Upotreba mikrotalasne rerne sve je prisutnija u savremenom domaćinstvu. Prevashodno služi za brzo i efikasno podgrevanje hrane, za odleđivanje i za neke druge namene sa relativno malim utroškom energije. Pošto postoje kontradiktorna mišljenja o njenoj štetnosti zbog zračenja, posebno zbog uticaja na kvalitet hrane, razmotrimo princip rada i komparativno sagledajmo koliko u svemu tome ima istine.

Mikrotalasi su elektromagnetni talasi (EMT) koji su pogodni da prodru u hranu i zagreju je, a da pri tome, neki tvrde, ne promene njen hemijski sastav.

Elektromagnetni talas mikrotalasne rerne ( dužine 12,2 cm )

Sa slike se može uočiti da mikrotalas predstavlja elektromagnetni talas  odgovarajuće talasne dužine i frekvencije. Energija koju talas nosi može da u biološkom tkivu (npr. mesu, ili drugim namirnicama) pokrene slobodne naelektrisane čestice (elektrone i jone) i polarizovane molekule, ali ne može da izvrši jonizaciju, niti da razbija molekule i time menja hemijski sastav sredine kroz koju prolazi. Ceo proces se dešava u potpuno zatvorenom prostoru koji je posebno zaštićen odgovarajućom metalnom konstrukcijom i specijalnim staklom na vratima mikrotalasne rerne.

Mikrotalasi pretvaraju molekule vode iz hrane i pića u efikasna grejna tela. Poznato je da molekul vode (H2O) sačinjavaju dva atoma vodonika i jedan atom kiseonika i kao takav, on predstavlja jedan dipol, jer na jednom kraju ima višak elektrona, a na drugom višak protona. Kod takve strukture vrši se efikasno delovanje elektromagnetnog polja, što dovodi do ispoljavanja fizičke sile koja česticu privlači i odbija velikom brzinom, a po zakonu održanja mehaničke energije stvara se odgovarajuća toplota koja zagreva hranu u mikrotalasnoj rerni. Kod dipola se stvara spreg sila, zbog različitog naelektrisanja krajeva molekula vode, a to dovodi do njegove brze rotacije. Rotaciji se suprostavlja supstanca koja okružuje molekulu, zbog čega dolazi do kašnjenja u promeni smera u odnosu na električno polje. Kašnjenje je srazmerno temperaturi koja se stvara trenjem molekula tokom rotacije. Ne može svaki elektromagnetni talas dovesti do rotacije, a time i promene temperature molekula. To zavisi od njegove talasne dužine, odnosno frekvencije. Pošto je brzina EMT u vazduhu oko 300 000 000 m/s, jednostavnom računicom se dolazi do podatka da je njegova frekvencija kod mikrotalasne peći oko 2,46 GHz. Sa takvom frekvencijom, pored rotacije, dolazi do trenja i do povećanja temperature sadržaja u mikrotalasnoj rerni. Interesantno je da se povećanje temperature ne može izazvati ako nema materijala koji se suprostavlja rotaciji molekula vode. To se može isprobati sa vodenom parom destilovane vode koja se izloži delovanju mikrotalasa. Molekule vodene pare rotiraju, ali se ne izaziva povećanje temperature. Namirnice koje u sebi nemaju molekula vode ne mogu se zagrejati u mikrotalasnoj rerni. Mogu se zagrevati tečnosti i čvrsta tkiva.

Za odleđivanje namirnica, zbog šestougaone kristalne strukture leda potrebna je mnogo veća energija talasa da se molekuli zarotiraju, pri čemu mikrotalas naglo slabi. Proces prodora mikrotalasa kroz zaleđenu hranu traje duže, ali je znatno brži od klasičnog načina odleđivanja. Prostiranje toplote kroz hranu u mikrotalasnoj rerni zavisi od strukture namirnice, ali je znatno brže od klasične peći, što dovodi do velike uštede energije. Dubina prodiranja zavisi od hemijskog sastava, temperature hrane i dužine talasa. Toplota se prostire kondukcijski (prenošenjem sa čestice na česticu), što znači, niti strujanjem (konvekcijom), niti zračenjem (radijacijom), mada kod svake tečnosti je više prisutno strujanje. Od zagrejanih molekula toplota se prostire na sve strane. Hrana se zagreva u paketima impulsa, što se zvučno registruje prilikom rada mikrotalasne rerne, tako da po zvuku osetimo promenu impulsa po nivoima zagrevanja. Impuls se menja posle izjednačenja temperature određenog sloja namirnice, što se odvija dubinski do poslednjeg sloja, kada se automatski prekida rad. Interesantno je da se plastična posuda na rotirajućem disku mikrotalasne rerne daleko manje zagreva od sadržaja u njoj, tako da moramo voditi računa da se pri konzumiranju tečnosti ne opečemo. Preporučuje se da se zagrejana masa ( posebno tečnost ), zbog navedenog i drugih razloga, ne koristi odmah, odnosno da se sačeka do minut vremena.

