oubliez pas que la chambre du four à micro-ondes elle-même est un élément de ce radiateur à micro-ondes, puisqu'il s'agit en fait d'un résonateur dans lequel un rayonnement électromagnétique.

En plus de ces éléments, le circuit du four à micro-ondes comporte de nombreux éléments de protection (voir interrupteurs thermiques KSD et similaires). Par exemple, un interrupteur thermique contrôle la température du magnétron. Sa température de fonctionnement standard se situe entre 80 0 et 100 0 C. Cet interrupteur thermique est monté sur le magnétron. Par défaut, il n'est pas affiché dans le schéma simplifié.

D'autres interrupteurs thermiques de protection sont étiquetés sur le schéma comme COUPURE THERMIQUE DU FOUR(installé sur le conduit d'air), COUPURE THERMIQUE GRIL(contrôle la température du gril).

En cas d'urgence et que le magnétron surchauffe, l'interrupteur thermique ouvre le circuit et le magnétron cesse de fonctionner. Dans ce cas, l'interrupteur thermique est sélectionné avec une petite marge - pour une température d'arrêt de 120 à 145 0 C.

Les éléments très importants du four à micro-ondes sont les trois interrupteurs intégrés à l'extrémité droite de la chambre du four à micro-ondes. Lorsque la porte d'entrée est fermée, deux interrupteurs ferment leurs contacts ( INTERRUPTEUR PRIMAIRE- interrupteur principal, INTERRUPTEUR SECONDAIRE- interrupteur secondaire). Troisième - COMMUTATEUR DE SURVEILLANCE(interrupteur de commande) - ouvre ses contacts lorsque la porte est fermée.

Un dysfonctionnement d'au moins un de ces interrupteurs entraînera le dysfonctionnement du micro-ondes et le déclenchement du fusible (Fuse).

Pour réduire les interférences qui pénètrent dans le réseau électrique lorsque le four à micro-ondes est en marche, il existe un filtre contre les surtensions - FILTRE À BRUIT.

Éléments micro-ondes supplémentaires.

En plus des éléments de conception de base, le micro-ondes peut être équipé d'un grill et d'un convecteur. Le grill peut être réalisé sous la forme élément chauffant(TEN) ou lampes à quartz infrarouges.Ces éléments micro-ondes sont très fiables et tombent rarement en panne.

Éléments chauffants du gril : métallo-céramique (à gauche) et infrarouge (à droite).

Le radiateur infrarouge se compose de 2 lampes à quartz infrarouge connectées en série à 115 V (500 - 600 W).

Contrairement au chauffage par micro-ondes, qui se produit de l'intérieur, un gril crée Radiation thermique, qui réchauffe les aliments de l'extérieur vers l'intérieur. Le gril chauffe les aliments plus lentement, mais sans lui, vous ne pouvez pas cuire de poulet croustillant.

Un convecteur n'est rien de plus qu'un ventilateur à l'intérieur de la chambre, qui fonctionne en tandem avec un radiateur (élément chauffant). La rotation du ventilateur assure la circulation de l'air chaud dans la chambre, ce qui contribue à un chauffage uniforme des aliments.

À propos de la diode fusible, du condensateur haute tension et de la diode.

Les éléments du circuit de puissance du magnétron ont des propriétés intéressantes dont il faut tenir compte lors de la réparation d'un four à micro-ondes.

Pour ceux qui souhaitent comprendre plus en détail la structure des fours à micro-ondes, une archive contenant des instructions d'entretien pour les fours à micro-ondes (Daewoo, SANYO, Samsung, LG) a été préparée. Les instructions fournissent schémas de circuits, schémas de démontage, recommandations de contrôle des éléments, liste des composants.

Un four à micro-ondes est l'un des appareils indispensables dans la cuisine, sans lequel les ménagères d'aujourd'hui ont du mal. Tout le monde sait parfaitement comment l'utiliser : placez le plat, appuyez sur 1-2 boutons et attendez 2-3 minutes, après quoi il ne reste plus qu'à sortir les aliments déjà réchauffés. Cependant, peu de gens comprennent le principe de fonctionnement d’un micro-ondes, c’est-à-dire comment fonctionnent ses principaux éléments. Essayons de comprendre ce problème.

Comment fonctionne un four à micro-ondes ?

