Jak funguje mikrovlnná trouba: schémata zapojení, frekvence a video

Mikrovlny vyžadují ke svému fungování dipólové molekuly. Jsou nabité jak kladně, tak záporně. V zelenině, ovoci a masných výrobcích je těchto molekul více než dost. Průměrná koncentrace například v kilogramu ryb je několik milionů částic. V normálním prostředí, bez elektrického pole, jsou molekuly v chaotickém stavu. Jakmile ale magnetron v mikrovlnné troubě začne pracovat, částice se seřadí v určitém pořadí. Kladně nabité jdou jedním směrem a záporně nabité jdou druhým směrem. V okamžiku změny polarity molekula změní svůj směr na opačný a otočí se o 180 stupňů.

Mikrovlny způsobují rotaci molekul

Mikrovlny v klasických mikrovlnných modelech se pohybují na frekvenci 2450 MHz, kde každý hertz odpovídá jedné oscilaci za sekundu. Pole se mění dvakrát za periodu jedné vlny. Po zapnutí trouby se částice zrychlí a začnou se o sebe třít, čímž se zvyšuje teplota v komoře. Vlny navíc ovlivňují pouze povrchovou vrstvu a pronikají do potravy ne hlouběji než 3 cm.

Z čeho se skládá mikrovlnná trouba?

Mikrovlnná trouba se skládá z několika základních částí:

Čtěte také: Proč používat tlumivku pro zářivky?

1. Transformátor.
2. Magnetron v mikrovlnné troubě je ve skutečnosti zářič ultravysokých frekvencí.
3. Vlnovod, kterým je záření přenášeno do izolované komory.
4. Metalizovaná komora je místem, kde se produkty zahřívají.

Dalšími prvky mikrovlnné trouby jsou: otočný stojan pro rovnoměrnější ohřev jídla, elektronika pro ovládání různých režimů, časovač a ventilátor.

Zařízení mikrovlnné technologie

Všechny mikrovlnné trouby bez výjimky obsahují řadu povinných prvků: komoru, řídicí rozhraní, jednotku generování mikrovln a ochranné systémy. Funkčnost, náklady a další výkonové charakteristiky jsou již ovlivněny jednotlivými konstrukčními prvky. Podívejme se na hlavní prvky zařízení.

Magnetron

Právě toto zařízení generuje v komoře vlny, které ovlivňují molekuly v potravinách, což vede k jejich zahřívání. Navíc k ohřevu produktů není nutná žádná vnější tepelná stimulace. Teplota uvnitř komory proto nikdy nepřekročí 100⁰С.

Anoda zařízení má tvar válce s oddělenými rovinami. Uvnitř konstrukce je katoda s topným prvkem. Po okrajích magnetronu procházejí prstencové magnety. Vytvořené pole brání elektronům v pohybu z katody na anodu a vytváří tak rotační efekt.

V důsledku toho proniká komorou skrz drátěnou smyčku mikrovlnné pole. Magnetron se aktivuje, jakmile obdrží dostatečné napětí, které je asi 3000-4000 V. Takové indikátory naznačují přítomnost vysokonapěťového transformátoru.

Magnetron a další součásti mikrovlnné trouby

Magnetronové zařízení je hlavní součástí

Rádiové vlny o frekvenci 2450 MHz jsou generovány speciálním zařízením – magnetronem, což je elektrovakuová dioda. Má masivní měděnou válcovou anodu, kulatého průřezu a rozdělenou do 10 sektorů se stejnými měděnými stěnami. Ve středu této struktury je tyčová katoda, uvnitř které je vlákno. Katoda slouží k emitaci elektronů. Na koncích magnetronu jsou umístěny silné prstencové magnety, které vytvářejí uvnitř magnetronu magnetické pole, které je nezbytné pro generování mikrovlnného záření. Na anodu je přivedeno napětí 4000 voltů a na vlákno 3 volty. Dochází k intenzivní emisi elektronů, které jsou zachyceny elektrickým polem vysokého napětí. Geometrie rezonátorových komor a anodové napětí určují generovanou frekvenci magnetronu. Energie je shromažďována pomocí drátové smyčky připojené ke katodě a přivedena k emitorové anténě. Z antény vstupuje mikrovlnné záření do vlnovodu a odtud do komory mikrovlnné trouby. Standardní výstupní výkon magnetronů používaných v domácích mikrovlnných troubách je 800 W. Pokud je pro vaření potřeba menší výkon, dosáhne se toho zapnutím magnetronu na určitou dobu a následnou pauzou.

