в каком году придумали 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.
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:
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.
Как изменилась микроволновка за 70 лет
СВЧ в человеческий рост
В 1947 году, через пару лет после якобы случайного изобретения этого устройства инженером и изобретателем Перси Спенсером, в США была сконструирована микроволновая печь высотой в человеческий рост (170 см) и весом 340 кг. Модель назвали Radarange: ведь ее выпускало военное предприятие Raytheon, производившее радары. Мощность устройства была около 3 кВт (для сравнения, у современных моделей — от 0,7 до 1,2 кВт, если без гриля), в процессе работы она раскочегаривалась так, что было предусмотрено жидкостное охлаждение с насосом и радиатором. Такие печи использовались в военных частях и госпиталях, а позже в гражданских учреждениях (размораживали и разогревали продукты), но не дома. И готовить в них никто не собирался — до поры, до времени. Подобные микроволновые печи стали выпускать и других странах, например, в Японии их производила компания Toshiba.
Первая модель для дома
Американская компания Tappan совместно все с тем же Raytheon в 1955 году выпускает более компактную микроволновку RL-1, её уже можно представить дома. Спрос, мягко говоря, невелик: в первый год выпустили всего 34 экземпляра. Страшно же и не понятно, что за военная штука такая, да и стоит 1295 долларов — по тем временам просто бешеные деньги. Модель выпускается до 1964 года, за все время производства увидели свет всего-навсего 1395 приборов. Из той же серии — модель
Tappan: может встраиваться
По следам RL-1 В 1961 году японская компания Sharp выпустила настольную микроволновую печь R-10 и в 1962 году наладила ее серийный выпуск. «Компания Sharp была уверена, что когда-нибудь микроволновые печи станут основной техникой в домах» — написано сейчас на сайте компании. Но до этого еще далеко, опыт американцев это показал, и домашние печки продаются плохо, а компания Sharp сосредотачивается на производстве микроволновых печей для промышленных нужд и общественных заведений.
Налетай — подешевело! Какой была популярная модель за 400 долларов?
1965 год: под торговой маркой Amana, купленной Raytheon, выпускается очень компактная микроволновка, уже действительно похожая на современные. С этой и других моделей Amana, а также микроволновок американской компании Litton Industries начинается продвижение СВЧ-печей как приборов, в которых можно готовить, а не только разогревать. Модели середины 60-х обзаводятся двумя таймерами: верхним на 5 минут и нижним на 25. Такова Amana RR-1 1967 года. В следующем годы микроволновка этой же марки обзаводится кнопкой «Стоп» — раньше остановить печь можно было, только открыв дверцу.
Поворотный столик
Интересно, что сейчас от него отказываются, и самые продвинутые микроволновки — как раз те, в которых его нет. В них микроволны распределяются равномерно, следовательно, во вращающемся столике нет необходимости. Но в 1966 году поворотный столик, придуманный инженерами все той же Sharp был прорывом, позволившим добиваться максимально возможной на тот момент равномерности приготовления, размораживания, разогрева.
Первая микроволновка с микропроцессорным управлением
Снова японцы, снова Sharp, год 1979. Что значит микропроцессорное управление для микроволновой печи? Прежде всего, наличие автоматических программ и возможности регулировки мощности. Считается, что эта же компания впервые «вывела» свою микроволновку в Интернет — и не пять-десять лет назад, а в 1999 году.
Двухтысячные: время инноваций и фишек
Компания Panasonic, а за ней и все ведущие мировые производители, начинают выпуск инверторных микроволновых печей. Главное отличие в том, что мощность устанавливается на произвольном уровне. «Обычные» печи мощностью, скажем, 1000 Вт, чтобы греть на 500 Вт включают и выключают магнетрон на равные промежутки времени. Для прочих режимов просто меняется соотношение периодов «активности» и «отдыха», но всегда часть времени пища облучается максимальной мощностью. Инверторная печь способна выдавать настоящие 500 Вт. Или 300 Вт. Или сколько угодно ещё. Это позволяет микроволнам прогревать продукты максимально равномерно, а размораживать бережно.
А ещё уделяется огромное внимание дизайну: появляются красивые необычные микроволновки в стилях ретро и хай-тек.