Tous les fours à micro-ondes fonctionnent selon le même principe, et l'élément principal est le magnétron - appareil spécial, capable d'émettre des ondes courtes avec une fréquence de 2450 MHz. Dans les appareils modernes, sa puissance est de 700 à 1 000 W. A noter que pendant le fonctionnement, il fait très chaud, c'est pourquoi un ventilateur est installé à proximité, qui remplit plusieurs fonctions à la fois : d'une part, il évacue la chaleur du magnétron, et d'autre part, il assure la circulation de l'air dans la chambre du four à micro-ondes. Cela garantit à son tour un chauffage uniforme des aliments.

En fait, tout le principe de fonctionnement d'un micro-ondes repose sur ceci : le magnétron délivre des ondes courtes à haute fréquence, qui affectent les aliments et les réchauffent. Bien entendu, une telle explication est primitive, mais elle permet aussi de comprendre l'essence du processus.

Explication plus détaillée

Les micro-ondes émises par le magnétron pénètrent dans la chambre du four à travers un guide d'ondes spécial - un canal avec des parois métalliques qui réfléchissent le rayonnement magnétique. Une fois que ces ondes pénètrent dans la chambre, elles affectent la nourriture, ou plus précisément les molécules d’eau contenues dans tout produit alimentaire. En conséquence, les dipôles (molécules) sous l'influence des micro-ondes commencent à se déplacer rapidement et à se frotter les uns contre les autres, ce qui contribue à la libération d'énergie thermique. C'est ainsi que les aliments sont chauffés.

La particularité des micro-ondes est qu’elles peuvent pénétrer jusqu’à 3 centimètres de profondeur. Le volume restant du produit est chauffé à partir de la couche supérieure. Ce principe de fonctionnement du magnétron dans un micro-ondes explique pourquoi, après chauffage, les aliments peuvent être chauds dessus et en même temps froids à l'intérieur. La chaleur pénètre plus profondément grâce à la conductivité thermique naturelle.

Si vous avez déjà utilisé un appareil similaire, vous ne pourrez pas vous empêcher de remarquer qu'il tourne pendant le processus de chauffage. Ceci est nécessaire pour garantir que les micro-ondes atteignent toutes les zones des aliments chauffés.

Protection micro-ondes

Compte tenu du principe de fonctionnement d'un four à micro-ondes, il est logique de penser à ses effets nocifs sur la santé humaine. Bien entendu, les micro-ondes émises par un magnétron sont nocives pour l’homme. Cependant, après avoir ouvert la porte, le magnétron cesse de fonctionner, de sorte qu'une personne ne peut physiquement pas ressentir son influence. Et pour éviter qu’ils ne dépassent la chambre de chauffe, une protection particulière est prévue. Toutes ses parois sont en métal, qui réfléchit les ondes et ne peuvent pas quitter l'appareil. Quant à la porte vitrée (elle doit simplement être là pour que l'utilisateur puisse voir le processus de chauffage ou de cuisson), elle est recouverte d'un grillage spécial qui reflète les micro-ondes. Si cette grille est retirée, les vagues peuvent quitter l'espace de la chambre, ce qui peut réellement nuire à une personne. Il est inacceptable d'utiliser le four à micro-ondes si le joint de la porte ou son grillage est endommagé, par exemple.

À propos, étant donné que le métal reflète les micro-ondes, il est inacceptable d'utiliser des ustensiles en métal.

Conception de l'appareil

Tous les fours à micro-ondes fonctionnent de la même manière et ont donc la même composition de pièces. On distingue notamment les éléments structurels suivants :

  1. Le magnétron est l'unité principale qui est la source des micro-ondes.
  2. Une salle avec un podium rotatif et des parois métalliques réfléchissant les ondes radio.
  3. Transformateur pour augmenter la tension.
  4. Porte avec grillage de protection et verre transparent.
  5. Circuit de communication et de contrôle.
  6. Guide d'ondes.
  7. Ventilateur pour refroidir le magnétron.

Tous ces éléments participent d'une manière ou d'une autre au fonctionnement du four.

Fonctionnement du magnétron

Comme déjà mentionné, le magnétron est le cœur du four à micro-ondes. Il s'agit d'une diode électrique à vide constituée d'une grande anode cylindrique. L'anode elle-même est en cuivre, elle regroupe 10 secteurs de la paroi en cuivre.

Au centre de l'appareil se trouve une cathode en tige, à l'intérieur du canal de laquelle se trouve un filament. Il est conçu pour émettre des électrons. Pour que l’appareil génère des micro-ondes, un champ magnétique doit être créé dans la cavité. Pour cela, des aimants annulaires de haute puissance sont utilisés - ils sont situés aux extrémités de la pièce. Et pour créer une émission, une tension de quatre mille volts est appliquée à l'anode. Pour atteindre cette tension, un transformateur au micro-ondes entre en jeu. Le principe de fonctionnement de tout modèle présuppose sa présence.

