Nguyên lý làm việc của Lò vi sóng

Việc sử dụng lò vi sóng hiện nay ngày càng phổ biến bởi các lợi thế khi sở hữu một chiếc lò vi sóng trong gia đình mang lại. Hãy cùng EVBN khám phá mội điều về lò vi sóng và qua bài viết này hãy cân nhắc có nên mua lò vi sóng không nhé!

Lịch sử ra đời

Lò vi sóng nổi tiếng cũng là sản phẩm phụ của một công nghệ tiên tiến đã giúp thay đổi cục diện chiến tranh trong những năm 1920 và 1930. Các ống magnetron, ban đầu được sử dụng để phát triển radar quân sự tầm xa, đã được ứng dụng thương mại sau Thế chiến thứ hai. Mặc dù giới khoa học đã quen với đặc tính phát nhiệt của sóng vô tuyến từ những năm 1920, nhưng mãi đến năm 1945, Percy Spencer, một kỹ sư tự học người Mỹ mới tình cờ phát hiện ra hiệu ứng nhiệt của chùm vi sóng công suất lớn.

Năm 1945, trong chuyến thăm phòng thí nghiệm thử nghiệm magnetron, Percy nhận thấy rằng một thanh đậu phộng mà anh ta để trong túi bắt đầu tan chảy khi anh ta đang đứng gần một ống nam châm đang hoạt động. Vào ngày 8 tháng 10 năm 1945, Spencer được cấp bằng sáng chế cho quy trình nấu ăn bằng lò vi sóng và lò nướng thuộc công ty Raytheon.

Năm 1947, Raytheon tung ra lò vi sóng thương mại đầu tiên với tên gọi “Radarange.” Kể từ đó, lò vi sóng đã trải qua một số cải tiến và đã được sử dụng cho một số quy trình nấu nướng, từ hâm nóng tức thì đến nướng. Nhưng làm thế nào mà một thứ mà chúng ta dùng để giao tiếp cũng có thể nấu được thức ăn của chúng ta? Vâng, chúng ta hãy cố gắng hiểu điều này bằng cách khám phá khoa học đằng sau nó. Raytheon đã tung ra lò vi sóng thương mại đầu tiên với tên gọi “Radarange.” Kể từ đó, lò vi sóng đã trải qua một số cải tiến và đã được sử dụng cho một số quy trình nấu nướng, từ hâm nóng tức thì đến nướng.

Nguyên lý làm việc

Lò vi sóng hoạt động dựa trên nguyên lý biến đổi năng lượng điện từ thành nhiệt năng. Năng lượng điện từ (EM) đề cập đến bức xạ (sóng) bao gồm điện trường và từ trường dao động vuông góc với nhau. Khi một phân tử phân cực, tức là, một phân tử có chứa các điện tích trái dấu, rơi vào đường đi của các bức xạ EM này, nó sẽ dao động để sắp xếp với chúng. Điều này làm mất năng lượng từ lưỡng cực do ma sát và va chạm phân tử, dẫn đến hiện tượng nóng lên.

Các phân tử nước có bên trong các sản phẩm thực phẩm của chúng ta cũng xảy ra hiện tượng tương tự khi chúng tiếp xúc với bức xạ vi sóng, làm nóng thực phẩm từ trong ra ngoài. Vi ba là các bức xạ điện từ có tần số từ 300MHz (0,3 GHz) đến 300 GHz, và các bước sóng tương ứng trong khoảng từ 0,9m đến .0009m. Trong hầu hết các lò, vi sóng được sử dụng có tần số 2,24GHz (tức là bước sóng = 12,2cm). Những kích thước này cho phép vi sóng xâm nhập sâu vào bên trong thực phẩm và nấu chín từ bên trong, trong khi nhiệt độ của không khí xung quanh thực phẩm vẫn không đổi vì không khí là không phân cực.

Có một quan niệm sai lầm phổ biến rằng vi sóng trong lò vi sóng kích thích sự cộng hưởng tự nhiên trong nước. Tần số của lò vi sóng thấp hơn rất nhiều so với bất kỳ sự cộng hưởng tự nhiên nào trong một phân tử nước bị cô lập, và trong nước lỏng, những cộng hưởng đó bị mờ đi đến nỗi chúng hầu như không thể nhận thấy được.

Các thành phần chính của Lò vi sóng

Biến thế điện áp cao: Không giống như nhiều thiết bị gia dụng khác, lò vi sóng đòi hỏi nhiều điện hơn điện áp bình thường mà hệ thống dây điện trong nhà mang theo. Để thực hiện điều này, một máy biến áp bậc thang có đầu ra điện áp cao được đặt bên trong lò. Nguồn cung cấp 240V được tăng lên một vài nghìn vôn, sau đó được cấp cho magnetron khoang.

Magnetron khoang: Magnetron khoang là một ống chân không công suất lớn biến năng lượng điện thành các bức xạ vi sóng tầm xa, và do đó nó là thành phần quan trọng nhất của lò vi sóng.

Bộ điều khiển vi mô: Bộ vi điều khiển là thứ cho phép giao tiếp giữa người dùng và máy. Nó là một đơn vị điều khiển có chứa một hoặc nhiều lõi xử lý cùng với bộ nhớ và các thiết bị ngoại vi đầu vào / đầu ra có thể lập trình được. Nó xử lý các hướng dẫn mà người dùng đưa ra cho lò vi sóng và cũng hiển thị chúng trên màn hình bảy đoạn hoặc màn hình LED, tùy thuộc vào kiểu lò.