I pored toga što se mikrotalasna rerna koristi već nekoliko decenija, na desetine miliona njih u čitavom svetu, i što su obavljena brojna naučna ispitivanja hrane koja se u njima zagreva, niko nije dao pravi odgovor na sledeća pitanja:

• Kakve se promene dešavaju u hrani koja se zagreva pomoću mikrotalasa,
• Koja se sve jedinjenja stvaraju u takvoj hrani,
• Da li su ta jedinjenja štetna za one koji jedu takvu hranu,
• Ako su štetna, koje sve poremećaje zdravlja mogu da izazovu,
• Da li ta nova jedinjenja doprinose ubrzanom starenju,
• Da li ona, možda, doprinose nastanku i širenju kancerogenih bolesti?

Poznato je da mikrobiolozi odbacuju pripremanje hrane mikrotalasima kao postupak koji nije prirodan i ne doprinosi zdravlju onih koji jedu takvu hranu.

Na kraju recimo da je mikrotalasna rerna konstruisana od metalnog kućišta, generatora mikrotalasa-magnetron, predajne antene, talasovoda, pokretnog reflektora talasa, VN transformatora, filtera, rotirajućeg diska, radnog prostora i posude sa hranom. Princip rada mikrotalasne rerne otkrio je Persi Spenser (1894-1970) prilikom izgradnje jednog radarskog postrojenja, a patent je 1946. godine prijavio Rejteon. Prva rerna je napravljena 1947. godine sa ogromnim dimenzijama (visine preko 2 m) i mase 340 kg. Takva rerna je koštala 2000 do 3000 dolara, a tek je kasnije napravljena sa manjim dimenzijama i pristupačnijim cenama.

Vrata mikrotalasne rerne pri radu moraju uvek biti zatvorena jer je mikrotalasno zračenje opasno po ljudsko zdravlje, ali, kako mnogi tvrde, ne za namirnice koje podgrevamo, ili odleđujemo.

Mikrotalasna rerna ne može da ugreje namirnice preko tačke ključanja vode, što znači da se ne ponaša kao peć i da je pogrešno da je tako zovemo. Da li da je kupimo i koristimo, stvar je ličnog opredeljenja, jer postoje suprostavljena i naučna i nenaučna mišljenja o njenoj upotrebi u domaćinstvu.

Izvori saznanja:
1.    www.foti.co.rs   
2.    www.tehnologijahrane.com

Za strastvene ljubitelje elektronike nudim zanimljivo konstruktorsko rešenje malog stereo-pojačala snage 2x40W koje sam gradio sa temeljitom pripremom, što se kasnije pokazalo kao dobro praktično rešenje. Povod za gradnju je odlazak u vinograde vršačkog kraja za Usekovanije (tradicionalno druženje početkom septembra). U vinogradima  nema struje, ali se tu našlo dosta kvalitetno, minijaturno, fabričko pojačalo koje je doneo jedan naš radnik iz inostranstva, a koje se napaja sa četiri alkalne baterije. Slušali smo tihu starogradsku muziku, ali su se baterije brzo potrošile i ostali smo bez muzike kada nam je bila najpotrebnija. Posle tog nepredviđenog događaja pristupio sam namenskoj gradnji pojačala koje će nešto duže raditi sa sopstvenim akumulatorskim napajanjem sa većom snagom i mogućnosti da ga koristimo gde god poželimo. Prvo sam napravio skicu i detaljnu šemu sa posebnom brigom o rezervnom napajanju, odnosno proračunu napajanja ugrađenog akumulatora. Potrebne šeme za predpojačalo i pojačalo sam našao u knjizi “Mala škola elektronike”.
Celu elektroniku pojačala sam smestio u aluminijsku kutiju koju sam posebno pravio za ovaj uređaj, pre toga odredivši mesto za akumulator kapaciteta 4 Ah koji se puni vanjskim punjačem napona 14,8 V. Odustao sam od gradnje ispravljača unutar kutije uređaja zbog povećanja mase i jednostavne činjenice da se pri korišćenju uređaja ne koristi mrežni napon, već napunjen akumulator. Iako je snaga pojačala relativno velika, njegov rad na manjem opterećenju, odnosno puštanjem tihe muzike, obezbeđuje trajanje do 4 h. Zbog zaštite akumulatora pri padu napona ispod 10 V, upotrebljen je relejni prekidač ( nije na slici ) kojim se uključuje napajanje pojačala, tako da on ne reaguje ako je napon ispod kritičnih 9,8 V.

