Cuptorul cu microunde

Realizat de: Brgoanu Andrea-DianaClasa: a XI-a S Profesor ndrumtor: Ghi Apostol

Descoperirea

Intr-o zi a anului 1947, Percy Spencer facea un tur prin laboratoarele companiei sale - Raytheon Company, specializata in produse electronice. Oprindu-se pentru cateva momente in fata unui magnetron (tub electronic, folosit ca generator de oscilatii de inalta frecventa), el a simtit o senzatie ciudata si a observat cu surprindere ca o ciocolata pe care o avea in buzunar a inceput sa se topeasca.

Intrigat de modul in care ciocolata sa ajunsese crema, s-a repezit si a cumparat o punga de boabe de porumb. Tinand punga in apropierea magnetronului, a urmarit emotionat cum boabele expandeaza si se transforma in popcorn.Astfel s-a inventat cuptorul cu microunde ,primul aparat cantarind cca 300 de kg si avand inaltimea de 1,70m

Percy Spencer

(1894 1969)

Definiie

Microundele sunt unde electromagnetice de nalt frecven, care exist liber n natur si a cror lungime este cuprins ntre 1 mm (300 GHz) i 1 m (0,3 GHz).

Un cuptor cu microunde, este un aparat de buctrie , care nclzete alimentele cu nclzire dielectrica . Cu cat frecventa este mai mare cu atat lungimea de unda este mai mica. Microundele folosite la cuptoarele actuale au o frecventa de 2450 MHz, adica ele oscileaza de 2,45 miliarde de ori pe secunda! Frecventele lor fiind extreme de mari, lungimea de unda este infima de aici si denumirea de MICROUNDE!

Microundele au 3 proprieti principale:

Penetrabilitate: microundele pot penetra prin cermic, sticl, plastice rezistente la temperaturi nalte. Este necesar a se folosi vase cu penetrabilitate bun a microundelor pentru a obine nclzire bun.

Absorbabilitate: microundele pot cauza vibraiile moleculelor diverselor alimente i s se obin astfelnclzirea lor. Dar infiltrarea acestora depinde mult de mrimea, grosimea i proprietile alimentelor.

Reflectivitate: microundele sunt reflectate de peretele de metal din cavitatea interioar n aa fel nct sformeze un cmp magnetic uniform i astfel s se obin o nclzire uniform a alimentelor.

. o mai eficienta uscare vis-a-vis de perioada de uscare reducand costurile de productie sistemul este mult mai compact decat sistemul conventional energia este transferata intr-un mod mult mai curat (fara poluare) se realizeaza afanarea materialului absortia energiei in mod selectiv de catre constituentii cu pierderi energia se disipa repede in volumul materialului

evita uscarea excesiva un cost relativ scazut al intretinerii

Cele mai mari avantaje ale energiei microundelor asupra tehnologiei convetionale au fost bine precizatede catre Parkin (1979):

Cuptorul cu microunde

Cuptorul este compus din: magnetron, ghid de unda camera de incalzire.

Magentronul este un tub vidat prin care un flux de electroni care se deplaseaza intr-un camp magnetic genereaza unde electromagnetice in spectrul microundelor.

Ghidul de unda este un canal sau culoar metalic care duce de la magnetron la camera de incalzire iar camera de incalzire este o cutie metalica ce are rolul de a reflecta microundele in interiorul acesteia.

Principiul de functionare a cuptorului cu microunde:

Energia electrica este transformata in microunde printr-un generator numit magneton. Ele se raspandesc in cuptor, dar se lovesc de peretii acestuia si sunt reflectate, patrunzand astfel in alimente pe o adancime de aproximativ 3 cm. Actiunea lor consta in antrenarea moleculelor de apa, de grasime sau zahar pe care le contin alimentele. Miscarea foarte rapida a moleculelor creeaza frecarea care, la randul ei, degajeaza caldura facand posibila incalzirea sau gatirea alimentelor intr-un timp foarte scurt. Energia microundelor a fost folosita in procesele industriale de foarte multi ani.

Cuptorul cu microunde se bazeaza pe procedeul de incalzire dielectrica prin care moleculele de apa (sau oricare dipoli) se rotesc continuu aliniate fiind la un camp electromagentic oarecare. Cand cuptorul functioneaza este generat un camp electromagnetic care fluctueaza astfel ca moleculele de apa sunt nevoite sa schimbe directia de rotatie actiune ce le face sa intre in contact (sau se lovesc) cu alte molecule si astfel se distribuie energia pe care noi o percepem drept caldura.

Apa pura nu este un bun conductor electric, dar molecula de apa este un dielectric astfel ca sub influenta unui camp electromagnetic moleculele de apa se aliniaza cu acel camp.

Se creeaza o unda stationara cu noduri, loc unde nu incalzeste, si anti-noduri puncte unde unda fluctueaza iar mancarea este incalzita.

Spunem ca avem de-a face cu unde stationare daca unda este reflectata pe aceeasi directie de unde a venit astfel ca vei vedea ca mancarea va ramane mereu incalzita numai in zonele de fluctuatie.

De ce? Pentru ca apare un mic camp electric in molecule iar sarcinile pozitive (H) se orienteaza catre sursa campului electric iar sarcinile negative (O) in partea opusa.

Incalzirea se face doar pe anumite portiuni, pe acolo unde apare fluctuatia campului electromagnetic ori pe unde unda fluctueaza:

Tocmai de aceea farfuriile trebuie sa se roteasca in cuptor. Rotirea mancarii in cuptor asigura o incalzire uniforma. Incalzirea are loc in zona de contact iar mancarea nu este incalzita din interior catre exterior. In locul unde unda fluctueaza mancarea de incalzeste iar restul zonelor se incalzesc prin contact direct sau, alftel spus, prin conductie.

Cuptoarele sunt astfel create incat sa foloseasca radiatie cu lungime de unda care trebuie sa incapa in camera de incalzire. De obicei se alege intre 3 6 cm in asa fel incat sa incapa 1,5 lungimi de unda in cuptor.

Dat fiind ca metalul reflecta undele electromagnetice si pentru ca microundele folosite au lungimi de unde de ordinul centrimetrilor o plasa metalica este suficienta pentru a nu da voie microundelor sa iasa din cuptor.

Generatoare de microunde

Magnetronul este un tub electronic de inalta frecventa care este alcatuit din urmatoarele elemente principale:- anod- catod / filament- antena- magneti permanenti

Teoria de operare a magnetronului se bazeaz pe micarea electronilor sub influena combinat a cmpurilor electrice i magnetice. Pentru ca tubul s funcioneze, electronii trebuie sa curga de la catod la anod. Exist dou legi fundamentale care guverneaz traiectoria lor:

1.Fora exercitat de un cmp electric pe un electron este proporional cu fora de pe cmp. Electronii tind s se mute dintr-un punct de potenial negativ in unul cu potenial pozitiv.

2.Fora exercitat asupra unui electron ntr-un cmp magnetic formeaza un unghi drept att cu campul, cat i cu calea electronilor. Direcia forei este astfel nct electroni sa inainteza spre anod printr-o curb, mai degrab dect o cale direct.

Bibliografie

http://tehnocultura.ro/2014/10/19/tehnocultura-tvs-001-cuptorul-cu-microunde-video/

https://prezi.com/sbrb02guqnrw/cuptorul-cu-microunde/

http://www.referateok.ro/referate/1864_1264581338.pdf

http://www.referatul.ro/referate/cuptorul-cu-microunde.html