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微波爐的工作原理是什麼?

眾所周知,微波爐是一種用微波加熱食品的現代化烹調灶具,微波是一種電磁波。微波爐由電源,磁控管,控制電路和烹調腔等部分組成,那麼,微波爐是如何做到迅速加熱食物的呢?讓我們一起來瞭解微波爐的工作原理。

先讓我們來瞭解一下微波爐的工作原理:

簡單地說,微波爐的磁控管將電能轉化為微波能,當磁控管以 2450MHZ 的頻率發射出微波能時, 置於微波爐爐腔內的水分子以每秒鐘 24.5 億千次的變化頻率進行振盪運行,產生高頻電磁場的核心元件是 磁控管。食物分子在高頻磁場中發生震動, 分子間相互碰撞、 磨擦而產生熱能,結果導致食物被加熱。微波爐正是利用這一加熱原理來進行食物的烹飪 。微波是一種電磁波,這種電磁波的能量不僅比通常的無線電波大得多,這種肉眼看不見的微波,能穿透食物達 5cm 深,並使食物中的水分子也隨之運動,劇烈的運動產生了大量的熱能,於是食物 " 煮 " 熟了。這就是微波爐加熱的原理。而且這種微波還很有“個性”:微波一碰到金屬就發生反射,金屬根本沒有辦法吸收或傳導它;微波可以穿過玻璃、陶瓷、塑膠等絕緣材料,但不會消耗能量;而含有水分的食物,微波不但不能透過,其能量反而會被吸收,還有就是用普通爐灶煮食物時,熱量總是從食物外部逐漸進入食物內部的。而用微波爐烹飪,熱量則是直接深入食物內部,所以烹飪速度比其它爐灶快 4 至 10 倍,熱效率高達 80% 以上。目前,其他各種爐灶的熱效率無法與它相比。

在利用微波爐對食物加熱的過程中,水分子有著自己獨特的作用。一般食物是由大分子構成了,大分子在變化磁場中的運動不明顯。水分子的品質相對較小,而且,水分子的構成比較特殊。一個水分子是有兩個氫原子和一個氧原子組成的,兩個氫原子處於氧原子的同一側,這使得水分子在整體上看來它的電極性和磁極性具有不對稱性。這樣,在變化的點磁場中,水分子的電極方向會隨電磁場不斷變化,進而引起水分子的運動。不同水分子間的相互碰撞會釋放出熱能,達到對事物加熱的效果。因為電磁場遍部微波爐中,所以事物中的水分子的運動是同時進行的,熱量也是在事物各處同時產生,加熱明顯加快。

微波爐正是利用微波的這些特性製作的。它的外殼用不銹鋼等金屬材料製成,可以阻擋微波從爐內逃出,以免影響人們的身體健康。裝食物的容器則用絕緣材料製成。而微波爐由於烹飪的時間很短,能很好地保持食物中的維生素和天然風味。比如,用微波爐煮青豌豆,幾乎可以使維生素 C 一點都不損失。另外,微波還可以消毒殺菌。

使用微波爐時,應注意不要空 " 燒 " ,因為空 " 燒 " 時,微波的能量無法被吸收,這樣很容易損壞磁控管。另外,人體組織是含有大量水分的,一定要在磁控管停止工作後,再打開爐門,提取食物。

很多人由於擔心微波爐會產生微波洩漏,進而危害健康,以至於在家中添置了微波爐後,在使用時也不得不 “ 小心翼翼 ” ,好象使用的不是微波爐,而是 “ 隱形炸彈 ” 。更有甚者,歡歡喜喜將微波爐扛回了家,卻因為顧慮微波洩漏而將之束之高閣,當做了擺設。其實,這種擔心是多餘的。專家認為,微波爐的微波洩漏極其細微,無妨健康,盡可放心使用。

至於微波洩漏問題,應該說是在微波爐製造中首先應當解決的要素。對此,生產廠家都採取了相應的措施來防止洩漏。最初級的一種方式叫機械防洩漏,主要靠爐門的密封性來實現防微波洩漏。而國外的一些著名微波爐製造商,則利用微波本身的特性,採用環繞抑制的結構,使整爐的微波洩漏控制到最小。

但是,如果遇到不可預見的原因,微波爐爐門突然打開,比如說,頑皮的兒童在微波爐工作時打開了爐門,猝不及防之中,微波不是會大量洩漏了嗎?不必擔心,先進的電控機構可以及時切斷磁控管的工作電源,以確保無微波洩漏。如用以隔斷微波洩漏所採用的三級連鎖防護技術。三級連鎖包括初級連鎖裝置、次級連鎖裝置和監察器。初級連鎖裝置可在瞬間使磁控管停止工作;次級連鎖裝置則是初級連鎖裝置的雙保險,萬一初級連鎖防護沒有奏效,次級連鎖就會立即承擔起阻斷磁控管發射微波的工作;在以上兩道防線都沒有履行職責的情況下,監察器 —— 也就是第三道防線,就會使電流短路,斷開保險絲。這樣,微波就消失了。需要說明的是,要讓監察器工作的效率是很低的,一般來說,前兩道防線就足以使微波爐停止工作,從而防止微波洩漏了。

實際上,微波爐工作所產生的輻射甚至比一根普通日光燈管還要少。目前,微波爐洩漏的國際標準是每平方釐米不超過 5 毫瓦。