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전자레인지의 구조, 원리, 역사 등을 정리한 레포트 자료 입니다. 평가A좋아요

주방의 혁명전자레인지(Microwave Oven)전자레인지(Microwave Oven)1. 서 론1.1 마이크로파(Microwave)마이크로파는 주파수 300MHz 파장 1m 이하인 극초단파로서 주파수 300MHz 이상의 전파를 말하지만, 수백 MHz 정도의 UHF를 뜻하는 수도 있다. 마이크로파는 또 「극초단파」라고도 하며, 빛과 마찬가지로 직진성을 가지고 있고, 규칙적인 반사를 정시하기 때문에 단거리 통신이나, 레이더 등에 많이 이용된다. 이 마이크로파는 전시 중에 레이더(radar)로서 널리 이용되어 많은 활약을 하여 왔지만 전쟁이 끝남과 동시에 군용레이더의 수효가 격감하고 마이크로파를 이용하여 레이더를 생산하는 업체는 레이더를 대신하는 용도로서 가열에 이용하는 것을 고안했다. 1945년 미국의 전문업체에서 마이크로파 도파관의 개구부에 옥수수를 놓았더니 이것이 가열되어 부풀어 터지는 것이 관측되었고 계란의 가열을 시도하였으나 급격한 가열로 파열되어 기술자가 상처를 입는 사고가 발생하였다. 그래서 안정성과 효율향상을 목표로 개방된 공간이 아니라 밀폐된 용기 중에 마이크로파를 도입하는 방식이 고안되었다.(1945년 영국의 퍼시 스펜서가 발명했고 레이턴사에서 처음으로 상품화에 성공.) 이렇게 하여 마이크로파 오븐이 탄생하였고 그것이 발전하여 가정용의 전자레인지가 되고, 공장에서는 공업용 가열장치에 쓰이는등 널리 실용화 되었다.물질을 가열 혹은 건조하는 수단으로서 불, 열풍, 증기, 전열에 의한 적외선의 복사 등이 이용되고 있다. 이들은 물체의 외측으로부터 열을 가하여 물체의 표면을 가열하고 그 물체의 열전도에 의하여 서서히 내부까지 가열하는 방법으로 외부가열이라고 부른다. 이데 대하여 높은 주파수를 갖는 전계를 이용한 유전가열과 더 높은 주파수의 전자파를 이용하는 마이크로파 가열이 있어서는 피 가열물 자체가 발열체가 되어 물질의 내부에서 가열이 이루어지기 때문에 내부가열이라고도 한다. 이러한 내부가열의 경우 물체의 외부에 있어서의 산란하는 여분의 열이 거의 없개가 우연히 만들어낸 불을 가지고 음식을 익혀 먹기 시작했다. 음식을 익혀 먹으면서 부드러운 고기 맛을 알았고, 또한 질병이 감소하였던 것이다. 그 후로 불은 추위를 피하고 음식을 익혀먹는 생활에서 때어낼 수 없었으며 심지어는 숭배의 대상이 되었다. 요즘은 불을 직접 만들어 사용하기도 하지만, 음식을 익히기 위해 전자레인지도 많이 사용한다. 전자레인지는 전자오븐(microwave oven)이라고도 하며, 직접적으로 불을 만들어내는 취사도구는 아니다. 실제로 전자레인지 내부에는 불이 없다. 그러면 어떻게 불이 없는데 음식을 익힐 수 있는 것인가?불을 사용하여 음식을 익히는 것은 불이 열을 가지고 있기 때문이며, 이런 열이 음식물에 전달되어 내부 조직을 변형시키는 것을 "음식물을 익힌다"라고 표현 한다. 열의 전달에 대해서는 고등학교의 공통과학이나 중학교 과학시간에 배워서 익히 알고 있을 것이다. 다시 상기시키기 위해 간단히 정리해 본다.