Кто изобрел микроволновку

Кто придумал и изобрел микроволновку

Сегодня микроволновой печью пользуются во многих семьях, да и на работе удивить этим прибором кого-либо сложно. Он доступен по цене и не является роскошью, имеет небольшие габариты, удобен и прост в пользовании. Но так было не всегда. Предлагаем краткий исторический экскурс во времена создания микроволновки. Интересно ведь, что представляла собой микроволновка в своём первоначальном виде.

Кто придумал микроволновку

Согласия по данному вопросу нет и по сей день. Россия и США оспаривают авторство микроволновой печи, однако, патент принадлежит изобретателю из США.

Версии историков о том, кто изобрёл микроволновую печь

Одна из наиболее правдоподобных версий звучит так – американский инженер и изобретатель Перси Лебарон Спенсер однажды, в ходе экспериментальных работ с магнетроном, обнаружил, что шоколадка, находившаяся в его кармане, в ходе работ расплавилась. Есть также версия, что он положил бутерброд на магнетрон, а затем обнаружил нагрев пищи в процессе работы устройства. Вероятно, что в ходе экспериментов он получил ожог, но, когда получал патент на изобретение СВЧ-печи, решил об этом умолчать, дабы не портить имидж своему детищу.

Другая версия, изложенная в газете «Труд» за 17.05.2011, гласит, что ещё 13 июня 1941 года на страницах этой же газеты описывалось устройство, использующее сверхвысокочастотные токи для того, чтобы обрабатывать мясопродукты. Разработка якобы велась в лаборатории магнитных волн Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности.

Также существуют версии о немецких разработках времён Третьего рейха, попавшие в руки учёных из СССР и США. Но они так и не получили подтверждения.

Патент на изобретение микроволновки

Выдача патента на прототип микроволновой печи состоялась в 1946 году. Она носила название «Radarange», первый выпуск её датирован 1947 годом, использовалась, чтобы быстро производить разморозку пищевых продуктов. Применялась она только военнослужащими в столовых и госпиталях.

Интересно знать!

Первая микроволновка по высоте составляла около 180 см, весила примерно 340 кг. Потребляемая мощность вдвое превышала современные аналоги и потребляла 3 кВт, стоимость её была довольно большая — 3 тыс. долларов.

Первые микроволновые печи

Серийное производство вышеописанной модели началось с 1949 года. Первая бытовая микроволновка для широких масс населения была создана фирмой «Tappan Company» в 1955 году. Серийное производство бытовых микроволновок датируется 1962 годом, его наладила компания «Sharp», Япония. Новинка была встречена с недоверием, и особой популярности не получила.

В Советском Союзе начало серийного производства микроволновых печей датируется началом 80-х. годов прошлого столетия. Выпуском их занимались ЗИЛ, ЮжМаш, завод «Электроприбор» (Тамбов), Днепровский машиностроительный завод имени В. И. Ленина.

Кто изобрёл микроволновку: СССР или Америка?

Как уже было написано выше, точно установить авторство изобретения не представляется возможным. Дело в том, что в 1941 году Советский Союз был втянут в тяжёлую и кровопролитную в истории войну, и всем стало просто не до изобретения. Согласно существующим международным правилам, авторство признаётся за тем, кто получил патент. Следовательно, официальным автором микроволновой печи является Перси Лебарон Спенсер из США.

Микроволновка: со времён изобретения до наших дней

С момента создания первых моделей по сей день внешний вид микроволновой печи сильно изменился – она стала компактнее, удобнее в пользовании, появилась масса полезных функций:

• Визитная карточка любой микроволновки – вращающийся поднос, появился в 1962 году благодаря разработкам японской компании Sharp.
• Микропроцессор, управляющий работой микроволновки, начал впервые применяться с 1979 года.
• В конце 90-х. годов прошлого столетия появились модели, где управление прибором осуществляет встроенный микрокомпьютер, тогда же появились функции гриля и конвекции.