История микроволновки: случайность или подарок инопланетян?
Кухни россиян микроволновая печь массово начала завоёвывать относительно недавно — с середины 90-х годов прошлого века. Но вообще-то в 2017-м ей семьдесят. Согласитесь, без неё наша жизнь была бы другой. Лайф напомнит, как СВЧ-печь работает, освежит в памяти вехи большого пути и разберётся с мифами, до сих пор окружающими это полезное на кухне устройство.
Как работает микроволновка?
Всё довольно просто. Используется явление разогрева микроволновым или сверхвысокочастотным (СВЧ) электромагнитным излучением (обычно с частотой 2,45 ГГц) веществ, содержащих воду, а точнее — дипольные её молекулы (на одном их конце положительный, а на другом — отрицательный заряд).
Микроволновое, или сверхвысокочастотное (СВЧ), излучение — это электромагнитные волны длиной от 1 миллиметра до 1 метра. Отметим, что эти волны существуют и в природе, их испускает Солнце. Длина волны в микроволновой печи — 12,25 см.
Инфографика: © L!FE
Непосредственно разогрев продуктов происходит из-за очень быстрого движения молекул под действием электромагнитного излучения, микроволн, генерируемых специальным излучателем — магнетроном — и попадающих в рабочую камеру по герметичному металлическому волноводу.
Электромагнитное поле, в котором находятся молекулы пищи, меняет полярность почти пять миллиардов раз в секунду, что и заставляет молекулы «кувыркаться» с бешеной скоростью, и от трения между ними выделяется тепло.
Современные СВЧ-печи — это не только микроволны. Они стали универсальными устройствами для тепловой обработки пищи: тут вам и гриль, и конвекционный нагрев (как в духовке), и даже пар. Всё это работает ещё и в симбиозе с микроволнами, что уменьшает время приготовления продуктов и блюд.
Версии появления
Именно версии, потому что их несколько. Кроме официальной, «американской», есть и другие, о которых вспоминают реже.
Папаша Спенсер
Перси Спенсер (Percy LeBaron Spencer) — американский инженер, работавший в сороковых годах ХХ века в компании Raytheon, которая и сегодня жива-здорова — крупнейший поставщик Пентагона, разработчик и производитель «Пэтриотов» и «Томагавков».
Спенсер тогда занимался разработкой и изготовлением радаров и их составляющих, и в один прекрасный, как потом выяснилось, для домохозяек всего мира день во время испытаний очередного магнетрона (генератора микроволн) он заметил, как сильно нагрелся сэндвич, почему-то лежавший на работавшем приборе.
Перси Спенсер. Фото: © meandr.org
По другой версии, в кармане у бедняги Перси расплавилась плитка шоколада, и он получил ожог, что, по сути, и стало началом интереса к бытовому использованию микроволн.
Вообще же заканчивалась Вторая мировая война и в руководстве Raytheon понимали, что поток военных заказов будет снижаться. Тогда и было принято решение приспосабливать военные технологии для мирной жизни (адаптация военных разработок для гражданских нужд — дело обычное). Спенсер озвучил идею «кулинаризации» магнетрона на одном из совещаний по выходу Raytheon на потребительский рынок и получил одобрение руководства. Так что микроволновка — скорее плод планомерной работы, чем случайность.
Версия о случайном изобретении микроволновой печи — красивая легенда. Микроволновка — продукт конверсии в американской оборонке.
Способ тепловой обработки пищи микроволнами запатентовали (номер патента — 620.919), и в 1947 году Raytheon представила первую микроволновую печь — Radarange. Весила она больше 300 кг, высотой была 180 см, имела мощность 3000 Вт (почти в три раза больше, чем у современных моделей), была с водяным охлаждением и стоила огромные тогда деньги — 5000 долларов (умножайте на 10–11 и получите эквивалент цены в наши дни).
Продукт получился явно не массовый. Первоначально печь закупало всё то же Министерство обороны США — для быстрого размораживания продуктов в солдатских столовых и на кухнях военных госпиталей. Некоторый интерес к Radarange проявили ещё владельцы отелей и ресторанов, устанавливали их и на судовых камбузах.
