¿Cuál es el principio del horno microondas?
Principio de calentamiento por microondas
El medio calentado generalmente se puede dividir en dieléctricos moleculares no polares y dieléctricos moleculares polares. Las moléculas polares no muestran polaridad en ausencia de un campo eléctrico externo. Si este medio se coloca en un campo eléctrico externo, cada molécula polar formará una disposición ordenada a lo largo de la dirección de la fuerza del campo eléctrico y se inducirán cargas opuestas en la superficie del dieléctrico, un proceso llamado polarización. Cuanto más fuerte es el campo eléctrico externo, más fuerte es la polarización. Cuando el campo eléctrico aplicado cambia de dirección, las moléculas polares también forman una disposición ordenada en la dirección opuesta. Si se aplican un campo eléctrico alterno y un campo magnético, las moléculas polares se magnetizarán repetidamente de forma alterna. Cuanto mayor sea la frecuencia del campo eléctrico alterno, más rápido las moléculas polares se polarizarán repetidamente. En este momento aumenta la energía cinética del movimiento térmico de las moléculas, es decir, aumenta el calor y también aumenta la temperatura de los alimentos, completando la conversión de energía electromagnética en energía térmica.
La frecuencia de un horno microondas doméstico es de 2450 MHz y la dirección del campo eléctrico cambia 2,450 millones de veces por segundo. Es concebible que el calor generado sea enorme. Los hornos microondas utilizan microondas para cocinar los alimentos. Están compuestos por un tubo de vacío electrónico, un magnetrón, que genera ondas electromagnéticas de onda ultracorta de 2450 MHz, que se emiten a todas las partes del horno a través del elemento conductor de microondas: la guía de ondas. Hace que las moléculas polares (como agua, grasa, proteínas, azúcar, etc.) de los alimentos vibren a velocidades extremadamente altas de 2,45 mil millones de veces por segundo. Y la fricción causada por la vibración provoca un alto calor dentro de los alimentos para cocinarlos.
En 1946, por casualidad, el estadounidense Spencer descubrió que las microondas derretían caramelos. Resulta que la radiación de microondas puede hacer que las moléculas del interior de los alimentos vibren, generando así calor. En 1947 se presentó el primer horno microondas. Pero sólo en los últimos años la gente utiliza el microondas para cocinar arroz y verduras. El microondas es un tipo de onda electromagnética. La energía de este tipo de onda electromagnética no sólo es mucho mayor que la de las ondas de radio ordinarias, sino que también tiene "personalidad": las microondas se reflejan tan pronto como golpean el metal, y el metal no tiene forma de absorberlas o conducirlas; puede atravesar vidrio, cerámica y plásticos. Los materiales aislantes como las microondas no consumirán energía; los alimentos que contienen humedad no solo serán impermeables a las microondas, sino que su energía será absorbida. Los hornos microondas se fabrican utilizando estas propiedades de las microondas. La carcasa exterior de un horno microondas está hecha de acero inoxidable y otros materiales metálicos, lo que puede evitar que las microondas se escapen del horno para evitar afectar la salud de las personas. Los recipientes para alimentos están fabricados con materiales aislantes. El corazón de un horno microondas es el magnetrón. Este tubo de electrones llamado magnetrón es un generador de microondas que puede generar microondas con una frecuencia de vibración de 450 millones de veces por segundo. Este tipo de microondas, invisible a simple vista, puede penetrar los alimentos hasta 5 cm de profundidad y hacer que las moléculas de agua en los alimentos se muevan en consecuencia. El movimiento violento genera una gran cantidad de energía térmica, por lo que los alimentos se "cocinan". Así funciona el calentamiento por microondas. Al cocinar alimentos en una estufa convencional, el calor siempre ingresa gradualmente a los alimentos desde el exterior. Cuando se cocina en un horno microondas, el calor va directamente a los alimentos, por lo que la velocidad de cocción es de 4 a 10 veces más rápida que en otras estufas y la eficiencia térmica llega al 80% o más. Actualmente, la eficiencia térmica de otras estufas no se puede comparar con ella.
Los hornos microondas pueden mantener bien las vitaminas y los sabores naturales de los alimentos debido al corto tiempo de cocción. Por ejemplo, cocinar guisantes en el microondas casi no produce pérdida de vitamina C. Además, el microondas también puede esterilizar, descongelar, secar…
(1) Tipos y rendimiento de los hornos microondas
Según los diferentes métodos de control, los hornos microondas se pueden dividir en: tipo de control electromecánico y tipo de control por computadora. De tipo control electromecánico, el microondas controla el tiempo de calentamiento del microondas a través de dispositivos mecánicos como temporizadores y reguladores de potencia. Tipo controlado eléctricamente, completa varias operaciones según procedimientos establecidos. Según sus funciones, los hornos microondas se pueden dividir en: tipo de calentamiento por microondas único y tipo combinado multifunción.
