История микроволновки: как растаявшая шоколадка изменила мир
Никита Новиков
Задумался об истории микроволновки, разогревая суп
Микроволновая печь — не просто кухонный прибор, а результат сложных научных исследований. Как работает магнетрон и какую роль он сыграл в создании микроволновки? Рассказываем, как случайное открытие привело к революции в кулинарии.
Как работает микроволновая печь
Микроволновка готовит еду благодаря принципу диэлектрического нагрева. Внутри любой пищи есть молекулы воды, которые под действием микроволн, создаваемых печью, начинают вибрировать и двигаться быстрее. Это происходит из-за воздействия переменного электрического поля. Такая активность выделяет тепло, которое распределяется вглубь продукта, нагревая его изнутри.
Современные микроволновки оснащены массой сложных технических деталей (умной электроникой, сенсорными панелями, электрогрилем и прочим), но принцип их работы остался довольно простым:
- продукт помещается в закрытую камеру с металлизированной обшивкой;
- как только дверца закрывается, и вы нажимаете кнопку, печь начинает работать: магнетрон в задней части корпуса преобразовывает электроэнергию в микроволны, после чего излучение проходит через волновод и равномерно распределяется по камере;
- уже через несколько секунд еда начинает постепенно нагреваться — от поверхности к более глубоким слоям;
- чем дольше работает печь и чем выше ее мощность, тем сильнее нагревается продукт.
Так СВЧ-излучение распространяется по камере микроволновки
Как правило, для разогрева сэндвича или сосиски достаточно 30 секунд режима «по умолчанию», а вот чтобы разморозить крупный кусок мяса, потребуется как минимум несколько минут. При этом есть вероятность, что внутри он так и останется холодным, поскольку нагрев глубоких слоев зависит только от теплопроводности самого продукта.
Когда обнаружили эффект нагрева от радиоволн
Эффект диэлектрического нагрева ученые обнаружили еще в середине XIX века. Впервые в 1864 году его наблюдал знаменитый немецкий инженер и изобретатель Вернер фон Сименс (тот самый основатель одноименного концерна), а после него — в 1886-м — русский физик Иван Боргман. Наш соотечественник обнаружил это свойство радиоволн, экспериментируя с лейденской банкой — первым электрическим конденсатором, изобретенным в далеком 1745 году и позволяющим хранить относительно большой объем заряда. Боргман заметил, что при заряде и разряде устройства его стеклянные стенки нагреваются, и подробно описал это физическое явление в своей научной работе.
Затем феноменом диэлектрического нагрева занимались многие известные ученые того времени. Среди них были Никола Тесла, а также французский физик Жак Арсен д’Арсонваль, открывший в 1891 году, что переменное электромагнитное поле оказывает термическое воздействие на органические ткани без их раздражения и повреждения.
Радио, Всемирная выставка и Советский Союз
Технологию диэлектрического нагрева стали активно использовать в медицине: для этого к больному подключали электроды и пропускали через них ток высокой частоты (свыше 200 кГц), вызывавший у человека приятное тепло и покалывание. Этот метод лечения, пусть и не имевший строгих научных доказательств, получил название «диатермия» и оказался очень популярным в Европе и Соединенных Штатах, где применялся вплоть до середины XX века.
Еще одним событием, подстегнувшим развитие высокочастотной техники, стало изобретение радио и радиопередатчиков на вакуумных лампах, которые активно использовались при производстве радиоприемников и другой аппаратуры начиная с 20-х годов ХХ века. В процессе работы над усовершенствованием подобных устройств инженеры постоянно наблюдали эффект нагревания диэлектриков в переменном электрическом поле, поэтому идея применять технологию для приготовления еды была лишь вопросом времени.