Компания Panasonic ввела ещё одну инновацию – инверторные микроволновые печи. В отличие от обычных моделей, где питание магнетрона происходит от трансформатора, в инверторных печах питание подаётся через инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный. В результате на подогреваемую пищу оказывается регулируемое, более мягкое воздействие, позволяющее прогревать её равномерно. Помимо этого, инвертор размерами меньше, нежели трансформатор, что также позволяет уменьшить массу и габариты устройства, и без того ставшее компактным по сравнению с первыми прототипами, весившими более трехсот килограмм и по размерам не уступавшими большому холодильнику.

На заметку! Первые модели микроволновых печей весили около 300 кг.

Современные печи, в отличие от начальных, оснащены таймером, позволяющим в нужный момент автоматически отключить устройство. Таким образом, за микроволновкой не надо следить как раньше, она сама отключится по прошествии определённого времени и подаст звуковой сигнал.

Одним словом, прогресс не стоит на месте, и множество компаний конкурируют друг с другом за рынок сбыта, предлагая покупателю всё новые и новые модели с различными функциями. Несмотря на появление множества различных инноваций, принцип действия микроволновки с момента её изобретения не изменился. Она по-прежнему использует токи сверхвысокой частоты для разогрева, а также приготовления продуктов.

Микроволновая печь

Микроволно́вая печь или СВЧ-печь (устаревшее ударение микрово́лновая [1] ) — электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или подогрева пищи, размораживания продуктов в быту с использованием электромагнитных волн дециметрового диапазона (обычно с частотой 2450 МГц).

В промышленности эти печи используются для сушки, разморозки, плавления пластмасс, разогрева клеев, обжига керамики и т. д. В некоторых промышленных печах частота излучения может варьироваться (так называемые англ.  variable frequency microwave, VFM ).

В отличие от классических печей (например, духовки или русской печи), разогрев продуктов в микроволновой печи происходит не только с поверхности, но и по объёму продукта, содержащему полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны данной частоты проникают и поглощаются пищевыми продуктами на глубине примерно 2,5 см. Это сокращает время разогрева продукта. [2]

Содержание

Устройство

Основные компоненты магнетронной микроволновой печи:

, с металлизированной дверцей, камера (в которой концентрируется высокочастотное излучение, например 2450 МГц), куда помещаются разогреваемые продукты;  — источник высоковольтного питания магнетрона;
• цепи управления и коммутации;
• непосредственно СВЧ-излучатель — магнетрон; для передачи излучения от магнетрона к камере;
• вспомогательные элементы:

• вращающийся столик — необходим для равномерного разогрева продукта со всех сторон;
• схемы и цепи, обеспечивающие управление (таймер) и безопасность (блокировки режимов) устройства; , охлаждающий магнетрон и проветривающий камеру.

Разновидности

• с грилем
• с конвекцией (означает, что МВП может обдувать продукт горячим воздухом таким же образом, как обычная духовка).

Принцип работы

Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в материалах, содержащих полярные молекулы. Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их согласно силовым линиям поля, что и называется дипольным моментом. А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг — это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.

Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже. У льда замороженные молекулы воды удерживаются в кристаллической решётке, требуют для дипольного сдвига более низкой частоты (килогерцы вместо гигагерц, например, для удаления льда с линий электропередачи используется частота 33 кГц), и частота излучения, используемая в микроволновой печи, оказывается не оптимальной.

Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом деле микроволны идут снаружи внутрь, задерживаются в наружных слоях пищи, потому разогрев равномерно влажного продукта происходит приблизительно так же, как и в духовой печи (чтобы убедиться в этом — достаточно подогреть варёный картофель «в мундире», где тонкая кожура достаточно защищает продукт от высыхания). Неверное представление вызвано тем, что микроволны не воздействуют на сухие непроводящие материалы, которые обычно бывают на поверхности продуктов, и поэтому их нагревание в некоторых случаях начинается глубже, нежели при других способах нагрева (хлебные изделия, к примеру, разогреваются именно «изнутри», и именно по этой причине — хлеб и булочки снаружи имеют подсохшую корочку, а большинство влаги сосредоточено внутри).