※ [참고자료] 열의 전달방법열이 높다는 것은 온도가 높다는 것을 의미하며, 열은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다. 즉, 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다.전 도두 물체의 직접적인 접촉에 의해서 온도가 높은 물체의 열이 낮은 물체로 이동하는 것이다. 음식의 조리에 비추어 말하면 뜨거운 불이 음식과 접촉하면서 불에 있던 열이 음식으로 전달되어 음식의 온도를 높히고 음식은 익는다.대 류유체(기체와 액체)내 온도차이가 생기면 유체의 흐름이 이루어지고 높은 온도의 유체와 낮은 온도의 유체는 섞이게 된다.복 사전도와 대류처럼 어떤 매질을 통해 열이 이동되는 것이 아닌 진공상태에서도 열은 전달할 수 있다. 열을 가지고 있는 물질은 그 열의 정도에 해당하는 전자기파를 내보내는데 이 전자기파에 의해 다른 물질로 열을 전달한다.그렇다면 전자레인지가 어떻게 열을 만들어 내는 것일까? 그 방법은 앞에서 열의 전달방법 중 복사라는 것에 대해서 설명했다. 복사도 전자기파를 방출하는 열원이 필요하다. 그렇지만 전자레인지 안에도 태양같이 뜨거운 열했다. 크기가 대형 냉장고만 했고 마그네트론 부위 냉각을 위한 냉각수 배관까지 설치해야 했기 때문이었다. 게다가 값도 비싸서 열차 식당칸 등에서 사용되기 시작했고 가정용 제품은 한참 뒤인 1967년부터 보급되기 시작했다.[3]2. 전자레인지의 구조전자레인지는 전자파 발생장치와 조작부, 냉각팬, 조리대 등으로 구성되어 있다. 전자파발생장치는 마그네트론(Magnetron)이라는 2극 진공관으로 이뤄져 있으며 이곳에서 전자파가 발생하게 된다. 마그네트론에서 발생된 극초단파가 출력안테나를 통해 밀폐된 전자레인지 내에 투과돼 주위의 금속벽에 반사되면서 식품에 흡수되게 되는데, 이 과정에서 직진하는 진행파와 반사파가 합쳐지기 되고, 이로 인해 전자파가 강한 곳과 약한 곳이 생기게 되기 때문에 이를 보완하기 위해 조리대를 회전시키거나 윗부분에서 팬을 돌려 전자파가 음식물에 고르게 투과되도록 도와주게 된다.전자레인지는 음식물 속에 포함돼 있는 물분자만을 선택적으로 가열하기 때문에 수분이 전혀 없는 음식물에서는 효과를 발휘하지 못한다. 또 대부분 용기를 사용할 수 있지만 알루미늄처럼 마이크로파를 흡수하는 용기를 사용하면 안된다. 또 마이크로파가 바깥으로 빠져나와도 문제가 된다. 인체의 수분이 마이크로파에 노출되면 가열될 수 있기 때문이다. 이런 문제를 해결하기 위해 전자레인지의 유리문이 닫히지 않으면 작동을 하지 않는 구조를 택하고 있다.2.1 도파관(waveguide)마이크로파 이상의 높은 주파수를 지닌 전기 신호나 전기 에너지를 전하는 데 쓰는, 속이 비어있는 금속관을 말하며, 직사각형이나 원통형의 금속관이 가장 간단하고 널리 쓰이며 라디오 송신기(혹은 수신기)와 안테나 사이에 사용된다. 또한 원통형 금속관은 도파관의 두 부분이 서로 다르게 회전해야 하는 레이더에 적합하다. 그러나 어떠한 형태든지 도파관을 통과할 때 전파의 진동에 의한 전력소비를 될 수 있는 대로 줄이기 위해 전파가 도파관 내부에 모아지게 해야 한다.도파관 가운데 또 하나로서 중심 전도체를 절연물질로 감싸하였다. 또한 전자관 증폭기에 따르게 마련인 이상잡음(異常雜音)이 없는 초고감도(超高感度)의 증폭기로서도 특수한 응용면을 가지고 있다.