Strøm på mikrobølgeovnen

Mikrobølgeovnen

Mikrobølger er elektromagnetiske bølger med bølgelængder mellem 1 mm og 10 m, en mellemting mellem infrarødt lys og radiobølger. De bruges bl.a. i mikrobølgeovne og til radar.

I en mikrobølgeovn er frekvensen 2,45 Ghz, og bølgelængden altså ca. 12 cm. Frembringelse af så hurtige svingninger kræver en speciel "mikrobølgegenerator", et magnetron-vakuumrør. Ved opvarmning af en plade i røret frembringes elektroner, der ved hjælp af et kraftigt magnetisk felt styres i en cirkulær bane inde i magnetronen. Elektroner, der cirkulerer (accelereres mod et centrum) afgiver elektromagnetisk stråling, i dette tilfælde mikrobølger.

Fra vakuumrøret sendes mikrobølgerne hen på en bølgefordeler, der fordeler bølgerne over hele ovnen. Det er en roterende metalpropel, der reflekterer mikrobølger, ligesom roterende spejle reflekterer synligt lys på et diskotek.

Selve ovnrummet er metalbelagt, så det også reflekterer mikrobølgerne.

Forenklet billede af mikrobølgeovnens princip

Alt, hvad mikrobølgerne reflekteres fra eller går gennem, forbliver koldt.

De stoffer, der "opsuger" mikrobølgerne bliver varmet op - nøjagtigt tilsvarende synligt lys.

Opsugning af mikrobølgernes energi foregår ved, at de sætter molekyler, der er polære, i svingninger, og molekyler i svingning svarer til varme. Et polært molekyle er lidt positivt elektrisk i den ene ende og tilsvarende negativt elektrisk i den anden. Vandmolekyler er polære, hvilket betyder, at vand og stoffer med vand i (fx mad) bliver varmet op af de opsugede mikrobølger.

Vandmolekylet er polært

Mikrobølgerne går derimod gennem glas og porcelæn, der ikke indeholder polære molekyler, så skåle, tallerkener ol. af disse materialer bliver ikke direkte varmet op af mikrobølgerne, men kun af maden på eller i dem.

Miljø og sikkerhed

Enhver form for elektromagnetisk stråling uden for det synlige spektrum bør man være opmærksom på mht. sikkerhed.

Man har endnu ikke konstateret at mikrobølger fra mikrobølgeovne kan skade mennesker, men alligevel er mikrobølgeovne omhyggeligt sikret, så der ikke slipper stråler ud.

Egne undersøgelser og eksperimenter

Bliver maden (eller 100 ml vand) varmet lige hurtigt op alle steder i ovnen?

Afmål ½ liter koldt vand og mål dets starttemperatur.

Beregn, hvor meget energi, der skal til for at få en temperaturstigning

Find ud af, hvor lang tid det tager at opvarme det 50° i en mikrobølgeovn. (Prøv dig frem for netop at ramme en temperaturstigning på 50° , men mål temperaturen, når du har åbnet lågen (brug ikke væsketermometer i ovnen!))

Hvor meget el-energi blev der brugt til det (du kan se bag på ovnen, hvor stor dens effekt er, eller du kan måle med en el-måler).

Den brøkdel af forbrugt el-energi, der er gået over i vandet kaldes mikrobølgeovnens nyttevirkning, beregn den.

Hvordan er en mikrobølgeovn sikret mod "udslip" af stråling?