Мощность печи

Мощность СВЧ-печей варьируется в диапазоне от 500 до 2500 Ватт и выше.
Практически все бытовые печи позволяют пользователю регулировать уровень излучаемой мощности. Для этого нагреватель (магнетрон) периодически включается и выключается, согласно установке регулятора мощности (т. е. сам магнетрон имеет только два состояния — вкл./выкл., но чем больше длительность включённого состояния, по отношению к выключенному — тем больше излучённая мощность печи в единицу времени — метод т. н. широтно-импульсной модуляции). Эти периоды включения/выключения можно наблюдать во время работы печи непосредственно (слышать это в виде изменений шума, производимого работающей печью, а также — по изменению внешнего вида некоторых продуктов (надувания некоторых воздушных продуктов, в том числе — пакетов) и т. п.) во время включения и выключения магнетрона.

Меры предосторожности

Микроволновое излучение не может проникать внутрь металлических предметов, поэтому невозможно приготовить еду в металлической посуде. Металлическая посуда и металлические приборы (ложки, вилки), находящиеся в печи в процессе нагревания, могут вывести её из строя.

Нежелательно помещать в микроволновую печь посуду с металлическим напылением («золотой каёмочкой») — даже этот тонкий слой металла сильно нагревается вихревыми токами и это может разрушить посуду в области металлического напыления.

Нельзя нагревать в микроволновой печи жидкость в герметично закрытых ёмкостях и целые птичьи яйца — из-за сильного испарения воды внутри них создаётся высокое давление и, вследствие этого, они могут взорваться. Из этих же соображений нежелательно сильно разогревать сосисочные изделия, обтянутые полиэтиленовой плёнкой (либо, перед разогревом, проткнуть каждую сосиску вилкой).

Разогревая в микроволновке воду, также следует соблюдать осторожность — вода способна к перегреванию, то есть, к нагреванию выше температуры кипения. Перегретая жидкость способна почти мгновенно вскипеть от неосторожного движения. Это относится не только к дистиллированой воде, но и к любой воде, в которой содержится мало взвешенных частиц. Чем более гладкой и однородной является внутренняя поверхность сосуда с водой, тем выше риск. Если у сосуда узкое горлышко, то велика вероятность, что в момент начала кипения перегретая вода выльется и обожжёт руки.

История

Американский инженер Перси Спенсер впервые заметил способность сверхвысокочастотного излучения к нагреванию продуктов и запатентовал микроволновую печь. В момент изобретения Спенсер работал в компании Raytheon, занимающейся изготовлением оборудования для радаров. По легенде, когда он проводил эксперименты с очередным магнетроном, Спенсер заметил, что кусок шоколада в его кармане расплавился. По другой версии, он заметил, что нагрелся бутерброд, положенный на включённый магнетрон. Возможно, причиной изобретения был как раз ожог, но из коммерческих соображений имидж прибора портить было нецелесообразно.

Патент на микроволновую печь был выдан в 1946 году. Первая в мире СВЧ-печь «Radarange» была выпущена в 1947 году фирмой Raytheon и была предназначена не для приготовления пищи, а для быстрого размораживания продуктов и использовалась исключительно военными (в солдатских столовых и столовых военных госпиталей). Её высота была примерно равна человеческому росту, масса 340 кг, мощность — 3 кВт, что примерно в два раза больше мощности современной бытовой СВЧ-печи. В 1949 году началось их серийное производство. Стоила эта печь около 3000 $.

25 октября 1955 года американская компания «Tappan Company» впервые представила бытовую микроволновую печь.
Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 году. Первоначально спрос на новое изделие был невысок.