 

Električna šema veza pojačala  (RK 8560 )

Pojačalo ima ugrađen akumulator, mikrofonsko predpojačalo, malu miksetu i pločicu pojačala sa malo delova, ali je velike izlazne snage. Mogu se upotrebiti dva zvučnika odgovarajuće snage i otpora od 4 ili od 2 oma. Od karakteristika vredno je pomenuti da je predviđen “stand by” prekidač, zaštita od kratkog spoja, termička zaštita od obrnutog polariteta napajanja. Sve to je urađeno sa IC kolom oznake TDA 8560 koje predstavlja integrisani pojačavač B klase, snage 2x40W u BTL spoju. Napon napajanja je od 6 V do 18 V, ali tipičan napon je 14,4 V. To je približan napon napunjenog akumulatora. Kod maksimalnog opterećenja uređaj vuče struju oko 5 A, što nam nije potrebno, ali ako baš moramo za neke posebne prilike, možemo ga koristiti sa akumulatorom samo sat vremena. Ako želimo više, slušamo na čujnom minimumu, ili ga uključimo preko namenskog ispravljača napona 14,8 V koji ujedno puni akumulator kada je pojačalo uključeno, ili isključeno. Potrošnja zavisi od snage upotrebljenih zvučnika i same jačine zvuka, o čemu, takođe, moramo voditi računa.
Štampane pločice mikrofonskog predpojačala i pojačala nabavljene su u KIT kompletu Radio kluba “Kelco” iz Beograda pod oznakama RK3660 ( predpojačalo ) i RK8560 ( pojačalo ). Mala mikseta je pasivnog tipa, izvedena preko dva potenciometra (log) vrednosti 100 kilooma i otpornika na srednjem izvodu vrednosti 10 kilooma. Ulazni NF signal, koji se meša na mikseti, ide na pojačalo preko trećeg potenciometra (log) vrednosti 100 kilooma. Broj kanala biramo prema potrebi, tako da sam u konkretnom slučaju uzeo samo dva stereo kanala (mikrofonski i NF stereo signal sa plejera, ili mobilnog telefona). Kod ovog pojačala treba voditi računa da se minus pol izlaza zvučnika ne sme vezati na masu ( - ), a zbog čega, najbolje je pogledati na priloženoj šemi. Što se tiče zvučnika, mogu se naći i manjih dimenzija, a odgovarajuće snage, ili da se izlazi pojačala  prerade na manju snagu, što donekle usložnjava konstrukciju.

Na kraju, šta se dobilo ovom zanimljivom konstrukcijom? Praktičan i vredan uređaj sa stereo signalom i dva spoljna ulaza sa mogućnosti miksovanja i podešavanja jačine izlaza prema potrebi. Uređaj je prenosnog tipa, napaja se iz akumulatora ( koji se puni, a onda prazni ), ili preko spoljašnjeg ispravljača, a daje dosta kvalitetan zvuk. Može se koristiti i sa mikrofonom na oba kanala, što dobro dođe za sportske aktivnosti u prirodi. NF signal možemo koristiti iz različitih aparata prenosnog tipa, čak i sa mobilnog telefona koji ima FM radio, ili karticu sa snimljenom muzikom koja nam odgovara. Neki se opravdano pitaju da li je bolje naći nešto slično fabričkog tipa! Možda, ali zanimljiva i precizna konstrukcija sa malo ulaganja u svakom slučaju se isplati! Za stereo zvuk nije puno važna jačina, već kvalitet koji se sa ovakvim rešenjem zaista i dobio. Kada se tome doda višečasovni rad bez mrežnog napona, vredi otići u vinograde i tamo uz druženje i tihu muziku ostati nekoliko sati!

