微波爐

　　隨著科學技術的發展和生活水平的提高，人們開始用微波來烘烤食物，其中有微波爐、微波食物烤箱。那麼，微波為什麼能烘烤食物呢？

　　由電磁波譜可知，無線電波因波長的不同（從幾千米到幾毫米）可分為長波、中波、短波、超短波和微波等。微波與光波相似，是以電磁波形式傳播的電磁場。微波輻射的能量，強度不及光波。但微波的波長很短，頻率很高。與其他輻射一樣，微波也可以被反射、傳輸和吸收。微波爐、微波食物烤箱正是利用上述三種過程來烘烤食物的。

　　微波爐通常由磁控管、電源變壓器、爐腔、爐門、定時器和功率分配器等部件組成。磁控管是微波爐的重要部件，用於產生和發射微波。在磁控管內，有一個圓筒形陰極，外面包有陽極。為了建立一個軸向磁場，在陽極和陰極之間內裝永久磁體。當磁控管通電以後，經預熱的陰極便產生大量電子，在外磁場的作用下沿著圓周軌跡飛向陽極，在陽極上有一個很小的諧振腔，電子在到達陰極之前，先在諧振腔中產生振蕩，振蕩頻率為2450MHz，產生微波。

　　微波爐的電源變壓器，初級接220V電網電壓，在次級低壓繞組產生3.5伏的交流電壓，供磁控管的燈絲電壓；在次級高壓繞組產生1840V的交流電壓，經過倍壓整流後，提供磁控管陰極3680V的脈動直流電壓，使磁控管振蕩，從而產生2450MHz的微波。由於電源電壓有波動，通常變壓器採用磁飽和結構。如果電源電壓在220V±10%範圍內變化，變壓器進入飽和狀態，其輸出電壓保持不變。

　　爐腔又稱諧振腔，是食物烹調或烘烤的地方。爐腔的優劣直接影響微波爐的性能。一般諧振腔有三個基本參數：諧振頻率（f），固有品質因素（Q）以及特徵阻抗（ε）。但這三個基本參數是對腔中不同振蕩模式而言的。微波爐採用矩形腔，它是一種多模腔，有時模式多達30～40個。設計微波爐，主要就是選擇諧振腔的長、寬、高尺寸，使其各種模式的諧振頻均落在磁控管的工作頻率（2450MHz）範圍之內。家用微波爐採用2450MHz。這種頻率的諧振尺寸較小，有較好的耦合性能。此外，多模腔可改善加熱均勻性，容許較輕的負載。

　　影響諧振腔性能的主要因素有；阻抗匹配；諧振腔的效率；諧振腔加熱的均勻性；諧振腔駐波場激發形式；諧振腔的結構、材料；爐腔透光通風孔的大小與位置。

　　爐門是爐腔的前壁，是防止微波洩漏的第一道屏障。爐門由金屬框架、玻璃觀察窗組成，在觀察窗的中間有一層金屬網。爐門上有三種防止微波外洩的裝置：一是觀察窗中的金屬網；二是門四周有微縫密封式防洩漏裝置；三是門邊鑲嵌微波吸收條。爐門內又裝有雙門鉤，它是控制電源通斷的聯動開關，這種安全裝置能確保爐門開啟前就斷開電源，消除了開門瞬間引起的洩漏。

　　定時器是微波爐的重要構件之一，普及型微波爐的定時器多採用步進走時電機。

　　微波爐上使用的功率分配器，主要用於烘烤不同食物。微波灶爐分強功率和低功率輸出。當強功率輸出時，加到磁控管上的電壓是連續的，磁控管輸出微波也是連續的。功率輸出滿功率。當低功率輸出時，加到磁控管上的電壓是間斷的，磁控管輸出的微波也是間斷的，此時輸出接近於半功率，它導通16.5秒，斷開13.5秒，每30秒為一周期，周而復始地間斷工作。

　　在微波爐工作期間，磁控管把電能轉變成微波能。微波在爐腔內被多次反射而被食物內的水分子所吸收。本來水分子在食物內部的排列是無規則的，儘管水分子的一端有少量的正電荷，另一端有少量的負電荷（有極分子）但平時它不顯示電性質。當食物受到微波輻射後，水分子便按電場方向排列，電場每秒振蕩幾十億次，不斷攪亂水分子，並改變其位置，快速的分子攪動提供了烹調或烘烤食物的熱量。由於微波能穿透許多材料，如玻璃、紙和大多數塑料，因此，這些材料被選為盛放食物的用具或託盤。

　　為什麼用微波爐比用其他爐灶烘烤食物熟得更快呢？因為，煤氣爐和電爐的熱量是通過傳導的方式傳給食物的。也就是說，熱量由食物周圍的空氣，先傳至食物表面，再逐漸地傳到食物內部。而微波直接在食物內部產生熱量，所以烹調或烘烤食物即均勻又迅速。

　　由於人體內部組織也含有大量水分子，高劑量的微波爐也能像烘烤食物一樣。烘烤人的機體。為了使微波爐不損傷使用者的身體，這就要求微波爐箱體必須具有非常好的密封（屏蔽）性能，要儘量讓所有能量被烘烤的食物所吸收。

　　微波爐可在15分鐘內烤熟一隻雞。但是，如果食物太厚，微波不能完全穿透，食物內部就要靠傳導方式來烘烤了，所以微波不宜烘烤大的塊狀物。

　　全自動微波爐，能針對食物的不同性質，不同的狀態以及烹飪程度，由旋鈕實現自動控制。

　　現代科學技術的發展給人們生活現代化不斷帶來美好的前景。微波爐是工業發達國家實現家庭烹調電氣化、自動化的一種設備，也是微波技術在日常生活中的一種具體應用。由於它是一種非常清潔衛生、無汙染並能自動操作的炊事設備，所以受到人們的歡迎，發展很快。