Объект назначения микроволновой печи

▍ Творческие поиски

• А как будет выглядеть экранированная камера под пищу — как коробка с крышкой или как выдвижной ящик?
• Какая лучше работает — прямоугольная или круглая?
• А как лучше вводить излучение в камеру — сверху или сбоку?
• А как сделать надёжный контакт в местах контакта крышки со стенками, чтобы излучение не уходило наружу — подпружиненным контактом или свернуть жгут из сетки?
• А надо делать дренаж для вытопившегося из еды жира, или смириться с неравномерностью нагрева?
• А регулировать мощность нагрева, крутя реостат или регулируя скважность включения?
• А нужно делать ТЭН в камере для подрумянивания?
• А как лучше бороться со стоячей волной в камере?
• А лампочку подсветки лучше разместить за перфорированным экраном или разместить её внутри под плафоном, но снабдить фильтрами провода питания?

И так далее. Причём недостатки некоторых решений могут всплыть только при интенсивной работе на кухне, при хорошей работе в лаборатории.

В 1946 году уже есть следующий прототип устройства — модель radarange для подогрева бутербродов. Бутерброд закладывался в экранирующую коробочку, устанавливался в нишу и очень быстро разогревался излучением. Можно догадаться, что такая компоновка со сменными коробочками под еду в серийное производство не пошла.

И вот, в 1947 году фирма Raytheon выпускает первую микроволновую печь для широкого потребления — Radarange 1132. Видимо, их было выпущено не так много, так что остались только архивные фотографии:

▍ Гражданская жизнь военных технологий

Конкуренты не дремали. Так, в 1947 году компания Вестингауз описывает ускорение техпроцессов за счёт нагрева радиоволнами от магнетрона (или аналога) для нагрева резины, дерева, пластика. А компания Дженерал Электрик в 1947-м рапортует о прототипе печи для разогрева замороженной еды в ресторанах, причём работающей на частоте 915 МГц. Авторы отмечают, что выбрали 915 МГц вместо 2450 МГц, так как нагрев был равномернее за счёт более глубокого проникновения радиоволн вглубь пищи. Впоследствии Дженерал Электрик долго выпускала печи на 915 МГц, пока все остальные делали печи на 2450 МГц

Изобретение микроволновой печи не было случайностью — это вполне закономерный этап развития техники, освоившей технологию СВЧ-устройств, и как это частенько бывает — предпринятый множеством авторов почти одновременно. Но в истории останется тот, кто первым доведёт открытие до коммерческого успеха (кто-нибудь помнит лампы накаливания, которые были изобретены до Эдисона и которые конкурировали с лампами его конструкции?).

▍ После войны.

ISM-диапазоны существуют и по сей день, все бытовые устройства работают в этих диапазонах, даже Wi-Fi и Bluetooth работают в том же диапазоне, что и микроволновые печи — 2450 МГц, чтобы своим излучением мешать только друг другу, а не важным устройствам радиосвязи. В контексте истории микроволновых печей важно то, что частота для их работы была закреплена в 1947 году юридически, и далее вопрос об оптимальности этого выбора не стоял. Чем руководствовались при выборе частоты в 1947 году — мне не известно.

Защитим своих граждан!

Известно, что некоторое время СВЧ были не просто подвергнуты критике. Интересно, почему в СССР были запрещены микроволновые печи? Ответ на этот вопрос кроется в исследованиях и экспериментах советских ученых, сделавших вывод, что:

1. Микроволны ускоряют процесс распада веществ.
2. Микроволны способствуют образованию раковых соединений в продуктах. Это происходит путем взаимодействия водных молекул и видоизмененных белков.
3. Нарушается метаболизм, так как продукты, которые мы поглощаем, имеют непривычную структуру.
4. Изменения в продуктах приводят к нарушению защитных функций организма.
5. Могут появиться проблемы с желудком, вплоть до образования раковых опухолей.
6. В крови появляются раковые клетки.
7. Организм перестает усваивать многие витамины, необходимые пищеварительной системе.
8. Микроволновка образует поле, которое пагубно сказывается на здоровье.

▍ А что Советский Союз?

В интернете можно найти вырезку из газеты Труд №137 за 13 июня 1941 года про новую установку приготовления пищи токами ультравысокой частоты.