Magnetron během provozu vyzařuje velké množství tepla, proto je jeho tělo umístěno v deskovém chladiči, který musí být během provozu neustále ofukován proudem vzduchu z ventilátoru zabudovaného v mikrovlnné troubě. Při přehřátí magnetron často selhává, proto je vybaven ochranou – tepelnou pojistkou.

Elektrické schéma

Všechny modely mikrovlnné trouby pro domácnost jsou vyrobeny podle stejného designu a hlavní jednotky jsou umístěny na standardních místech. Předchozí generace techniky se liší pouze provedením ovládacího rozhraní. Moderní zařízení jsou vybavena elektronickou jednotkou a výkonový transformátor je nahrazen účinnějším měničem.

Další prvky

K prodeji jsou tři typy zařízení: klasické, s grilem, s konvekcí a grilem. V běžné troubě můžete jídlo ohřát, rozmrazit a to je vše. Přítomnost grilu a/nebo konvekce naopak rozšiřuje možnosti zařízení. Přídavné prvky samozřejmě výrazně zvyšují cenu trouby a zvyšují spotřebu energie.

Modely s konvekcí jsou vybaveny ventilátorem, který umožňuje dobré smažení jídla. Jídlo se propeče rovnoměrně a v důsledku toho je pokryto křupavou kůrkou. V troubách s grilem můžete smažit kuře, koláče a další pokrmy. Tento tandem snadno nahradí běžnou troubu.

Ventilátor rovnoměrně rozděluje teplo po celé komoře

V mikrovlnných troubách existují tři typy grilů: křemenné, uhelné nebo topné těleso. V prvním případě máme těleso skryté za kovovou mřížkou, které se rychle zahřívá, spotřebovává výrazně méně energie než jiné typy a nevyžaduje údržbu.

Grily na dřevěné uhlí jsou dobré, protože téměř kompletně napodobují otevřený oheň. Pokrmy na výstupu jsou šťavnaté, jako by byly připraveny na grilu nebo v plynové troubě. Topné těleso je vyrobeno z uhlíkových vláken a je náročné na údržbu.

Grily s topnými tělesy jsou univerzální. Jejich údržba je poměrně snadná – čistit a vyměňovat. Trubky mohou být umístěny buď nahoře, nebo dole. Existují však modely se dvěma topnými tělesy a dokonce i s pohyblivým grilem, kde se topné těleso během vaření sníží a vrátí se na místo, když je zařízení vypnuto.

Čtěte také: Po výměně elektroměru se zvýšila spotřeba

Důležitá funkce dvířek mikrovlnné trouby

Neméně pozornost se při výrobě věnuje i dvířkům. V mikrovlnných troubách nejsou dvířka jen dekorativním prvkem, ale fungují také jako jakési bezpečnostní zařízení. Princip je velmi jednoduchý: pokud otevřete dvířka, zámek se aktivuje a provoz jednotek se zastaví. Navzdory zdánlivé jednoduchosti je zařízení dvířek poměrně složité, protože je spojeno s bezpečným provozem celého zařízení.

Pojďme se tedy blíže podívat na to, jak fungují dvířka mikrovlnné trouby:

1. Zaprvé musí výrobce zajistit, aby dvířka a tělo zařízení dokonale zapadaly s minimálním úhlem. Velké mezery neumožňují používání zařízení. Důvod je jednoduchý: dvířka slouží jako jakýsi štít před mikrovlnným zářením a pokud je mezera dostatečně velká, může záření proniknout i za hranice varné komory. Co je záření a jak je nebezpečné, je již dlouho známo.
2. Za druhé, obvod dveří je vybaven vysokofrekvenční škrticí klapkou. Toto zařízení slouží ke snížení záření na přijatelnou úroveň.
3. Za třetí, při odlévání tělesa dveří se přidává mnoho přísad, s jejichž pomocí se dosahuje vysokého procenta absorpce záření. Samozřejmě si nelze být zcela jisti 100% absorpcí záření, ale není pochyb o tom, že zbytkové vlny nepředstavují nebezpečí a významné poškození lidského zdraví.