El tipo de calentamiento por microondas único se divide en dos tipos: tipo plato giratorio y tipo agitación.
Tipo combinado multifuncional, que agrega un dispositivo para hornear a la base del calentamiento por microondas único.
Según la capacidad del microondas, también se puede dividir en 17 litros, 18 litros, 20 litros, 23 litros, 24 litros, 26 litros, 28 litros y otros hornos microondas.
La potencia de salida de microondas de un horno microondas generalmente está en el rango de 600W ~ 900W. La eficiencia de conversión generalmente se calcula entre 30 y 60, y el consumo de energía real del horno microondas es de aproximadamente 1100 W a 1400 W.
Este artículo presenta principalmente el principio de funcionamiento y los métodos generales de mantenimiento del horno microondas con plato giratorio de calentamiento por microondas único controlado electromecánicamente desde lo menos profundo a lo más profundo. Otros se discutirán más adelante.
(2) Principio de funcionamiento del horno microondas
1. Características de las microondas
El microondas es una onda electromagnética con una frecuencia de 300 MHZ ~ 300 GHZ y su longitud de onda. es muy corto, tiene las propiedades de la luz visible y se propaga en línea recta. Las microondas pueden reflejarse cuando se encuentran con materiales metálicos, pueden penetrar cuando se encuentran con materiales aislantes como vidrio, plástico y cerámica, y pueden absorberse cuando se encuentran con medios como proteínas y grasas que contienen humedad, convirtiendo la energía electromagnética de las microondas en energía térmica. Debido a la alta frecuencia de las microondas, su transmisión requiere una guía de ondas con alta conductividad.
Aunque la banda de frecuencia de las microondas es muy amplia, la banda de frecuencia realmente utilizada para el calentamiento por microondas es muy estrecha. La razón principal es evitar el uso de más frecuencias de radio para evitar interferencias con las comunicaciones por microondas. A nivel internacional, los hornos microondas domésticos tienen dos frecuencias: 915 MHz y 2450 MHz. 2450 MHz se utiliza para utensilios de cocina domésticos y 915 MHz se utiliza en industrias como la de secado y desinfección y en la industria médica.
2. Principio del calentamiento por microondas
El medio calentado generalmente se puede dividir en dieléctricos moleculares no polares y dieléctricos moleculares polares. Las moléculas polares no muestran polaridad en ausencia de un campo eléctrico externo. Si este medio se coloca en un campo eléctrico externo, cada molécula polar formará una disposición ordenada a lo largo de la dirección de la fuerza del campo eléctrico y se inducirán cargas opuestas en la superficie del dieléctrico, un proceso llamado polarización. Cuanto más fuerte es el campo eléctrico externo, más fuerte es la polarización. Cuando el campo eléctrico aplicado cambia de dirección, las moléculas polares también forman una disposición ordenada en la dirección opuesta. Si se aplican un campo eléctrico alterno y un campo magnético, las moléculas polares se magnetizarán repetidamente de forma alterna. Cuanto mayor sea la frecuencia del campo eléctrico alterno, más rápido las moléculas polares se polarizarán repetidamente. En este momento aumenta la energía cinética del movimiento térmico de las moléculas, es decir, aumenta el calor y también aumenta la temperatura de los alimentos, completando la conversión de energía electromagnética en energía térmica.
La frecuencia de un horno microondas doméstico es de 2450 MHz y la dirección del campo eléctrico cambia 2,450 millones de veces por segundo. Es concebible que el calor generado sea enorme. Los hornos microondas utilizan microondas para cocinar los alimentos. Están compuestos por un tubo de vacío electrónico, un magnetrón, que genera ondas electromagnéticas de onda ultracorta de 2450 MHz, que se emiten a todas las partes del horno a través del elemento conductor de microondas: la guía de ondas. Hace que las moléculas polares (como agua, grasa, proteínas, azúcar, etc.) de los alimentos vibren a velocidades extremadamente altas de 2,45 mil millones de veces por segundo. Y la fricción causada por la vibración provoca un alto calor dentro de los alimentos para cocinarlos.
3. El proceso de funcionamiento del horno microondas
El sistema de control electrónico convierte el voltaje de 220 V CA en un voltaje de CC de aproximadamente 4000 V a través del transformador de alto voltaje y el rectificador de alto voltaje. , y lo envía al generador de microondas para generar microondas. La energía de microondas se transmite a la cavidad del horno a través de la guía de ondas. Dado que la cavidad del horno está hecha de metal, las microondas no pueden atravesarla. Solo puede reflejarse en la cavidad del horno y penetrar la comida repetidamente para calentarla. Completando así el proceso de calentamiento.