Подробностей устройства этой установки найти не удалось, но похоже, она аналогична подобным установкам зарубежного производства тех лет, и сродни похожей демонстрации на чикагской выставке 1933 года, поэтому нельзя сказать, что микроволновки изобрели в СССР. Всё-таки используется не СВЧ-излучение магнетрона, а более низкие частоты от лампового генератора.

Самые ранние СВЧ-печи, о которых удалось найти информацию — это модель «Волжанка» 1966 года и «Славянка» 1968 года.

Волжанка имела габариты 680*750*1200 (камера 600*400*330), 180 килограмм веса, имела водяное охлаждение, потребляла 5,7 кВт из сети, мощность излучения 2,5 кВт.

Эволюционный путь аналогичен тому, который проходили печи Radarange: модель «Славянка» имела уже габариты 650*600*600 (камера 350*240*300), массу 70 кг, воздушное охлаждение и мощность 2,4 кВт (излучение 1,1 кВт). Первые советские печи работали на частоте 2375 МГц, позже перейдя на 2450 МГц. Если сравнить с зарубежными аналогами, то характеристики были сопоставимы.

Так как я выложил принципиальные схемы ранних американских печей, думаю, стоит сделать то же и для советских. Ниже электрическая принципиальная схема печи Волжанка 1966 года:

И схема печи «Славянка» 1968 года. В ней реализован предварительный прогрев катода магнетрона и индикация выхода печи на готовность:

Серийный выпуск бытовых СВЧ-печей был налажен к 1978 году на ПО «Плутон». Вполне логичным было то, что поначалу производство СВЧ-печей началось на заводах, производивших в том числе магнетроны. Позднее производство развернулось на множестве других заводов. Причём, как ныне модно говорить, степень локализации была 100% — всё, от магнетрона до микроконтроллера в блоке управления производилось в Советском Союзе. В начале 90-х на некоторых предприятиях освоили производство СВЧ-печей по лицензии от японских производителей, которое, вероятно свелось к отвёрточной сборке.

Модели СВЧ-печей, выпускавшихся в СССР и на территории пост-СССР

Если вы располагаете дополнительной информацией по этим печам (фото, сканы паспортов и руководств), пожалуйста, присылайте мне.

▍ Небольшой теоретический ликбез

Собственно весь этот экскурс в теорию я сделал, чтобы подвести к мысли — любой радиоинженер обязательно сталкивается с нагревом диэлектрика от радиоволн, и вынужден его учитывать. Поэтому нельзя сказать, что расплавившаяся от радиоволн шоколадка/бутерброд/сэндвич или другой продукт — это случайное открытие, о котором никто до этого не знал и который удивил инженеров.

▍ Умение продать

Почти сразу стало понятно, что компании, работавшие над гособоронзаказом и ставшие профи в СВЧ-технике, умеющие делать отличные магнетроны, не имеют опыта в изготовлении бытовой техники. Инженерам, привыкшим проектировать устройства для военных без ограничения по цене и работающих с обученным персоналом было тяжело свыкнуться с требованиями для бытовых устройств, где во главе всего — цена, а управляет всем человек, не читавший инструкцию. А ещё нужно было уметь заинтересовать потенциального покупателя в виде шеф-поваров, которые погон не носили. И если Raytheon знали, как убедить генерала купить радар, то как убедить профессионального повара купить за очень большие деньги новомодное устройство, они не знали. К тому же имя Raytheon было уважаемым в среде военных, но в мире кухонной техники на них смотрели с прищуром, как на малоизвестного новичка.

Более того, первые лет десять-пятнадцать направление микроволновых печей приносило только убытки, и не было закрыто только благодаря уверенности, что успех придёт. Причём печи поначалу рассматривали как рынок магнетронов. Чем больше микроволновок купит население, тем больше магнетронов для них выпустит оборонный завод.

А ещё у этой модели не было регулировки мощности! Но знаковая эта модель по другой причине — её цена уменьшилась до 495$, что на современные деньги порядка 4416$. Именно с этой модели начался ощутимый рост рынка домашних микроволновых печей. Так как основные мои читатели — технари, порадую принципиальной схемой RR-1. Как видно, она не сильно отличается от современных.

Развитие микроволновок продолжалось. В 70-е появились печи с микропроцессорным управлением — вместо механических таймеров и регуляторов мощности появился микроконтроллер, что позволило создавать гибкие алгоритмы приготовления. Например, разморозить сначала на малой мощности в течение часа курицу, а затем приготовить её, прожаривая излучением на полной мощности в течение 20 минут. Были модели даже с термодатчиком на проводе. Внутри камеры печи втыкали термометр в мясо и подключали к разъёму — так печь могла определить, что всё готово.

