Eingesetzte Strahlung
Beim Wort “Strahlung” denken viele an Tschernobyl und radioaktive Verseuchung. Das ist natürlich Unsinn. Die Speisen werden bei der Mikrowelle nicht “verstrahlt” sondern lediglich mit elektromagnetischer Feldenergie angeregt.
Diese Feldenergie ist ein elektromagnetisches Feld in Wellenform. Elektromagnetische Wellen sind beispielsweise auch:
- Radiowellen
- Wärmestrahlung
- Licht und
- Röntgenstrahlung
Die Auswirkung auf Stoffe, lebendes Gewebe und Lebensmitteln sind aber immer abhängig von der jeweils eingesetzten Wellenlänge und Frequenz der Strahlung. So ist sichtbares Licht in einem anderen Frequenz- und Wellenlängenbereich als beispielsweise die Wärmestrahlung eines Kachelofens, die nur eine Infrarotkamera sichtbar machen kann. Mikrowellen verwenden üblicherweise Dezimeterstrahlen.
Dezimeterstrahlen
Bis auf wenige Abweichungen werden für Mikrowellen heute Wellenlängen von 12 cm (daher “Dezimeterwellen”, annähernde Wellenlänge rund 10 cm = 1 dm) eingesetzt. Die Frequenz liegt üblicherweise bei 2,455 GHz.
Wirkung von Dezimeterwellen
Wellen dieser Wellenlänge und Frequenz regen Moleküle zur Bewegung an. Insbesondere Wassermoleküle werden durch diese Wellen in starke Bewegung versetzt. Durch die Bewegung des enthaltenen Wassers auf molekularer Ebene entsteht Reibungswärme im Lebensmittel, es erwärmt sich dadurch.
Aus diesem Prinzip erklärt sich auch klar, warum sich nicht wasserhältige Lebensmittel oder Stoffe in der Mikrowelle auch nicht erwärmen lassen. Andere Moleküle als Wasser werden durch die Dezimeterstrahlen nur in sehr geringe Bewegung versetzt und erzeugen dadurch keine Reibung.
Bauteile beim Mikrowellenherd
Das Kernstück jedes Mikrowellenherds und der wichtigste Bauteil für die gesamte Funktionsweise ist der sogenannte Mikrowellenerzeuger, früher auch Magnetron genannt. Dieser Bauteil erzeugt die elektromagnetische Feldenergie und leitet die daraus abgehenden Wellen in den Garraum der Mikrowelle. Für die Leitung der Wellen wird ein sogenannter Hohlleiter benutzt.
Stromversorgung des Mikrowellenerzeugers
Damit ein Mikrowellenerzeuger arbeiten kann, benötigt er eine hohe Anodenspannung, in der Regel mindestens 5 kV. Diese hohe Spannung wird durch einen in das Gerät eingebauten Hochspannungstransformators und mithilfe einiger spezieller Schaltungen erzeugt.
Hitzeabfuhr
Die aufgenommene Energie wird nur zu rund 65 % in Mikrowellenstrahlen umgewandelt, 35 % gehen als Wärme verloren. Ein Mikrowellenherd hat damit grundsätzlich also nur einen recht geringen elektrischen Wirkungsgrad. Um die Wärme geordnet abzuführen, kühlt ein Ventilator den Mikrowellenerzeuger laufend ab.
Die Wärme wird durch Lüftungsschlitze, die sich an unterschiedlichen Stellen des Geräts befinden können, abgeleitet. Diese Schlitze dürfen nicht blockiert werden, da sonst ein Wärmestau und Brandgefahr drohen können.