Cuptorul cuCuptorul cu
microundemicrounde
Realizat de: Bîrgăoanu Andrea-Diana
Clasa: a XI-a S
Profesor îndrumător: Ghiţă Apostol

DescoperireaDescoperirea
Intr-o zi a anului 1947, Percy Spencer facea un tur prin laboratoarele
companiei sale - Raytheon Company, specializata in produse electronice.
Oprindu-se pentru cateva momente in fata unui magnetron (tub
electronic, folosit ca generator de oscilatii de inalta frecventa), el a simtit o
senzatie ciudata si a observat cu surprindere ca o ciocolata pe care o
avea in buzunar a inceput sa se topeasca.
Intrigat de modul in care ciocolata sa ajunsese crema, s-a repezit si
a cumparat o punga de boabe de porumb. Tinand punga in apropierea
magnetronului, a urmarit emotionat cum boabele expandeaza si se
transforma in popcorn.Astfel s-a inventat cuptorul cu microunde ,primul
aparat cantarind cca 300 de kg si avand inaltimea de 1,70m

Percy Spencer
(1894 –1969)

DefiniţieDefiniţie
Microundele sunt unde electromagnetice de înaltă frecvenţă, care există
liber în natură si a căror lungime este cuprinsă între 1 mm (300 GHz) i 1 mș
(0,3 GHz).
Un cuptor cu microunde, este un aparat
de bucătărie , care încălzeşte alimentele cu
încălzire dielectrica . Cu cat frecventa este
mai mare cu atat lungimea de unda este
mai mica. Microundele folosite la cuptoarele
actuale au o frecventa de 2450 MHz, adica
ele oscileaza de 2,45 miliarde de ori pe
secunda! Frecventele lor fiind extreme de
mari, lungimea de unda este infima – de aici
si denumirea de MICROUNDE!

Microundele au 3 proprietăţi principale:Microundele au 3 proprietăţi principale:
● Penetrabilitate: microundele pot penetra prin cermică, sticlă, plastice
rezistente la temperaturi înalte. Este necesar a se folosi vase cu penetrabilitate
bună a microundelor pentru a obţine încălzire bună.
● Absorbabilitate: microundele pot cauza vibraţiile moleculelor diverselor
alimente şi să se obţină astfelîncălzirea lor. Dar infiltrarea acestora depinde
mult de mărimea, grosimea şi proprietăţile alimentelor.
● Reflectivitate: microundele sunt reflectate de peretele de metal din cavitatea
interioară în aşa fel încât săformeze un câmp magnetic uniform şi astfel să se
obţină o încălzire uniformă a alimentelor.

.
− o mai eficienta uscare vis-a-vis de perioada de uscare reducand costurile de
productie
− sistemul este mult mai compact decat sistemul conventional
− energia este transferata intr-un mod mult mai curat (fara poluare)
− se realizeaza afanarea materialului
− absortia energiei in mod selectiv de catre constituentii cu pierderi
− energia se disipa repede in volumul materialului
− evita uscarea excesiva
− un cost relativ scazut al intretinerii
Cele mai mari avantaje ale energiei microundelor asupra
tehnologiei convetionale au fost bine precizatede catre Parkin (1979):

Cuptorul cu microundeCuptorul cu microunde
Cuptorul este compus din: magnetron,
ghid de unda
camera de incalzire.
Magentronul este un tub vidat prin care un flux de electroni care se
deplaseaza intr-un camp magnetic genereaza unde electromagnetice in
spectrul microundelor.
Ghidul de unda este un canal sau culoar metalic care duce de la magnetron
la camera de incalzire iar camera de incalzire este o cutie metalica ce are rolul
de a reflecta microundele in interiorul acesteia.

Principiul de functionare a cuptorului cu microunde:Principiul de functionare a cuptorului cu microunde:
Energia electrica este transformata in microunde printr-un generator
numit magneton. Ele se raspandesc in cuptor, dar se lovesc de peretii
acestuia si sunt reflectate, patrunzand astfel in alimente pe o adancime de
aproximativ 3 cm. Actiunea lor consta in antrenarea moleculelor de apa, de
grasime sau zahar pe care le contin alimentele. Miscarea foarte rapida a
moleculelor creeaza frecarea care, la randul ei, degajeaza caldura facand
posibila incalzirea sau gatirea alimentelor intr-un timp foarte scurt. Energia
microundelor a fost folosita in procesele industriale de foarte multi ani.