▍ Магнетрон всему голова

Для компаний оборонки микроволновые печи были прежде всего потенциальным потребителем их дорогого высокотехнологичного продукта — магнетронов. И высокая стоимость магнетрона (и блока питания к нему) делала печи такими дорогими. Журналист Бринтон в 1966 году описывает, что отдельно стоящая плита с микроволновкой от Tappan с ценой 1000$ имеет внутри магнетрон от Litton ценой 400$. Поэтому появление Amana Radarange RR-1 за 495$ это прорыв.

Фотография выше довольно наглядно показывает, насколько прогресс сказался на габаритах устройства. Но какие изменения произошли внутри?

Обратите внимание на ферритовые колечки на выводах катода, это фильтры ВЧ-помех, и они довольно сильно нагревались. Raytheon даже специально изучала этот вопрос, и оказалось, что основной нагрев был не от 2450 МГц, а от колебаний с частотами 150-350 МГц.

Замена подогревного катода на катод прямого накала из торированного вольфрама может показаться шагом назад, но это значительно ускорило выход печи на рабочий режим, с 75 секунд до единиц секунд, что позволяло быстрее начинать готовить. Вот для сравнения габариты катодов (на правом хрупкую спираль из вольфрама похоже сломали).

Магнетрон по-прежнему требовал большого и тяжёлого электромагнита. Эта модель магнетронов ставилась в Amana RR-1. Большую часть модернизаций в конструкцию магнетрона в Японии внесли в 60-е:

• заменили большой и дорогой электромагнит на пару ферритовых постоянных магнитов;
• заменили стекло в конструкции корпуса магнетрона на керамику — она прочнее стекла, лучше отводит тепло и имеет меньшие потери в СВЧ;
• изменили конструкцию вывода излучения из магнетрона. Теперь это не антенна, прикрытая стеклянным колпачком, а металлический колпачок (и мощность отводится не с 3 рёбер резонатора, как в QK707, а с одного).

В начале 70-х неизвестный японский инженер придумал конструкцию фильтра магнетрона, которая позже была скопирована всеми и до сих пор используется. Вместо ферритового колечка, которое сильно нагревалось, использовались два дросселя и два проходных конденсатора (на фото проходные конденсаторы встроены в разъём подключения катода).

В начале 80-х в погоне за удешевлением количество рёбер резонатора сократили с 12 до 10, уменьшив диаметры анода, катода и нити накала. Такая погоня за удешевлением привела к тому, что стоимость магнетрона уменьшилась до смешных сумм порядка 10$ за прибор, который буквально 50 лет назад стоил огромных денег.

Кто и когда изобрел микроволновую печь

На основе электромагнитных волн работает не только микроволновка. Те же принципы физики используются и в телефонии, и в радиосвязи. Процесс работы устроен так, что волны разгоняют молекулы воды, тем самым давая продуктам нагреваться (подробнее — в статье как работает микроволновая печь). Так кто же изобрел такое незаменимое сегодня устройство, как микроволновая печь?

В микроволновой печи скрывается мощное и опасное СВЧ оружие

4 мин

588K

Добрый день, уважаемые хабровчане.

Этот пост будет про недокументированные функции микроволновой печи. Я покажу, сколько полезных вещей можно сделать, если использовать слегка доработанную микроволновку нестандартным образом.

В микроволновке находится генератор СВЧ волн огромной мощности

Мощность волн, которые используются в микроволновке, уже давно будоражит моё сознание. Её магнетрон (генератор СВЧ) выдаёт электромагнитные волны мощностью около 800 Вт и частотой 2450 МГц. Только представьте, одна микроволновка вырабатывает столько излучения, как 10 000 wi-fi роутеров, 5 000 мобильных телефонов или 30 базовых вышек мобильной связи! Для того, что бы эта мощь не вырвалась наружу в микроволновке используется двойной защитный экран из стали.

Вскрываю корпус

Сразу хочу предупредить, электромагнитное излучение СВЧ диапазона может нанести вред вашему здоровью, а высокое напряжение вызвать летальный исход. Но меня это не остановит.
Сняв крышку с микроволновки, можно увидеть большой трансформатор: МОТ. Он повышает напряжение сети с 220 вольт до 2000 вольт, что бы питать магнетрон.