Izvor saznanja:
1.    “Mala škola elektronike”, Vladimir D. Krstić i Željko V. Krstić, Beograd 2002. godine

Zbog velikog interesovanja posetilaca našeg sajta za članak “Zračenja koja štetno utiču na čoveka i njegovu okolinu” (preko 16000 poseta!), odlučio sam da detaljno opišem konstrukciju i namenu tranzistorskog elektroskopa koji se pominje u članku. Da ujedno otkrijem tajnu, ovaj uređaj je, uz moju mentorsku pomoć, bio takmičarski rad iz naučno-tehničkog stvaralaštva na republičkoj smotri učenika osnovnih škola pre desetak godina, a danas služi kao moderno nastavno sredstvo, ali i za različite eksperimente pri ispitivanju zračenja.

Električna shema tranzistorskog elektroskopa ( RK 3260 )

Elektroskop klasičnog tipa sa aluminijskim listićima predstavlja najjednostavniji instrument za merenje statičkog naelektrisanja. Napravljen je od staklene boce u koju je kroz izolatorski ( plutani ) čep stavljena metalna šipka koja na gornjem delu ima metalnu kuglicu, a na unutrašnjem donjem kraju u boci dva listića staniola. Prinošenjem, ili dodirom sa naelektrisanim telom, listići se razdvajaju, čime pokazuju da je telo naelektrisano. Isto se dešava sa pozitivnim i sa negativnim naelektrisanjem, što znači da elektroskop ne pokazuje vrstu naelektrisanja (+ ili - ), već samo njegovo prisustvo. O tome zaključujemo prema vrsti (mikrostrukturi) tela koje se naelektriše trenjem, dodirom, ili elektrostatičkom indukcijom.

Elektroskop klasične konstrukcije, kako je ukratko opisan, namenjen je samo za pokazivanje da li je neko telo naelektrisano, a kojom količinom naelektrisanja, možemo proceniti prema otklonu listića. Tranzistorski elektroskop, pored znatno veće osetljivosti, nije namenjen merenju, međutim spretan konstruktor može uspešno rešiti i takvo zadovoljstvo. Elektroskop se sastoji od šest tranzistora BC546B, ili sličnih ( NPN tipa ), spojenih u Darlington spoju, čime postižemo neverovatno pojačanje od nekoliko miliona puta. Na ulazu ovog pojačivača, na bazi prvog tranzistora, sa leva, nalazi se komad žice dužine 5 cm, To je “kuglica”, ili SENZOR našeg tranzistorskog elektroskopa. Na emiteru zadnjeg levog tranzistora spojena je LED dioda koja služi kao indikator rada ovog neobičnog pojačivača. Otpornik vrednosti 820 oma spaja se između minusa na štampanoj pločici i minus pola baterije. U bazu poslednjeg, desnog tranzistora, spojen je potencimetar, ili trimer, ( 15 K ) kojim se ceo sistem dovodi pred paljenje LED diode. Tada je sistem najosetljiviji. Pored LED diode može se lako ugraditi i neki osetljivi miliampermetar ( nije prikazano na shemi ) koji svojim otklonom pokazuje količinu naelektrisanja. Instrument se napaja malom baterijom napona 9 V, a zbog štednje dobro je ugraditi  neki mikro-prekidač. Potrošnja instrumenta je veoma mala.

Ovim instrumentom, pored merenja naelektrisanja, mogu se registrovati prisutna zračenja na nekom prostoru, kojima smo prosto zapljusnuti sa svih strana. Zbog velike osetljivosti instrumenta, registruje se gotovo svako zračenje električnog polja, što je veoma interesantno kako na manjem, tako i na većem prostoru. Pored toga što je korisno i dosta efikasno nastavno sredstvo, njime možemo ispitati štetna zračenja, o čemu je detaljnije bilo reči u navedenom članku. Njime možemo registrovati prisustvo podzemnih voda koje svojim kretanjem stvaraju električna polja, čak i zračenja plitko ukopanih električnih vodova i kućnih aparata.

Izvor saznanja:
“Mala škola elektronike”, Vladimir D. Krstić i Željko V. Krstić, Beograd 2002. godine