이 방식에 의한 전자기파의 발진은 1960년 이후 적외선 또는 가시광선의 영역에까지 확장되어 메이저와 구별해서 레이저라고 하는데 간섭성(干涉性)의 빛을 발진하는 유일한 광원으로서 광범위하게 응용된다.2.4 고압 변압기마그네트론에서 매우 높은 주파수를 발생하거나 짧은 시간 동안 큰 출력을 방출할 수 있게 하기 위하여 수천볼트의 고압을 마그네트론에 공급하는 장치이다2.5 글라이스트론마이크로파 영역에서 사용하는 전자관으로서 마이크로파의 속도를 변조하는 변조관으로 사용된다. 그 종류는 다음과 같다.- 직진형 : 전류의 증폭에 사용된다.- 반사형 : 전류의 발전에 사용된다.2.6 기타 장치- 냉각 팬 : 마그네트론에서 나오는 열을 냉각시키기 위해 사용한다.- 각종 스위치 : 시간, 동작, 조리, 도어 스위치 등이 사용된다.- 턴 테이블 : 식품을 회전시켜 고르게 익히도록 하는 역할을 한다.2.7 전자레인지의 외관과 단면3. 전자레인지의 원리전자레인지는 무선통신에 사용되던 마이크로파라는 전자파의 성질을 이용해 식품을 가열하는 조리기기이다. 보통의 조리기기가 음식물의 표면에 열을 가해 익히는 반면 전자레인지는 유전가열의 방식을 통해 음식물 내부에서 열을 발생시켜 음식물을 데워주거나 조리를 한다. 전자레인지는 간단히 말해 전자파의 특성을 이용한 기기라고 할 수 있다. 전자파는 공기와 유리, 종이 등에서 잘 투과되나 금속과 마주칠 때는 반사되고 식품이나 물 등에서는 흡수되는데, 이런 성질을 이용해 식품을 가열 또는 조리 하게 되는 것이다..2450㎒의 높은 주파수를 가진 전자파를 음식물에 투과하면 음식물 속의 물분자가 회전하면서 열을 발생시키고 이 열이 음식물을 익히게 된다. 보통의 조리기기들이 음식물 외부에 열을 가하기 때문에 음식물이 타거나 영양분의 손실이 커지지만 전자레인지는 이 같은 현상이 없다.전자레인지는 전자파로 가열하는 방식을 택해 자체가 내부에서 발열하므로 다른 가열방법보다 효율이 높고 조리시간이 단축되며 비타민이 적게 파괴되는 장점이 있다. 전자레인지를 조리기구로서 활용하는 데에는 위의 기본구성부분 외에 안전성, 사용상의 편리성 등에 대해서도 고려하여야 하는데 문을 열었을 때에는 절대로 마이크로파를 발생시키지 않는 안전스위치, 식품에 따라서 적당한 조리시간을 설정하는 타임스위치, 과열에 의한 사고를 방지하는 서머스위치 또는 습도퓨즈 등이 바로 위의 기능들을 제공한다. 이 밖에 해동이나 계란요리의 경우에 적합한 저출력을 내기 위하여 출력 전환 장치를 설치하는데 이러한 부분들을 합쳐서 ‘제어부’라고 부른다. 제어부에는 또 타이머를 부착하여 식품에 따른 조리시간의 조절을 편리하게 하고 있다. 제어부에 마이크로프로세서에 의한 컴퓨터기능을 부가한 것도 있다. 전자레인지에 의한 조리는 본래 표면이 타지 않는 것이 특징이나 식품에 따라서는 어느 정도 표면이 탄 것처럼 보이는 것이 바람직한 경우가 많다. 전자레인지는 짧은 시간에 조리할 수 있고, 영양가의 파괴와 손실이 적고, 모양, 맛, 향기의 변화가 적고, 살균 효과가 있으며, 열기가 전혀 없는 것 등이다. 그러나 너무 가열되면 식품의 중심부가 타서 돌과 같이 굳어져 버린다. 