Mikrolaineahi

Mikrolaineahi ehk mikroahi on elektriahi toiduainete ja toitude kuumendamiseks mikrolainelise vahelduvelektrivälja abil.
Mikrolaineahju leiutajaks peetakse Percy Spencerit, kes 1946. aastal märkas Raytheonis töötades, kuidas taskus olev pulgakomm hakkas sulama kui magnetron, mille juures ta seisis tööle lülitati.
Esimesed mikrolaineahjud valmistati USAs 1965. aastal ja võeti peagi laialdaselt kasutusele.

Mikrolainete kuumendustoime

Mikrolaineahjus tekitavad soojust mikrolained pikkusega 12,25 cm, vastavalt sagedusega 2450 MHz. Niisugused lained läbivad klaasi, portselani, kartongi ja muid  anorgaanilisi aineid takistamatult (neid soojendamata), peegelduvad metallpindadelt (nt ahju metallist sisepindadelt) ja neelduvad vett sisaldavates ainetes (vähemal määral rasvades), seega siis ka enamikus toiduainetes.
Mikrolainete soojendav toime põhineb sellel, et vee molekul kujutab endast elektrilist dipooli, s.t positiivse ja negatiivse poolega süsteemi. Elektriväljas, mille suund muutub vaadeldaval juhul ligi 5 miljardit korda sekundis, pööravad molekulid end selle sagedusega välja suunda (samalaadselt kompassinõelaga muutuvasuunalises magnetväljas). Edasi-tagasi pöördumisel molekulid n-ö hõõrduvad üksteise vastu, millega kaasneb soojuse eraldumine. Seda soojust kasutataksegi ahjus toiduainete soojendamiseks, keetmiseks, hautamiseks ja ülessulatamiseks. Eelmärgitud sagedusega mikrolained tungivad toiduainesse keskmiselt 2…3 cm sügavusele; edasine kuumutus sügavamal toimub soojusjuhtivuse teel.

Mikrolainete tekitamine ja toime

Mikrolaineid tekitab elektronvaakumseadis magnetron (3). Magnetrongeneraatori tööks vajalik kõrge anoodpinge – umbes 5000 V – saadakse 230-voldise võrgupinge (1) ülestransformeerimisega (Tr) ja kahekordistamisega dioodist (D1) ning kondensaatorist (C) koosneva lülituse abil. Kõrgepingelised impulsid rakendatakse magnetroni elektroodidele katoodi kaudu; magnetroni (3) hõõgkatood saab toitevoolu trafo küttemähisest (2).
Mikrolainete ahjust väljapoole levimist tõkestab ahju metallkest ja klaasukse metallvõre; selles olevad avad on mikrolainete lainepikkusest palju väiksemad ja seega neile lainetele läbimatud.  Ukse avamisel katkeb kohe magnetroni toiteahel.
Magnetroni kiirgusvõimsus on püsiv; etteantud temperatuurile vastavat kuumutusvõimsust reguleerib juhtlülitus sel teel, et lülitab magnetroni lühemaks või pikemaks ajaks sisse. Uuematel ahjumudelitel võib kiirgusvõimsus olla ka sujuvalt  reguleeritav. Maksimaalne mikrolainevõimsus jääb vahemikku 700‒1200 W.
Magnetronist suunatakse mikrolained siseseintelt toidule korduvate peegeldamiste teel. Seejuures moodustub ahjus  lainete interferentsi tulemusena kolmemõõtmeline muster ja nn kuumad punktid, kus toit võib üle kuumeneda. Selle vältimiseks hoitakse toidunõu pöörleval alusel pidevas liikumises. On ka ahje, kus magnetronist väljuvaid laineid suunab pöörlev reflektor.

Mõju elektrijuhtidele

Magnetroni võimsus on küllalt suur, et juhtivates materjalides, sealhulgas metallides, esile kutsuda kuni paarikümne ampri tugevust voolu. Seetõttu võivad nõudel olevad õhukesed metallkaunistused, nt kuldrandid, ahjus üles sulada. Suuremad metallesemed, nt tassi jäänud lusikas, võib ainult veidi soojeneda. Hoiatus, et metallesemeid ei tohi mikrolaineahju panna, tuleneb sellest, et metallnõudes (nagu ka alumiiniumfooliumis) olevale toidule ei pääse mikrolained ligi. Küll aga võib elektriväli metallesemes saavutada sellise tugevuse, et eseme lähenemisel ahju metallseinale toimuvad elektriülelöögid, mis avalduvad sädelemisena.