В этом видеоролике я хочу показать, на что способно такое напряжение:

Антенна для магнетрона

Сняв магнетрон с микроволновки я понял, что включать просто так его нельзя. Излучение распространится от него во все стороны, поражая всё вокруг. Не долго думая я решил смастерить направленную антенну из кофейной банки. Вот схема:

Теперь всё излучение направленно в нужную сторону. На всякий случай я решил проверить эффективность этой антенны. Взял много маленьких неоновых лампочек и выложил их на плоскости. Когда я поднёс антенну с включенным магнетроном, то увидел, что лампочки загораются как раз там где нужно:

Необычные опыты

Сразу хочу отметить, СВЧ значительно сильнее влияет на технику, чем на людей и животных. Даже в 10 метрах от магнетрона, техника давала сильные сбои: телевизор и муз-центр издавали страшный рычащий звук, мобильный телефон вначале терял сеть, а потом и вовсе завис. Особо сильное влияние магнетрон оказывал на wi-fi. Когда я поднёс магнетрон близко к музыкальному центру, с него посыпались искры и к моему удивлению он взорвался! При детальном осмотре обнаружил, что в нём взорвался сетевой конденсатор. В этом видео я показываю процесс сборки антенны и влияние магнетрона на технику:

Используя не ионизирующее излучение магнетрона можно получить плазму. В лампе накаливания, поднесённой к магнетрону, зажигается ярко светящийся желтый шар, иногда с фиолетовым оттенком, как шаровая молния. Если вовремя не выключить магнетрон, то лампочка взорвётся. Даже обычная скрепка, под воздействием СВЧ превращается в антенну. На ней наводится ЭДС достаточной силы, что бы зажечь дугу и расплавить эту скрепку. Лампы дневного света и «экономки» зажигаются на достаточно большом расстоянии и светятся прямо в руках без проводов! А в неоновой лампе электромагнитные волны становятся видимыми:

Хочу вас успокоить, мои читатели, ни кто из моих соседей не пострадал от моих опытов. Все ближайшие соседи сбежали из города, как только в Луганске начались боевые действия.

Техника безопасности

Я настоятельно не рекомендую повторять описанные мною опыты потому, что при работе с СВЧ требуется соблюдать особые меры предосторожности. Все опыты выполнены исключительно с научной и ознакомительной целью. Вред СВЧ излучения для человека ещё не до конца изучен. Когда я близко подходил к рабочему магнетрону я чувствовал тепло, как от духовки. Только изнутри и как бы точечно, волнами. Больше ни какого вреда я не ощутил. Но всё же настоятельно не рекомендую направлять рабочий магнетрон на людей. Из-за термического воздействия может свернуться белок в глазах и образоваться тромб в крови. Так же ведутся споры о том, что такое излучение может вызвать онкологические и хронические заболевания.

Необычные применения магнетрона

1 — Выжигатель вредителей. СВЧ волны эффективно убивают вредителей, и в деревянных постройках, и на лужайке для загара. У жучков под твёрдым панцирем есть влагосодержащее нутро (какая мерзость!). Волны его в миг превращают в пар, при этом не причиняя вреда дереву. Я пробовал убивать вредителей на живом дереве (тлю, плодожорок), тоже эффективно, но важно не передержать потому, что дерево тоже нагревается, но не так сильно.
2 — Плавка металла. Мощности магнетрона вполне хватает для плавки цветных металлов. Только нужно использовать хорошую термоизоляцию.
3 — Сушка. Можно сушить крупы, зерно и т. п. Преимущество этого метода в стерилизации, убиваются вредители и бактерии.
4 — Зачистка от прослушки. Если обработать магнетроном комнату, то можно убить в ней всю нежелательную электронику: скрытые видеокамеры, электронные жучки, радиомикрофоны, GPS слежение, скрытые чипы и тому подобное.
5 — Глушилка. С помощью магнетрона легко можно успокоить даже самого шумного соседа! СВЧ пробивает до двух стен и «успокаивает» любую звуковую технику.

Это далеко не все возможные применения испытанные мной. Эксперименты продолжаются и вскоре я напишу ещё более необычный пост. Всё же хочу отметить, что использовать так микроволновку опасно! Поэтому лучше так делать в случаях крайней необходимости и при соблюдении правил безопасности при работе с СВЧ.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением и микроволнами.