전자레인지는 진공관의 일종인 마그네트론으로 수천 메가헤르츠(MHz)나 되는 강력한 전파를 발생시키는 장치와 식품을 놓는 부분으로 이루어져 있다. 그리고 시간을 맞추는 타임스위치, 문을 열면 전파가 멎는 안전장치 등이 장착되어 있다.전자레인지의 마이크로파는 물기가 있는곳에 쏘았을때 가장 많은 열을 낸다. 전파와 물기가 만났을때, 전파가 상하로 떨리면서 음극(-)이 됐을때는 물분자 중 양이온(+)을, 양극(+)일때는 음이온(-)을 끌어당긴다. 손바닥을 서로 비비면 열이 나는 이치처럼 음이온과 양이온이 교차될 때 서로 마찰이 생겨 열이 나는 것이다. 또 전자파는 도자기나 유리와 같은 물질은 통과하기 때문에 그릇안의 음식만 익게 된다. 그러나 전자레인지에서 꺼낼 때 그릇이 차지

공학/기술| 2008.04.30| 15페이지| 2,500원| 조회(1,863)

역사, 레포트, 구조, 전자레인지, 원리

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전자레인지의 개념, 역사, 작동원리 및 구조, 개선방향을 제시한 파워포인트 발표자료

주방의 혁명 전 자 레 인 지 (Microwave Oven)전력 전송★ 목 차 ★1전자레인지 역사 및 개요2전자레인지의 구조3전자레인지의 원리4취급시 주의사항5장 · 단점 및 개선방향1. 전자레인지의 역사 및 개요1.1 전자레인지의 개요인류가 불을 발견하고 음식을 익혀 먹음으로써 부드러운 음식맛과 질병이 감소함과 동시에 추위를 피하게 까지 해줌으로써 '불'이라는 존재에서 우리의 생활은 떼어낼 수 없게 되었다. 현대에는 음식을 익히기 위해 전자레인지를 많이 사용한다. 하지만 전자레인지 내부에는 '불'이라는 개체가 없다. 그렇다면 전자레인지는 어떻게 하여 음식을 익히는 것일까? 불을 사용하여 음식을 익히는 과정은 '불'이 열을 가지고 있어서이다. 열이 음식물에 전달되어 내부 조직을 변형시키는 것을 음식물을 익힌다 라고 표현 한다. 열의 전달방법 중에서 유전 가열 이라는 방법으로, 전자기파 를 방출하는 도구(마그네트론 : Magnetron)가 개발되어, 이런 전자기파 방출 장치는 현재 통신기술(PCS, 무전기, TV, Radio 등)에 활용되며 가정에서도 전자레인지에 활용되고 있다. 음식을 익히거나 데울 때 사용하는 전자레인지는 전자파를 응용한 조리 기기이다.1. 전자레인지의 역사 및 개요1945년 레이시온사에서 스펜서(P. L. Spencer)는 레이더에 사용하는 마이크로파 발진장치인 마그네트론(magnetron) 앞에 서 있다가 주머니에 넣어둔 막대사탕이 녹아있는 것을 발견하게 된다. 후에 그는 마그네트론으로 팝콘을 튀겨 보고 달걀을 익히는 실험에 성공한 뒤 마이크로파로 요리가 가능함을 확인했다. 이후 제품개발에 성공한 레이시온사는 최초의 전자레인지 이름을 레이더레인지(radarange) 라고 하였다. 그러나 현재 레이더레인지나 전자레인지보다는 마이크로파 오븐이라는 이름이 가장 널리 쓰이고 있다.1.2 전자레인지의 역사1. 전자레인지의 역사 및 개요마이크로파는 주파수 300MHz 파장 1m 이하인 극초단파 300MHz 이상의 전파, 수백 MHz 정도의 UHF를 뜻하는 수도 있음. 마이크로파는 또 「극초단파」라고도 함. 