Il y a également des boucles de fil à l'intérieur de l'appareil qui se connectent à la cathode, qui est connectée à l'antenne rayonnante. C'est à partir de cet élément que les micro-ondes entrent directement dans le guide d'ondes lui-même, d'où elles sortent et entrent dans la chambre avec les aliments.

Contrôle de puissance

Si moins de puissance est nécessaire pour cuire les aliments, le magnétron peut être allumé ou éteint. En science, cette technologie est appelée modulation de largeur d’impulsion.

Pour qu'un appareil de 400 W en produise la moitié en 20 secondes, il est activé pendant 10 secondes, après quoi l'alimentation est coupée pendant les mêmes 10 secondes. Bien entendu, tout cela se déroule de manière entièrement automatisée.

Refroidissement magnétron

Notez que pendant le fonctionnement, l'appareil génère une grande quantité de chaleur et doit donc être refroidi. Pour ce faire, l'appareil lui-même est installé dans un radiateur à plaques et un refroidisseur est placé à côté. Il souffle sur le radiateur et évacue la chaleur du magnétron. Si le ventilateur ne fonctionne pas, l'appareil peut simplement surchauffer pendant le fonctionnement et tomber en panne. Mais pour éviter que cela ne se produise, il est en outre équipé d'un fusible thermique spécial - un dispositif de protection.

Objectif du fusible

Pour éviter la surchauffe du gril et du magnétron, certains modèles installent des fusibles thermiques spéciaux (relais thermiques). Ils peuvent être différents. Plus précisément, la principale différence réside dans la quantité de chaleur qu’ils sont capables de supporter.

Cet appareil est assez simple au niveau de son fonctionnement. Il est fabriqué en alliage d'aluminium et est fixé à l'aide d'un raccord à bride, garantissant un contact fiable avec la zone où la température est mesurée. Une plaque bimétallique est installée à l'intérieur du boîtier, qui peut résister à une certaine température. Et si la valeur de la température dépasse une certaine limite, alors la plaque se comprime et active le poussoir, ce qui ouvre le circuit du groupe de contacts. L'alimentation électrique de l'unité s'arrête alors, le magnétron s'éteint et se refroidit progressivement, la plaque revient à sa position initiale au fur et à mesure que le magnétron refroidit. Après un certain temps, les contacts se referment.

C'est le principe simple de fonctionnement d'un four à micro-ondes, notamment le fusible de surchauffe. Notez que dans les modèles bon marché, cet élément peut être absent, car il est totalement inutile au fonctionnement normal de l'appareil. Il ne s'agit que d'un élément de protection qui augmente la fiabilité et la durée de vie du four, rien de plus.

Le rôle du refroidisseur

Lorsqu'on parle du fonctionnement d'un four à micro-ondes, le principe de fonctionnement doit être expliqué en tenant compte de tous les éléments structurels qui peuvent y être utilisés. Cooler en fait partie. Bien entendu, il s’agit d’un élément important du système, sans lequel le dispositif et le fonctionnement du micro-ondes ne seraient pas complets.

Ses missions :

  1. Refroidissement magnétron. C'est la tâche la plus importante, sans laquelle le magnétron grillerait dès le premier jour d'utilisation du four.
  2. Refroidir d'autres composants qui génèrent de la chaleur pendant le fonctionnement. Nous parlons notamment de microcircuits.
  3. Dans les modèles avec grill, le refroidisseur refroidit le thermostat.
  4. Créer une surpression dans la chambre où se trouvent les aliments. De ce fait, les vapeurs et l'air sont évacués par les conduits de ventilation.

Le plus souvent, un seul ventilateur suffit pour assurer toutes ces fonctions. En raison de la présence de trous de conduit d'air dans la chambre, l'air lui-même est réparti uniformément.

Appareil photo

En principe, la physique du fonctionnement d'un micro-ondes n'est pas compliquée, car on sait depuis l'école que les forts rayonnements électromagnétiques sont dangereux pour l'homme. C'est ce qui vient du magnétron et pénètre dans la chambre avec la nourriture, cet appareil nécessite donc un solide système de protection à plusieurs niveaux.

L'ensemble de la chambre de travail à l'intérieur est recouvert d'émail qui bloque le rayonnement électromagnétique. Il y a un boîtier métallique sur le dessus qui empêche les ondes de pénétrer dans la pièce. Et pour protéger la porte vitrée, un treillis en acier à petites cellules est fourni - il bloque les rayonnements d'une fréquence allant jusqu'à 2450 Hz et d'une longueur d'onde allant jusqu'à 12 cm.