WaveGuide: Đúng như tên gọi, ống dẫn sóng là một ống kim loại rỗng dẫn các sóng được tạo ra ở đầu ra của magnetron về phía khoang (nơi chúng ta đặt thức ăn).

Quạt làm mát: Quạt làm mát làm giảm nhiệt độ hoạt động của magnetron và đảm bảo hiệu quả và tuổi thọ của nó.

Cơ chế làm việc

Quá trình hâm nóng thức ăn trong lò vi sóng khá đơn giản; tuy nhiên, cơ chế liên quan đến quá trình đó hơi không điển hình. Sau khi tạo ra vi sóng tại magnetron, chúng được dẫn hướng bởi ống dẫn sóng về phía thực phẩm bên trong khoang. Các vi sóng xâm nhập qua bề mặt của thực phẩm và tiếp cận các phân tử nước có bên trong nó.

Khi định hướng của điện trường thay đổi theo thời gian, các phân tử phân cực của nước cố gắng đi theo trường bằng cách thay đổi hướng của chúng bên trong vật liệu để xếp thành hàng dọc theo các đường sức trong một cấu hình có lợi về mặt năng lượng (cụ thể là với mặt dương hướng vào cùng hướng với các đường trường). Khi các phân tử này thay đổi hướng nhanh chóng (ít nhất hàng triệu lần mỗi giây), chúng sẽ thu được năng lượng, làm tăng nhiệt độ của vật liệu. Quá trình này được gọi là quá trình đốt nóng điện môi.

Năng lượng vi sóng giảm dần theo quy luật bình phương nghịch đảo, và do đó, khoang chứa, nơi chúng ta đặt thực phẩm, được thiết kế theo cách mà nó mang lại hiệu quả tối đa của tác dụng làm nóng của vi sóng. Hơn nữa, hầu hết các lò vi sóng đều có công tắc cửa không cho phép quá trình bắt đầu cho đến khi cửa được đóng kín hoàn toàn.

Ưu điểm của Lò vi sóng

Quá trình gia nhiệt thể tích của lò vi sóng là đặc điểm nổi bật nhất của chúng. Trong phương pháp nấu ăn thông thường, nhiệt phải lan truyền vào bên trong từ bề mặt của thực phẩm, trong khi sự lan truyền nhiệt trong trường hợp lò vi sóng được thực hiện một cách có kiểm soát với sự hỗ trợ của lò vi sóng.

Đây là một phương pháp nhanh chóng và tiện lợi để hâm nóng thức ăn và thức ăn thừa.

Vì lò vi sóng chỉ có thể tương tác với các chất phân cực như nước, chúng không thể ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của các thành phần không phân cực đó. Tuy nhiên, các phương pháp nấu thông thường khác có thể phá hủy một số thành phần phân cực cũng như không phân cực trong quá trình này.

Giao diện người dùng và bộ điều khiển vi mô tạo điều kiện kiểm soát chính xác nhiệt độ nấu.

Sự dễ dàng của quá trình nấu nướng trong lò vi sóng cũng dẫn đến việc vệ sinh thiết bị sau khi sử dụng dễ dàng hơn.

Nhược điểm của Lò vi sóng

Điều quan trọng là phải quan tâm đến loại đồ dùng nào đang được sử dụng trong lò vi sóng. Một món ăn không an toàn với lò vi sóng sẽ tạo ra phản ứng hóa học giữa thực phẩm và hộp đựng.
Giá thành của thiết bị cao so với các phương pháp nấu thông thường khác.

Rò rỉ vi sóng có thể dẫn đến nhiễu điện từ với các thiết bị điện khác có mặt ở khu vực lân cận. Máy tạo nhịp tim được lắp đặt ở một số bệnh nhân đặc biệt dễ bị rò rỉ bức xạ như vậy.

Bức xạ vi sóng có thể làm nóng mô cơ thể giống như cách nó làm nóng thức ăn. Tiếp xúc với mức độ cao của vi sóng có thể gây bỏng. Đặc biệt, mắt và tinh hoàn dễ bị tổn thương khi làm nóng bằng lò vi sóng vì có rất ít máu chảy trong đó để mang nhiệt lượng dư thừa đi.

Một nhược điểm khác của lò vi sóng là chúng có công suất hạn chế và do đó, chúng không phải là lựa chọn tốt nhất cho các gia đình đông người.

Chú ý khi sử dụng

Giống như nhiều thiết bị điện khác, điều quan trọng là phải tuân theo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất để biết các quy trình vận hành được khuyến nghị và các biện pháp phòng ngừa an toàn cho kiểu lò của bạn.

Sử dụng dụng cụ nấu ăn an toàn với lò vi sóng được sản xuất đặc biệt để sử dụng trong lò vi sóng.

Không nên cho lò vi sóng hoạt động khi có cửa mở, bị cong hoặc bị hỏng.

Để tránh mọi sự cố xảy ra, không nên đứng trực tiếp trước lò vi sóng khi lò đang hoạt động.

Không nên đun nóng chất lỏng lâu hơn nhiệt độ khuyến nghị vì nó có thể làm cho hơi nước tiếp cận các bộ phận điện và cản trở hoạt động của chúng.

Điều cần thiết là phải làm sạch khoang định kỳ bằng nước và chất tẩy rửa nhẹ. Khuyến cáo không sử dụng miếng cọ rửa, len thép, hoặc các chất mài mòn khác cho quá trình làm sạch.