Краткий очерк истории микроволновых печей

История микроволновых печей — как раз тот случай, когда реальная история подменяется мифологией, и множество «копирайтеров» растаскивают по интернету байку, укореняя её в массовом сознании как факт, что она была изобретена случайно. Якобы инженер Перси Спенсер работая с магнетронами в лаборатории случайно обнаружил, что шоколадка в его кармане в поле магнетрона от излучения растаяла, и его осенило, что так можно разогревать еду. А дальше классическая американская история — патент, вывод на рынок и получение прибыли. Но всё было совсем не так.

Видеоверсия поста на 42 минуты (для тех, кто любит слушать):

Как работает микроволновая печь

Попросту говоря, СВЧ-печь представляет из себя металлическую клетку, внутри которой находится магнетрон. Это устройство генерирует электромагнитную энергию в виде микроволн для нагрева материала. Микроволны испускаются с частотой около 2,4 Ггц, которая способна воздействовать на размещенные внутри блюда. Пользователь может регулировать время приготовления и мощность в соответствии с продуктом, который он хочет нагреть. Кроме того, важно знать, что имеющиеся в настоящее время устройства предлагают множество возможностей: автоматическое приготовление или размораживание (прибор может автоматически адаптироваться к типу или весу пищи); быстрый разогрев или гриль, чтобы подрумянить продукты и сделать их хрустящими.

Монофункциональная микроволновая печь

Идеально подходящая для использования «от случая к случаю», СВЧ-печь с одной функцией позволяет быстро размораживать, готовить или нагревать пищу. Здесь можно вручную отрегулировать время приготовления и мощность духовки, и иногда пользоваться автоматическим программированием для большей точности. В этом случае устройство создает свои собственные настройки в зависимости от готовящегося блюда.

Достоинства

• Простота в использовании
• Доступная цена

Мощность

Мощность СВЧ-печи обычно пропорциональна ее размеру. В однофункциональных вариантах оптимальная мощность варьируется от 700 до 1000 Вт в зависимости от модели.

Таймер

Возможность запускать электронный таймер находится в промежутке от 15 секунд до 99 минут для разных моделей. Если микроволновки с коротким диапазоном времени может быть достаточно для нагрева воды или еды, модели с возможностью установки таймера на более длительное время лучше подходят для таких операций, как размораживание мяса, тушение и т.д.

Существуют два типа таймеров:

• Механический: надо повернуть ручку, чтобы запустить время приготовления
• Электронный: все, что нужно сделать — отрегулировать время с помощью клавиш, которое будет отображаться на цифровом или жидкокристаллическом экране. Этот таймер обеспечивает большую точность настроек.

Специальные функции

Монофункциональная микроволновая печь имеет то преимущество, что она проста и удобна в использовании. Она имеет основные функции:

• Размораживание — эта функция позволяет размораживать продукты непосредственно из морозильной камеры.
• Быстрый подогрев — эта функция дает пользователю возможность быстро разогревать готовые блюда.

Также существуют различные программы, помогающие регулировать мощность нагревания. Кроме того, благодаря электронному программированию можно узнать время приготовления блюда, указав названия продуктов и их вес.

Микроволновая печь с грилем

Достоинства

• Различные уровни приготовления
• Гриль для обжаривания

Мощность

Мощность гриля определяет мощность, с которой микроволновая печь может поджарить продукты или блюдо под грилем. Это больше мощности обычных устройств, и обычно составляет от 800 до 1300 Вт.

Таймер

Диапазон времени СВЧ-печи с грилем может составлять от 30 секунд до 90 минут.

Специальные функции

В дополнение к классическим функциям, которые можно найти у всех микроволновок, печь с грилем может быть оснащена дополнительными функциями:

• Автоматическое размораживание (или оттайка). Для включения этой функции достаточно указать вес и тип продукта, подлежащего размораживанию. Пример: 200 г мяса = XX минут.
• Функция Crisp (или Crisp System). Как следует из названия, функция хрустящей корочки может подрумянивать некоторые продукты и делать их вкусными и хрустящими. Она идеально подходит для пиццы, картофеля, пирогов …

Более того, такая печь может интегрировать функцию пара для диетической, здоровой и вкусной кухни.