В СССР с начала 80-х микроволновые печи выпускались на заводах ЗиЛ (модель «ЗИЛ») и Южный машиностроительный завод (модель «Мрия МВ»). Тамбовский завод «Электроприбор» (Модель «Электроника»); Днепровский машиностроительный завод им. Ленина (ДМЗ) выпускал «Днепрянка-1» (1990 г, 32 литра, мощность 2300 ватт, масса 40 кг, цена 350 руб) [3] и «Днепрянка-2», но использовались в них импортные магнетроны японского производства [источник не указан 946 дней] . Чертежи ДМЗ получил с завода «Радиотехника» [источник не указан 339 дней] .

Утверждение о советском приоритете

17 мая 2011 года газета «Труд» сообщила, что в её номере от 13 июня 1941 года в заметке была описана специальная установка, использовавшая токи ультравысокой частоты для обработки мясных продуктов и разработанная в лаборатории магнитных волн Всесоюзного научно-исследовательского института мясной промышленности. [4]

Вопросы безопасности

Электромагнитная безопасность

Федеральные санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы

Предельно допустимые уровни плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц — 300 ГГц в зависимости от продолжительности воздействия. При воздействии излучения 8 и более часов предельно допустимый уровень (ПДУ) — 0,025 мВт/см², при воздействии 2 часа, ПДУ — 0,1 мВт/см², а при воздействии 10 минут и менее, ПДУ — 1 мВт/см². [5]

Мифы о СВЧ-печах

• Упорно держатся утверждения, что железная тарелка может спровоцировать взрыв большой мощности (на самом деле, в худшем случае, она вызовет повреждение магнетрона из-за искрения).
• Если долго держать включённой микроволновую печь на большой мощности, она своим мощным электромагнитным излучением может вывести из строя все электроприборы в радиусе нескольких метров. На самом деле, электромагнитное излучение вне рабочей камеры не больше, чем от задней стенки системного блока компьютера, правда вблизи она всё-таки может помешать приёму сигнала сотовым телефоном на близкой частоте. Некоторые модели печей могут создавать помехи Wi-Max, Wi-Fi и Bluetooth.
• что микроволновая печь может вызвать аллергию… на электромагнитные волны.
• что микроволновое воздействие изменяет структуру воды и пищевых продуктов. На самом деле, воздействие микроволнового излучения в печи на вещества связано с банальным разогревом. Хотя химики и изучали (крайне редкие) реакции, на ход которых, по их мнению, влияло нетепловое воздействие микроволнового излучения [6] , в результате независимых экспериментов [7] было установлено, что наблюдённые «нетепловые» эффекты на самом деле определялись неоднородностью нагрева, и предположение о наличии нетепловых микроволновых эффектов должно быть пересмотрено.
• что впервые СВЧ-печь, под названием «Radiomissor», была якобы создана немецкими учёными во время Второй мировой войны, она даже якобы применялась в действующей немецкой армии, для разогрева продуктов питания, но якобы оказалась небезопасной и от неё отказались [8] (однако российские сайты при этом ссылаются на зарубежные, а зарубежные — на российские исследования, якобы проведённые в несуществующих российских городах Кинск и Раджастан).

Интересные факты

В прессе встречаются утверждения, что микроволновые печи (со снятой дверцей) могут использоваться в военном деле для недорогой имитации радаров, с целью заставить противника истратить для их подавления дорогостоящие боеприпасы или ресурсы самолётов постановки помех. Обычно публикации ссылаются на опыт сербской армии в Косово [9] .

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?

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.

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%.

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.

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.

Заключение

Остается только поблагодарить Перси Спенсера за создание такого чуда электроники. Ведь современная кухня немыслима без микроволновки. Слухи же про ее пагубное воздействие сильно преувеличены: все новое и неизведанное в любом случае сталкивается с негативной критикой. Важно, что сегодняшние печи безопасны (при соблюдении правил эксплуатации) и попросту незаменимы на любой кухне.