Jsou mikrovlnky nebezpečné?

Debata o škodlivosti mikrovlnných trub neutichla od jejich uvedení do hromadné výroby. Dosud neexistují žádné spolehlivé informace potvrzující škodlivost používání tohoto typu zařízení.

Je třeba si uvědomit, že mikrovlnná trouba nevyzařuje radioaktivní vlny. Naopak, mikrovlnná trouba umožňuje vařit jídlo bez ztráty jeho užitečných vlastností. Jídlo je zdravější, protože si zachovává až 80 % vitamínů a minerálů.

Tradiční trouby a sporáky se takovým výsledkem pochlubit nemohou. Pokud zařízení obsluhujete striktně podle pravidel, pak z jeho provozu nehrozí žádné nebezpečí. Tento závěr potvrzuje i výše zmíněný způsob konstrukce mikrovlnné trouby.

Není to zdravé jídlo vařené v mikrovlnné troubě (tzv. rychlé občerstvení), které může způsobit škodu, a tepelný mikrovlnný efekt s tím nemá absolutně nic společného. Škoda koláčů (a dalších moučných výrobků) nespočívá v tom, že se vaří v troubě, ale v jejich vysokém obsahu kalorií a pomalé stravitelnosti tělem.

Návod k použití mikrovlnné trouby

Abyste s mikrovlnnou troubou správně zacházeli, musíte pečlivě přistupovat ke všem bodům – od výběru nádobí až po správné vypnutí po použití.

Jaký druh nádobí bych měl použít?

Nejlepším materiálem pro ohřev v mikrovlnné troubě je žáruvzdorné sklo. Vhodné jsou také porcelánové a jiné keramické výrobky, papír (karton). Mikrovlny jimi procházejí velmi snadno a téměř je neohřívají. Měli byste se však vyhnout pokrmům vyrobeným z následujících materiálů:

• Plastická chirurgie. Dobře propouští mikrovlnné záření, ale kvůli toxickým složkám při výrobě (např. pěnový polystyren) může představovat nebezpečí pro vaše zdraví.
• Kov. Vedou elektřinu, aniž by jimi procházely mikrovlny. Nebudete tedy moci vařit nebo jednoduše ohřívat pokrm v hliníkové pánvi nebo litinovém hrnci. Kov prostě nedovolí, aby se k jídlu dostaly elektromagnetické vlny, a to zůstane studené. V tomto případě se samozřejmě zahřeje i samotný kov a od jeho žáru se může zahřát i jídlo. To však může vést k poškození mikrovlnné trouby a budete muset dlouho čekat, než se pokrm uvaří. Přečtěte si pokyny pro opravu mikrovlnné trouby zde.

Některé materiály mohou obsahovat kovy a to může být obtížné předem odhadnout. Toto je například krystal. Vyplatí se tedy pozorně číst na etiketě, jaké materiály byly použity při výrobě konkrétního nádobí.

• melamin. Jedná se o lehký a krásný materiál na nádobí, podobný porcelánu, ale nelze jej umístit do mikrovlnné trouby. Faktem je, že při zahřátí uvolňuje toxiny, které jsou nebezpečné pro vaše zdraví.

Pokud jde o tvar nádobí, může být jakýkoli, ale ne s úzkým hrdlem, protože může být nebezpečný při ohřívání v mikrovlnné troubě. Některé kapaliny se totiž zahřejí až k bodu varu, ale k prudkému promíchání uvnitř objemu nedochází. Když ale takový džbán nebo baňku vytáhnete z mikrovlnné trouby, tekutina se okamžitě vyvaří, z nádoby vyteče vařící pěna a můžete se popálit. Za určitých podmínek se tak chovají například destilovaná voda a některé čištěné rostlinné oleje.

Doporučujeme přečíst si článek o tom, jaké nádobí je vhodné do mikrovlnné trouby.