Многофункциональная микроволновая печь

Как следует из названия, такая микроволновая печь совмещает в себе все функции для самого разнообразного использования. Ее владелец может размораживать, разогревать, поджаривать, делать гриль или даже готовить пищу с помощью пара. Благодаря этому устройству можно сделать пиццу хрустящей, запечь курицу или поджарить картошку-фри без традиционной печи. Кроме того, функции гриля, Crisp System и конвекции (всестороннего обдува разогретым с помощью вентилятора воздухом) позволяют экономить время на приготовление пищи самым эффективным и адаптированным к различным видам продуктов способом. Благодаря своей большой мощности и многочисленным функциям, такая микроволновка очень полезна для семейного питания и адаптируется в целом к ​​любым видам использования.

Достоинства

• Универсальность
• Много функций

Существуют многофункциональные печи с функцией пара для здоровой, быстрой и деликатной готовки, которая сохраняет вкусовые качества и питательные свойства (витамины и минералы) каждого продукта. Это модели высокого класса, которые используют специфическое программирование для приготовления пара. Более того, большинство моделей с опцией пара имеют функцию очистки паром. Она облегчает чистку от жира и других загрязнений для придания гигиенической чистоты в считанные минуты.

Мощность

Мощность этих печей составляет от 700 до 2000 Вт.

Таймер

Продолжительность готовки начинается с 15 сек и может продолжаться до 99 минут.

Специальные функции

В дополнение к функциям СВЧ-печи с грилем, таким, как автоматическое размораживание, быстрый разогрев и функция хрустящей корочки, многофункциональные печи оснащены режимом конвекции. Эта функция обеспечивает быструю и однородную диффузию тепла в СВЧ-печи благодаря нагревательному элементу и вентилятору, который разгоняет горячий воздух в камере. Циркулирующий воздух позволяет равномерно прогревать блюда, что способствует быстрому и качественному приготовлению.

Режим конвекции по эффекту своего воздействия на продукты схож с духовкой, что позволяет готовить любые блюда, требующие запекания. А различное сочетание микроволн, гриля и конвекции максимально разнообразит рацион, и делает микроволновую печь универсальным помощником на кухне.

Похожие темы:

Захват рынка

Несмотря на все страхи и публикации, микроволновые печи активно выпускались и продавались. Американский изобретатель не сомневался в эффективности своего продукта, несмотря на возмущение и критику ученых.

Вот несколько этапов, которые прошли печи от своего возникновения и до сегодняшнего дня:

1. Первые печи были невероятно громоздкими и достигали в высоту около 1,8 метров. Весили же устройства примерно 1,5 тонны, что не позволяло передвигать прибор без посторонней помощи. Стоимость их составляла примерно 1000 долларов, что говорило о том, что позволить себе СВЧ могли только весьма обеспеченные граждане.
2. В продажу печи поступили в 1962 году.
3. В 1966 году печи стали оборудоваться привычной вращающейся подставкой.
4. К 1979 году печью уже управляет микропроцессор.
5. А в 1999 году управление стало производиться микрокомпьютером. Появились такие знакомые функции, как гриль и конвекция, а сама печь стала использоваться не только для разогрева, но и для готовки.

Интересно то, что, несмотря на все запугивания прессы и ученых, к 1975 году уровень продаж по СВЧ превысил продажу газовых плит. А в 1976 году популярность микроволновок затмила посудомоечные машины.

▍ До войны

Теории появления СВЧ

Существует две версии того, как микроволновки появились в нашей жизни. Интересно и то, что они совсем не взаимоисключающие, а значит, обе имеют право на существование:

1. В первом варианте изобретение СВЧ приписывают нацистам. Во время проведения военных действий трата времени на приготовление еды могла стоить жизни. Для решения этой проблемы они и придумали такое устройство. Позднее, документы с исследованиями и варианты первых печей получили исследователи крупных стран, в том числе и Россия.
2. По второй версии изобретение микроволновой печи приписывают американскому инженеру Перси Спенсеру, доказавшему воздействие магнетрона на продукты. Проводя свои исследования, он выяснил, что волны определенной частоты выделяют большое количество тепла.

Перси Спенсер — изобретатель микроволновой печи

Патент на свое изобретение Спенсер оформил 8 октября 1945 года. А первая печь была выпущена в 1947 г. Правда, использовали ее только военные и только для размораживания продуктов.

▍ Вторая мировая война

Война всегда была мощным стимулом для развития науки и техники в тех областях, которые сулили разработку новых средств победы над противником. И радио не исключение. В контексте истории микроволновых печей нас интересует лишь один эпизод, случившийся в период войны — рождение магнетрона, а точнее его разновидности с многорезонаторным анодом.