마이크로파의 특징 - 빛과 마찬가지로 직진성을 가진다. - 규칙적인 반사를 정시함 ⇒ 레이더, 전자레인지 등에 이용 외부가열 불, 열풍, 증기, 전열에 의한 적외선의 복사 등이 이용되고 있으며, 물체의 외측으로부터 열을 가하여 물체의 표면을 가열하고 그 물체의 열전도에 의하여 서서히 내부까지 가열하는 방법 내부가열 높은 주파수를 갖는 전계를 이용한 유전가열과 더 높은 주파수의 전자파를 이용하는 마이크로파 가열이 있어서는 피 가열물 자체가 발열체가 되어 물질의 내부에서 가열이 이루어짐. - 내부가열의 경우 물체의 외부에 있어서의 산란하는 여분의 열이 거의 없고 원리적으로 아주 효율이 좋은 가열을 할 수 있다.1.3 마이크로파 란?2. 전자레인지의 구조마그네트론(magnetron) = 자전관 원통형 음극과 이와 동축인 양극으로 이루어지며 이 사이에 직류전압을 걸어서 전기장을 형성시키는 이극 진공관으로써, 외부의 자석을 이용하 여 마그네트론의 길이 방향으로 자기장을 걸어주고, 이를 공진회로에 연 결하면 발진기로서 작용하는데 매우 높은 주파수를 발생하거나 짧은 시간 동안 큰 출력을 방출할 수 있다. 전자레인지에서 주요동력원이 된다.마그네트론의 원리와 구조2. 전자레인지의 구조도파관(waveguide) 높은 주파수를 지닌 전기 신호나 전기 에너지를 전하는 데 쓰는, 속이 비어있는 금속관. 전자레인지에는 도파관 중에 중심 전도체를 절연물질로 감싸 원통 모양으로 만든 동축 케이블이 있는데 이것은 진동수가 매우 낮은 것에서 높은 것까지 폭넓게 쓸 수 있어 해상 전화통신이나 폐쇄회로 텔레비전의 송전선으로 쓰인다. 동축 케이블은 중심 전도체가 바깥의 전도물질에 의해 전기적 장애(간섭)를 받지 않기 때문에 원거리 송신에 알맞으며 전자레인지에서도 마이크로파를 유도하는 통로로써 사용된다.냉각팬 마그네트론에서 나오는 열을 냉각시키기 위해 사용 턴테이블 식품을 회전시켜 고르게 익히도록 하는 역할을 함2. 전자레인지의 구조고압변압기 마그네트론에서 매우 높은 주파수를 발생하거나 짧은 시간 동안 큰 출력을 방출 할 수 있게 하기 위하여 수천볼트의 고압을 마그네트론에 공급하는 장치이다.고압변압기의 구조2. 전자레인지의 구조전자레인지의 외관2. 전자레인지의 구조전자레인지의 단면3. 전자레인지의 원리유전가열의 원리를 이용한 조리기기로서 간단히 말해 전자파의 특성을 이용한 기기라고 할 수 있다. 전자파는 공기와 유리, 종이 등에서 잘 투과 되나 금속과 마주칠 때는 반사되고 식품이나 물 등에서는 흡수되는데, 이런 성질을 이용해 식품을 가열 또는 조리 하게 되는 것이다. 2450㎒의 높은 주파수를 가진 전자파를 음식물에 투과하면 음식물 속의 물분자가 회전하면서 열을 발생시키고 이 열이 음식물을 익히게 된다. 보통의 조리 기기들이 음식물 외부에 열을 가하기 때문에 음식물이 타거나 영양분의 손실이 커지지만 전자레인지는 이 같은 현상이 없다. 유전가열 : 전기적으로 부도체인 물질에 고주파의 전자기파를 가하여 가열하는 방법으로써 열경화성 접착제의 가열, 목재나 섬유질 물질의 건조, 플라스틱을 성형(成形)하기 전의 예열, 거품 고무를 굳히고 건조시키는 경우, 전자레인지 등에 사용된다. 2개의 금속판으로 된 전극 사이에 가열될 물질을 넣고 고주파를 가하면 전극 사이에 있는 물질이 고르게 가열된다.3. 전자레인지의 원리유전가열 전자레인지의 마이크로파는 물기가 있는 곳에 쏘았을 때 가장 많은 열을 낸다. 