Správná manipulace s produkty

Zpočátku stojí za to přesně určit, co nelze rozmrazit v mikrovlnné troubě:

• Máslo. Pokud ji vložíte do mikrovlnné trouby a necháte ji delší dobu, nejenže se rozpustí, ale také se rozvaří a zabarví celou troubu zevnitř. To se děje proto, že uvnitř oleje není jen samotný olej, ale také voda. Vře se při 100 stupních a olej asi při 120. Voda se tedy může proměnit v páru ještě dříve, než se máslo rozpustí a vodní pára roznese olej po celém sporáku.

Přibližně totéž se může stát s jinými produkty, které je někdy třeba rozpustit, například čokoládou, takže je lepší to udělat ne v mikrovlnné troubě, ale v páře.

• Výrobky s hustou skořápkou. Jedná se například o vejce, rajčata, celá drůbeží játra. Při zahřátí se část vody nejen postupně ohřeje, ale okamžitě se změní na páru. Pokud ohříváte jídlo delší dobu, pak se z přímého ohřevu vytváří ještě více páry. Tato pára nemá kam uniknout, takže tlak uvnitř nádoby se zvyšuje a vede k explozi.
• Hermeticky uzavřená nádoba. Například konzervy a lahve. Důvod je stejný jako v předchozích odstavcích – je zde vysoká pravděpodobnost výbuchu.

Dále byste měli vzít v úvahu tipy, jak správně zacházet s jídlem při ohřívání nebo vaření v mikrovlnné troubě:

• Před mikrovlnným ohřevem musí být klobásy pevně zabalené v střívku propíchnuty vidličkou, aby se vytvořily otvory pro únik páry, jinak se klobásy zevnitř obrátí.
• Ve vejcích a dalších potravinách je třeba zničit všechny vnější a vnitřní skořápky, například udělat omeletu nebo nakrájet játra.
• K vaření vajec a dalších produktů v mikrovlnné troubě se používají speciální hrnce se stíněním. Nalévá se do ní voda, ohřívá ji mikrovlnné vlny, ale k vajíčkům se elektromagnetické záření nedostane – jsou zakrytá clonou.
• Pokud do mikrovlnné trouby vložíte malou nádobu, měli byste do ní přidat běžnou sklenici vody. Vyhnete se tak přehřátí magnetronu.
• Jakékoli tekuté nádobí je lepší osolit v mikrovlnné troubě předem, a ne až po vaření. Tímto způsobem ušetříte čas a energii. Destilovaná (nesolená) voda se totiž v mikrovlnce ohřeje a vaří, ale déle než běžná voda.
• Velmi zmrazený produkt (například maso) bude v mikrovlnné troubě trvat poměrně dlouho, než se rozmrazí a musíte zapnout mikrovlnnou troubu na minimální výkon. Důvodem je, že molekuly ledu nejsou molekuly vody, mikrovlnné vlny je tak intenzivně neuvolňují. Kromě toho molekuly ledu tvoří poměrně tuhou strukturu a není tak snadné je „rozkývat“ jako molekuly vody.

Suchý chléb se často doporučuje „změkčit“ v mikrovlnné troubě, ale při delší expozici a maximálním mikrovlnném výkonu se může vznítit. Totéž se může stát i s popcornem určeným k vaření v mikrovlnné troubě. Proto musíte být při vkládání takových potravin do mikrovlnné trouby ostražití.

Viz také: Elektrická měření. Seznam otázek

Pravidla zapnutí/vypnutí

Prázdnou mikrovlnnou troubu nelze zapnout, zvláště při plném výkonu:

1. Uvnitř trouby jsou všechny stěny (a dokonce i dvířka) speciální pokovená obrazovka, která odráží mikrovlny zpět do mikrovlnky. Jediné místo, kde není stínítko, je otvor pro výstup elektromagnetických vln z magnetronu.
2. Když je na tácu jídlo, mikrovlny použijí svou energii k ohřevu jídla. Pokud není co absorbovat energii, mikrovlnné záření se odráží od stěn stínících ploch a hustota vln se stále více zvyšuje.
3. Mikrovlnné záření dopadá zpět do magnetronu, a pokud je vyroben z kovu, jednoduše se přehřeje a může selhat.

Předpokládá se, že po zahřátí misky v mikrovlnné troubě je lepší ji nechat stát 3-5 minut. Pak mají čas na neutralizaci takzvané „volné radikály“, tedy části molekul, které se rozpadly pod vlivem mikrovln.