Для нужд радиолокации требовался компактный и, главное, мощный источник сверхвысокочастотных (СВЧ) колебаний. Классические радиолампы с сетками для этих целей подходили слабо — выходная мощность была мала, требовалось большое количество согласующих элементов, да и КПД получался малым. И вот радикальным решением этих проблем стал многорезонаторный магнетрон, который в 1940-м был доведён до ума британцами Джоном Рэндалом (John Randall) и Гарри Бутом (Harry Boot). Они добились от него стабильной генерации излучения с мощностью 400 Вт (позже уже были взяты мощности 1 кВт и даже 25 кВт). В 1941-м другой англичанин Джеймс Сейерс (James Sayers) улучшил стабильность магнетрона, добавив соединитель чётных и нечётных полостей, благодаря чему генерация меньше зависела от нагрузки. На фотографии ниже он, но без магнитной системы.

Чтобы лучше понять, насколько магнетрон улучшил ситуацию с СВЧ-генераторами, просто представьте, что вместо парового двигателя с кучей клапанов, трубочек и цилиндров у вас появляется многократно более мощный и простой электромотор, на который просто достаточно подать напряжение. Ну или вместо парафиновой свечки вам дают светодиодный прожектор.

Споры ученых и критика микроволновых печей

Долгие годы широкое использование микроволновых печей оставалось под вопросом. Ученые утверждали, что под воздействием волн изменяется молекулярный состав продуктов, что может привести к онкологическим заболеваниям.

Особый упор в своих доказательствах они делали на то, что для работы СВЧ необходимо полностью герметичное пространство, а не плотно закрытая дверь, что может пагубно влиять на здоровье.

Было проведено множество исследований, результаты которых были весьма сомнительными. Однако, негативный пиар — тоже пиар, а официального подтверждения о вреде СВЧ так и не поступило. Публикации же сообщали следующие сведения:

1. Микроволновые печи наносят вред детским блюдам, так как молочные продукты под воздействием волн становятся токсичными и способствуют нарушению нервной системы.
2. Воздействуя на молекулы воды, части волн остаются в них и попадают в человеческий организм. У подопытных, на которых ставился эксперимент, падал гемоглобин и повышался холестерин.
3. Другие исследования показали, что микроволны не просто остаются в продуктах, но воздействуют на состав и изменяют его. Некоторые эксперименты показали, что такие изменения могут повлиять на дегенерацию личности, о чем свидетельствует повышение числа белых телец в крови и нарушение пропорций в показателях холестерина.
4. В любой еде, которая приготавливается в СВЧ устройствах, образуется холестерин.

Эксперименты подтверждают, что блюда, подвергнутые обработке в СВЧ, не только видоизменяются, но и теряют полезные свойства. По данным российских ученых, уровень питательности продуктов падает до 90%.

▍ Заключение

Мы так внимательно рассматривали прошлое микроволновых печей, что попробуем, напоследок, заглянуть в их будущее.

Экономически производство и продажи печей будут продолжать расти. Помимо зажиточных стран, на планете осталось огромное количество семей в развивающихся странах, которые ещё никогда не покупали себе микроволновую печь. Значительного удешевления печей ожидать не стоит, потенциал для удешевления практически исчерпан. А вот потенциал по улучшению долговечности и ремонтопригодности (а значит и экономии природных ресурсов, потребных на производство) реализовываться не будет, поскольку это противоречит логике капитализма.

С технической точки зрения всё интереснее. Микроволновые печи уже достигли некоторого технического совершенства, когда производители опробовали, кажется, всё возможное. Начиная от дополнительных функций, вроде термодатчика для готовки, заканчивая попытками заменить магнетрон на другой источник СВЧ-колебаний, например, на клистрон или даже полупроводниковый генератор. И пока технических предпосылок для замены магнетрона, несмотря на все его недостатки, не наблюдается. Последнее техническое новшество в микроволновых печах за последнее время — это появление инверторных СВЧ-печей, в которых благодаря специально спроектированному магнетрону и полупроводниковому высоковольтному блоку питания печь способна плавно регулировать свою мощность в некоторых пределах. Обычные печи могут только включить магнетрон на полную мощность и выключить, а мощность нагрева регулируется соотношением времени, когда он включён или выключен. В остальном конструкция именно самой печи вряд ли технически сильно изменится в обозримом будущем. А когда инженеры не могут придумать что-то новое, в работу включаются маркетологи и дизайнеры.

Играй в нашу новую игру прямо в Telegram!