Notez que la porte est la plus faiblesse, à travers lequel les micro-ondes peuvent s'échapper, il doit donc s'adapter aussi étroitement que possible au boîtier et ne présenter aucun espace. S'il y a un écart, le fonctionnement de l'appareil est interdit. Dans ce cas, il est nécessaire d'ajuster les charnières de la porte et de la remettre dans sa position d'origine.

De plus, l'algorithme de fonctionnement du micro-ondes prévoit l'utilisation d'un dispositif de protection spécial pour empêcher son allumage lorsque la porte est ouverte. Un tel système peut être mis en œuvre de différentes manières, le plus souvent des micro-interrupteurs sont utilisés pour contrôler la position de la porte. Ces interrupteurs peuvent éteindre le magnétron et transmettre des informations sur la position de la porte à l'unité de commande.

Panneau de contrôle

Il est disponible sur n'importe quel modèle. Dans les appareils plus anciens, le panneau de commande n'est représenté que par deux (voire un) interrupteurs mécaniques. L'un règle le mode de fonctionnement (chauffage, dégivrage, etc.), l'autre règle l'heure. Le schéma est primitif, mais efficace et simple.

Cependant, les modèles modernes sont équipés d'un grand écran tactile. De tels panneaux de commande offrent à l'utilisateur de grandes fonctionnalités et même la possibilité de programmer le mode. Par exemple, vous pouvez définir une heure de début spécifique pour chauffer les aliments, la durée du processus, vous pouvez même spécifier les aliments ou les plats qui seront chauffés. Et bien qu’il semble que ces appareils soient plus avancés, il existe peu de différences techniques. Le panneau de commande électronique ne modifie pas le fonctionnement du micro-ondes.

Bloc de contrôle

Il existe un dispositif de commande dans chaque appareil (pas seulement dans les fours à micro-ondes), où à un moment donné telle ou telle action doit être effectuée. Grâce à lui, diverses fonctions sont assurées. L'appareil peut notamment l'utiliser pour maintenir une température donnée, allumer ou éteindre le four après une opération donnée.

Dans les fours à micro-ondes plus anciens, cet appareil se présente sous la forme de deux interrupteurs électromécaniques - ils sont responsables des fonctions décrites ci-dessus et jouent rôle important dans la structure générale du micro-ondes. Bien entendu, au fil du temps, l’électronique a évolué, aboutissant à des unités de commande entièrement électroniques. De nos jours, les fours à micro-ondes (et pas seulement) utilisent des microprocesseurs et des programmes spéciaux, selon lesquels l'appareil peut remplir l'une ou l'autre fonction :

  1. Horloge intégrée.
  2. Décongeler des aliments.
  3. Signal sonore lorsque la décongélation, la cuisson ou le chauffage des aliments est terminé.

Conclusion

Vous comprenez désormais mieux le fonctionnement d’un micro-ondes. Principe d'opération de cet appareil relativement simple. Elle repose sur les lois élémentaires de la physique.

Consolidons ce que nous avons appris : le magnétron (élément principal d'un four à micro-ondes) émet des ondes radio très courtes et à haute fréquence. Ils affectent les molécules d’eau, les obligeant à se déplacer activement. Ce processus s'accompagne d'un dégagement de chaleur. Étant donné que les ondes pénètrent peu profondément dans les aliments, seule la surface des aliments est chauffée, puis, en raison de la conductivité thermique naturelle, la chaleur se déplace plus profondément.

C'est le principe de base de fonctionnement d'un four à micro-ondes. Nous avons également passé en revue l'appareil et les principaux éléments dans cet article. Tous sont classiques et sont utilisés dans absolument tous les modèles de tous les fabricants. Pour le moment, le schéma de fonctionnement décrit ci-dessus est le seul, bien que différents fabricants puissent utiliser des modules qui diffèrent par certains paramètres. Par exemple, un modèle peut utiliser un magnétron plus puissant, qui peut chauffer les aliments beaucoup plus rapidement. Dans d'autres modèles compacts, cet élément peut avoir une faible puissance, ce qui vous permet de créer un petit appareil. Il existe des centaines de différences similaires, mais le principe de fonctionnement ne change pas du tout. Bien entendu, un magnétron plus puissant détermine la durée pendant laquelle le micro-ondes fonctionne pour chauffer des aliments du même volume. Par conséquent, si vous n’aimez pas attendre, il est préférable de choisir un modèle plus puissant.

C'est tout. Nous avons complètement démonté la structure de cet appareil électroménager et répondu à la plupart des questions qui s'y rapportent.