전파와 물기가 만났을 때, 전파가 상하로 떨리면서 음극(-)이 됐을 때는 물분자 중 양이온(+)을, 양극(+)일때는 음이온(-)을 끌어당긴다. 손바닥을 서로 비비면 열이 나는 이치처럼 음이온과 양이온이 교차될 때 서로 마찰이 생겨 열이 나는 것이다.3. 전자레인지의 원리전 원 부고압트랜스마그네트론도 파 관식 품전자레인지의 동작 블록도유전가열의 원리와 블록도4. 취급시 주의사항내열성이 있는 유리, 내열 플라스틱, 도자기, 종이 등을 사용수분의 증발을 막기 위하여 뚜껑을 씌워서 익힌다.조리실 내부를 비워 둔 채로 작동시키면 불꽃이 튀어 위험하다.오디오나 TV 가까이 두면 잡음이 나거나 영상이 흔들릴 우려가 있다.어린아이의 손이 닿지 않는 충분한 높이가 있는 곳이 좋다.화상에 주의 하여야 한다.5. 장 · 단점 및 개선방향장 점전자레인지는 전자파로 가열하는 방식을 택해 짧은 시간에 가열할 수 있다.다양한 용기에 음식물을 담은채 가열할 수 있다(도자기, 유리, 합성수지 등).청소나 취급도 다른 조리기기에 비해 간편하다.영양소의 파괴없이 식품의 열손상을 최소화하고, 간편하게 조리 할 수 있다.단 점너무 많이 돌리면 내용물이 딱딱하게 굳어져서 먹을 수 없을 수도 있다 .가열이 고르지 않으며, 다랑의 요리가 불가능 하다.수분 증발시 본래의 맛이 떨어지고 영양 손실이 생긴다.해동이 쉽고, 식품이 타지 않는다.5. 장 · 단점 및 개선방향개 선 방 향가열이 고르지 않다. -가열이 고르지 않으면 식품이 골고루 잘 익거나 조리되지 못한다. 따라서 조리 중 식품을 돌려 놓거나, 저어 주는데 이것을 대신하기 위해 턴테이블을 이용하여 식품 자체를 회전하는 방식을 사용하고 있다. -전자파가 토출되는 토출구를 2개 이상으로 하여 식품에 고르게 분사 하는 방법이 있다. -전자레인지의 안쪽 조리실 벽면을 오목렌즈나 볼록렌즈 원리를 이용하여 전자파를 고르게 반사 시켜 준다.전자레인지에 관한 상식 Q A달걀의 전자레인지 조리는 안전한가? -안전하지 않다. 달걀 내부의 압력이 커져 달걀이 폭발할 수 있다. 얼음을 전자레인지에 넣으면 녹을까? -녹지 않는다. 얼음에서는 물 분자들이 서로 단단히 결합돼 있어 자유롭게 움직이지를 못한다. 얼음에선 마이크로파가 지나가도 물 분자가 움직일 수 없어 열이 나지 않는 것이다. 조리중 전자레인지 안이 훤히 보이는데 전자파로부터 안전한가? -안전하다. 전자레인지에 사용되는 마이크로파는 극초단파로서 파장이 길어 전자레인지 외벽에 있는 그물을 통과할 수 없다. 모든 파동은 자신의 파장보다 간격이 큰 그물은 통과할 수 있지만 이보다 작은 그물을 만나면, 통과하지 못하고 반사된다. 전자레인지의 마이크로파는 파장이 약 10cm인데 그물 구명의 지름은 수mm에 불과 하다. 따라서 마이크로파는 외부로 나올 수 없으며, 내부 벽면 또한 금속 판으로 둘러 싸여 있어 내부에서만 마이크로파의 반사가 입체적으로 이루어 진다.{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2008.04.07| 17페이지| 2,000원| 조회(1,592)

파워포인트, 발표자료, PPT, 전자레인지, 극초단파

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