Cuptorul cu microunde se bazeaza pe procedeul de incalzire dielectrica
prin care moleculele de apa (sau oricare dipoli) se rotesc continuu aliniate fiind
la un camp electromagentic oarecare. Cand cuptorul functioneaza este generat
un camp electromagnetic care fluctueaza astfel ca moleculele de apa sunt
nevoite sa schimbe directia de rotatie actiune ce le face sa intre in contact (sau
se lovesc) cu alte molecule si astfel se distribuie energia pe care noi o
percepem drept caldura.
Apa pura nu este un bun conductor electric, dar molecula de apa
este un dielectric astfel ca sub influenta unui camp electromagnetic
moleculele de apa se aliniaza cu acel camp.

Se creeaza o unda stationara cu noduri, loc unde nu incalzeste, si anti-
noduri – puncte unde unda fluctueaza iar mancarea este incalzita.
Spunem ca avem de-a face cu unde stationare daca unda este reflectata pe
aceeasi directie de unde a venit astfel ca vei vedea ca mancarea va ramane
mereu incalzita numai in zonele de fluctuatie.

De ce? Pentru ca apare un mic camp electric in molecule iar sarcinile
pozitive (H) se orienteaza catre sursa campului electric iar sarcinile negative
(O) in partea opusa.
Incalzirea se face doar pe anumite portiuni, pe acolo unde apare fluctuatia
campului electromagnetic ori pe unde unda fluctueaza:

Tocmai de aceea farfuriile trebuie sa se roteasca in cuptor. Rotirea mancarii
in cuptor asigura o incalzire uniforma. Incalzirea are loc in zona de contact iar
mancarea nu este incalzita din interior catre exterior. In locul unde unda
fluctueaza mancarea de incalzeste iar restul zonelor se incalzesc prin contact
direct sau, alftel spus, prin conductie.
Cuptoarele sunt astfel create incat sa foloseasca radiatie cu lungime de
unda care trebuie sa incapa in camera de incalzire. De obicei se alege intre 3 –
6 cm in asa fel incat sa incapa 1,5 lungimi de unda in cuptor.
Dat fiind ca metalul reflecta undele electromagnetice si pentru ca
microundele folosite au lungimi de unde de ordinul centrimetrilor o plasa
metalica este suficienta pentru a nu da voie microundelor sa iasa din cuptor.

Generatoare de microundeGeneratoare de microunde
Magnetronul este un tub electronic de inalta frecventa care este
alcatuit din urmatoarele elemente principale:
- anod
- catod / filament
- antena
- magneti permanenti

Teoria de operare a magnetronului se bazează pe mişcarea electronilor
sub influenţa combinată a câmpurilor electrice şi magnetice. Pentru ca tubul să
funcţioneze, electronii trebuie sa curga de la catod la anod. Există două legi
fundamentale care guvernează traiectoria lor:
1.Forţa exercitată de un câmp electric pe un electron este
proporţională cu forţa de pe câmp. Electronii tind să se mute dintr-un
punct de potenţial negativ in unul cu potenţial pozitiv.
2.Forţa exercitată asupra unui electron într-un câmp magnetic
formeaza un unghi drept atât cu campul, cat şi cu calea electronilor.
Direcţia forţei este astfel încât electroni sa inainteza spre anod printr-o
curbă, mai degrabă decât o cale directă.

BibliografieBibliografie
● http://tehnocultura.ro/2014/10/19/tehnocultura-tvs-001-cuptorul-cu-microunde-
video/
● https://prezi.com/sbrb02guqnrw/cuptorul-cu-microunde/
● http://www.referateok.ro/referate/1864_1264581338.pdf
● http://www.referatul.ro/referate/cuptorul-cu-microunde.html