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Le
Four à micro-ondes : fonctionnement et risques
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fonctionnement
du four à micro-ondes.
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2) Principe de fonctionnement du micro-ondes.
Dans un four classique, une flamme (four a gaz) ou un chauffage électrique (four électrique) chauffe une plaque métallique, qui va lui elle même réchauffer les aliments et ainsi les cuire.
Dans une enceinte à micro-ondes, c’est différent : les micro-ondes sont réfléchies par les parois métalliques du four et traversent sans échauffer les récipients de cuisson ( verre, porcelaine, plastique) mais agissent sur les molécules de graisse, de sucre et d’eau en les chauffant (la plupart des aliments contiennent 65 à 95 % d’eau )
Nous allons voir comment cela fonctionne. Un four à micro-ondes produit donc des ondes et les propagent dans sa cavité où celles-ci se propagent. L’élément qui produit les ondes est le magnétron (cf. schéma).
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La composition d’un magnétron.
Le Magnétron :
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Semblable aux lampes qui peuplaient les appareils électroniques d'avant le transistor électronique. Il est composé d'un cylindre creux en métal, il comporte une anode (a) dans laquelle ont été aménagées des cavités résonantes. Pour porter la fréquence du réseau (50Hz) à 2450 MHz, on utilise un tube oscillateur dont la partie essentielle est le circuit résonant dont la valeur des deux composants (bobine et condensateur) détermine la fréquence produite, plus la fréquence doit être élevée, plus la valeur des composants doit être faible. Pour les très hautes fréquences la valeur du bobinage doit être très réduite, pour l'obtenir on peut connecter en parallèle plusieurs bobines à spire unique ce qui abouti a un profilé en forme de U avec un effet de capacité assez faible et la fréquence désirée |
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Ce circuit résonnant à très haute fréquence est une cavité résonante et forme l'élément de base du magnétron, il est composé d'un cylindre creux en métal où sont placées les cavités résonantes et au centre une cathode dans laquelle est monté un filament de chauffage (fig. 1) |
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Comme dans un tube électronique, le vide est fait à l'intérieur du magnétron. Entre l'anode et la cathode est appliquée une haute tension de 2300V environ qui crée un champ électrique(E) (fig2). Ce champ électrique déplace les électrons de la cathode vers l'anode(e) et pour créer et entretenir des oscillations à très haute fréquence il faut que les électrons circulent d'une manière hélicoïdale devant les cavités résonantes. Cette trajectoire est obtenue grâce à un champ magnétique créé par un aimant dont les lignes de force sont perpendiculaires à celles du champ électrique E. |
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L'énergie produite par le magnétron doit être conduite vers l'enceinte du four et pour le faire on utilise un guide d'ondes: les micro-ondes sont prélevées par une boucle de couplage a l'intérieur d'une cavité et sont rayonnées par une antenne dans le guide d'ondes qui les conduit a l'intérieur du four. |
Schéma de l’intérieur et de l’extérieur du four.
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A l’extérieur, une sortie de forme coaxiale qui permet de le relier au reste du circuit. De plus nous avons un système de refroidissement, par circulation d’eau, raccrocher au bloc anodique. Pour conclure nous trouvons des aimants qui sont fixés transversalement à l’axe du tube. Cependant les aimants peuvent être remplacer par un électro-aimant. |
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En résumé un four produit des micro-ondes à l’aide d’un magnétron et les répartit grâce à un circuit basé sur les différentes fonctions des ses composants. Ces ondes sont capable de faire cuire ou réchauffer un aliment, voyons par quel moyen. |