Плакат, изображающий приготовление бутербродов с помощью коротковолнового радиопередатчика 60 МГц на Всемирной выставке в Чикаго. Источник: Wikipedia.org
Первый такой прецедент случился на Всемирной выставке в Чикаго в 1933 году, когда представители американской компании Westinghouse зажарили кусок мяса между двух электрических катушек. Впрочем, продемонстрированное широкой общественности устройство было экспериментальным и еще не годилось для массового производства из-за своей громоздкости, дороговизны и технического несовершенства.
Исследования новых методов приготовления пищи велись не только на Западе, но и в Советском Союзе. Так, в июне 1941 года в газете «Труд» вышла заметка, рассказывающая о новых способах варки мяса с помощью высокочастотных радиоволн, которые могли значительно ускорить и удешевить промышленное производство колбасы, ветчины и прочих мясных продуктов. Однако амбициозный проект советских ученых так и не увидел свет из-за начавшейся Великой Отечественной войны.
Магнетрон и шоколадный батончик
Появление микроволновой печи в том виде, который мы знаем сейчас, связано с разработкой магнетрона — прибора для генерации СВЧ-излучения, применявшегося при создании радиолокаторов. Еще до начала Второй мировой войны разработкой подобных устройств занимались такие страны, как СССР, США, Германия, Япония и Британия.
Именно британским ученым — Джону Рэндалу, Гарри Буту и Джеймсу Сейерсу — в начале 40-х удалось создать компактный и мощный резонансный магнетрон. Это изобретение позволило силам союзников начать массовое производство радаров с короткой длиной волны, способных пеленговать даже мелкие объекты с высокой точностью (то есть определять их направление, расстояние и координаты). Это дало ощутимое преимущество во время боевых действий. После войны технология стала основой первой микроволновки.
Один из первых магнетронов. Источник: Wikimedia.org
Патент на СВЧ-печь был зарегистрирован американцем Перси Спенсером в октябре 1945 года. Согласно популярной в научных кругах легенде, инженер обнаружил, что шоколадный батончик, который лежал у него в кармане во время работы с магнетроном, расплавился. Это натолкнуло Спенсера на мысль поместить магнетрон в металлический корпус и использовать его для разогрева еды, а впоследствии — запатентовать свое изобретение.
Впрочем, достоверных исторических фактов, подтверждающих эту версию событий, нет. С точностью можно сказать только то, что устройство Спенсера быстро нашло промышленное применение, показав свою экономическую перспективность.
Первые разработки и выход на рынок
К 1947 году, после выпуска нескольких экспериментальных моделей микроволновок (например, модели Radarange 1946 года, предназначенной для разогрева бутербродов), были окончательно утверждены технические нормы и характеристики первых СВЧ-печей. Устройства должны были работать на частоте 2450 МГц и с мощностью до 3 кВт, при этом весили они более 300 кг, а по габаритам соответствовали среднему человеческому росту. Такие приборы были слишком громоздкими и дорогими для домашнего использования, поэтому первоначально устанавливалась только в крупных ресторанах и предприятиях общественного питания для солдат американской армии.
Реклама микроволновки Tappan 1955 года
Ситуация изменилась лишь в 1955 году, когда американская корпорация Tappan Company представила представила первую микроволновку для домашнего использования. Она значительно уменьшилась в размерах по сравнению с предшественниками, став похожей на обычную духовку, но при этом стоила как новый автомобиль, а еще — была оснащена специальным ящиком для карточек с рецептами, которые шли в комплекте с устройством.
Микроволновки 50-х все еще не были популярны среди обычных людей, однако их перспективы на рынке бытовой техники оказались очевидны всем крупным компаниям того времени. Это привело к высокой конкуренции и постоянной работе над усовершенствованием приборов: уменьшению габаритов, использованию систем воздушного охлаждения, таймеров, вращающихся подставок и прочих особенностей, которые с успехом применяются и сегодня.