Японский след
Приложили руку к «микроволновой кулинарии» и японцы. По сути, они даже обогнали американцев, начав в 1962 году серийное производство Sharp R-10 (спрос, впрочем, был вялым), тогда как в Штатах первая массовая модель появилась на пять лет позже. В 1966 году Sharp разработала привычный сейчас поворотный стол, существенно улучшивший качество приготовления и размораживания продуктов. В 1979 году эта же компания презентовала первую СВЧ-печь с микропроцессорным управлением, а в 1999 — с выходом в сеть Интернет.
Коллаж © L!FE Фото: © matome.naver.jp
Скажем спасибо японцам за поворотный стол, но сейчас выпускаются (в том числе ими) и модели без него. Либо вращается антенна-распределитель в дне или потолке рабочей камеры (пользователь этого не видит), либо есть несколько стационарных распределительных антенн, а не одна. Отсутствие поворотного стола делает рабочую камеру ощутимо вместительней.
Сделано в СССР
Есть и мнение, что родина микроволновки — Советский Союз. Относительно недавно, 17 мая 2011 года, газета «Труд» сообщила, что перед самым началом Великой Отечественной войны, 13 июня 1941 года, публиковала заметку «Новый способ варки мяса», в которой описывалась установка, разработанная во Всесоюзном НИИ мясной промышленности для тепловой обработки мясных продуктов, использовавшая для этого токи ультравысокой частоты.
Это был своего рода прообраз микроволновой печи. Возможно, не случись через неделю с небольшим войны, родиной её так и считалась бы наша страна. Но всё сложилось по-другому, а после войны СССР было не до микроволновок.
Впрочем, гораздо позже, в 80-е годы ХХ века, в нашей стране было своё производство микроволновых печей из японских комплектующих: на заводах ЗИЛ (Москва) и Южмаш (Донецк).
Инопланетный гость
На десерт — версия об инопланетном происхождении микроволновой печи. Есть и такая. По ней технология была позаимствована американцами у инопланетян в результате знаменитого Розуэлльского инцидента. В 1947 году в Нью-Мексико разбился или был сбит якобы НЛО (ВВС США официально не подтверждают это, говоря о метеозонде). И вот там, на борту инопланетного корабля, вместе с тут же засекреченными инопланетянами якобы и нашли нашу героиню — микроволновку, во всяком случае, технологические решения, которые легли в основу её работы.
Фото: © Обложка видео с канала на Youtube/ MisterNarrador
Разумеется, никаких официальных подтверждений этой версии нет. Розуэлльский инцидент сейчас — скорее часть американской поп-культуры, хотя споры насчёт того, как всё было на самом деле, были это инопланетяне или секретный эксперимент военных, ведутся до сих пор.
Массовое завоевание кухонь
Первые шаги в дома американцев микроволновки делают в 1955 году, когда местный производитель бытовой техники Tappan (позже купленный концерном Electrolux), используя собственные разработки и технологии Raytheon, представил версию СВЧ-печи для домашнего использования. Но шаги эти пока несмелые — устройство всё равно получилось громоздкое, всё ещё малопонятное американцам, да и стоило хоть и дешевле, но всё равно дорого по тем временам — 1295 долларов.
Американская компания Litton Industries (существует и сейчас — крупнейший в США производитель военной техники) также много сделала в середине прошлого века для продвижения микроволновок в массы. Именно Litton мы обязаны появлением моделей того формата, который сейчас считается классикой: небольших по высоте, но относительно широких и глубоких.
Первая действительно популярная микроволновка появилась в США в 1967 году и была совместным продуктом Raytheon и Amana. Стоила она около 400 долларов. Именно 50 лет назад в США начался микроволновой бум. К 1975 году продажи СВЧ-печей составили уже около 1 миллиона штук в год.
Поначалу Япония в процентном отношении обгоняла США по распространению микроволновок. В начале 70-х уже 17% японских семей повседневно использовали дома СВЧ-печь, а в США — только 4%. Но уже через несколько лет такие печи трудились на кухнях 14% американских семей. К концу семидесятых она была уже более чем на 50% кухонь в США и обошла по популярности посудомоечную машину.
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:
Разновидности
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.
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.
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