Микроволновки на Западе, в СССР и Японии
Переломным моментом в истории микроволновок стали 60-е годы. К этому времени устройства приобрели знакомые нам очертания, габариты и функции, а их стоимость существенно уменьшилась, сделав СВЧ-печь доступной для широких народных масс. К тому же производством гаджетов занялись не только в Америке, но и в других странах.
Особенно преуспели в этом японские разработчики. Так, в 1962 году компания Sharp выпустила первую серийную модель микроволновки R-10, которая вскоре завоевала популярность по всему миру и принесла корпорации огромную прибыль, в том числе благодаря экспорту на западные рынки.
Началось все с того, что предприимчивые маркетологи из Sharp предложили свою продукцию кафе и ресторанам, привлекая потенциальных клиентов. Как только те оценили эффективность устройства, позволяющего готовить в разы быстрее и радовать посетителей горячей едой практически в любых условиях, сработал эффект сарафанного радио, и СВЧ-печи стали массово закупаться японскими предприятиями общепита, а вслед за ними — и обычными гражданами.
Отечественные СВЧ-разработки
Впрочем, американские производители не отставали от своих восточных коллег и уже в 1967 году выпустили знаковую модель микроволновки — Radarange Amana RR-1. Она весила всего 13 кг, имела два встроенных таймера с общей продолжительностью в полчаса и отличалась очень компактными для того времени размерами, позволяющими разместить ее на любой кухне. Однако недостатки у этого устройства тоже были: в нем отсутствовали регулятор мощности и кнопка прекращения работы (остановить микроволновку можно было, только открыв дверцу), которые добавили лишь в более поздних моделях.
В СССР также активно использовали технологию диэлектрического нагрева, правда, в основном она применялась для сушки дерева, вулканизации резины и других процессов легкой и тяжелой промышленности. Первые образцы микроволновых печей для приготовления еды появились в Советском Союзе лишь в конце 60-х: это были СВЧ-шкафы «Волжанка» и «Славянка», выпущенные в 1966 и 1968 годах соответственно. Устройства имели внушительные габариты, вес под 100 кг и морально устаревшую систему водяного охлаждения, поэтому не годились для массового производства. Оно началось лишь в конце 70-х, когда советские разработки приобрели современный вид и характеристики, сопоставимые с зарубежными аналогами.
Современные микроволновки и прогнозы на будущее
Современные модели СВЧ-печей отличаются от своих предшественников так же, как новенький автомобиль с круиз-контролем и GPS-навигатором отличается от примитивного грузовика из 60-х. Однако как машины до сих пор работают на двигателях внутреннего сгорания, так и микроволновки по-прежнему используют магнетрон.
Микроволновая печь Samsung MC32DB7746KCBW мощностью 900 Вт имеет режимы автоматической разморозки, гриля и конвекции
Предпринимались попытки заменить магнетрон на более современные технологии, такие как твердотельные генераторы (solid-state RF). Эти технологии предлагают более точный контроль над распределением микроволн и потенциально могут обеспечить более равномерный нагрев пищи. Однако они пока не получили широкого коммерческого успеха из-за высокой стоимости производства и сложности интеграции.
Развитие микроволновок не стоит на месте даже в наше время. Современные модели оснащаются множеством новых функций (термодатчики, инверторный нагрев, конвекция, очистка паром, автоматические режимы), которые делают процесс приготовления проще и быстрее. Благодаря этим технологиям участие человека становится минимальным, и в ближайшем будущем микроволновки могут взять на себя практически всю работу.
![Микроволновая печь Beko BMGB25333BG, встраиваемая, 25л, 900Вт, черный [8897373200]](https://cdn.citilink.ru/Bw71RaNw6joEQ1Spjmdso3QBzAAaAcrOpUn215CmYjQ/enlarge:1/gravity:sm/height:601/resizing_type:fit/width:1300/plain/items/2026106_v01_b.jpg)
У нас ещё много всего интересного
Оставьте почту и получайте подборку лучших материалов от главного редактора раз в две недели.
