Les fours à micro-ondes domestiques vendus aux États-Unis fonctionnent sous une tension de 120 volts. Or, pour réellement produire ce rayonnement électromagnétique à haute énergie, la tension fournie au tube magnétron doit être bien supérieure à 120 volts. C'est pourquoi le courant électrique domestique passe d'abord dans un transformateur élévateur avant d'atteindre le magnétron, un tube à vide spécialisé qui convertit l'énergie électrique en micro-ondes.
Les composants principaux d'un four à micro-ondes
Un four à micro-ondes se compose de plusieurs éléments essentiels : le boîtier, qui inclut la cavité de cuisson, le magnétron, un transformateur haute tension ainsi qu'une console ou un dispositif de commande. C'est le tube magnétron qui assure concrètement la conversion de l'électricité en micro-ondes.
Le transformateur et les circuits associés prennent le courant domestique de 120 volts et l'élèvent aux 3 000 à 5 000 volts nécessaires pour générer les micro-ondes. Le dispositif de commande peut se limiter à un simple interrupteur muni d'une minuterie. De nombreux modèles permettent également à l'utilisateur de faire varier la puissance de cuisson, notamment pour des tâches comme la décongélation de viande.
Le transformateur : la pièce maîtresse du four à micro-ondes
Le transformateur est un dispositif électrique qui modifie le courant alternatif en augmentant ou en réduisant son potentiel, autrement dit sa tension. Lorsque vous branchez votre four à micro-ondes sur une prise domestique standard, l'appareil reçoit un courant alternatif de 120 volts (120 VAC).
Ce courant traverse ensuite une bobine de fil de cuivre située dans le transformateur, appelée bobine primaire. Les électrons en mouvement génèrent autour d'elle un champ électromagnétique. Une bobine secondaire, comportant un nombre différent de spires, est placée dans ce champ. Grâce au phénomène d'induction électromagnétique, un courant circule alors dans cette bobine secondaire.
La tension du courant secondaire est proportionnelle au rapport entre le nombre de spires de fil de cuivre de la bobine primaire et celui de la bobine secondaire. C'est ce principe simple qui permet de multiplier la tension d'entrée par un facteur important.
La tension nécessaire pour produire le rayonnement micro-ondes
Les magnétrons des fours à micro-ondes domestiques actuels fonctionnent à une fréquence nominale de 2450 MHz. Pour émettre un rayonnement à cette fréquence, le transformateur doit alimenter le magnétron avec un courant d'environ 3 000 à 5 000 volts.
Les fours à micro-ondes de qualité professionnelle peuvent quant à eux être alimentés par un courant de 220 volts et produire un rayonnement de fréquence plus élevée, ce qui permet aux aliments de cuire nettement plus rapidement que dans un appareil domestique classique.
La production de chaleur par les micro-ondes
Les micro-ondes générées par le magnétron se caractérisent notamment par leur capacité à interagir avec la matière, y compris les aliments, au niveau moléculaire. Concrètement, lorsque le rayonnement micro-ondes pénètre dans les aliments, leurs molécules sont mises en agitation physique.
Le frottement entre ces molécules en mouvement produit de la chaleur, laquelle cuit les aliments de l'intérieur vers l'extérieur. C'est ce mécanisme qui explique la rapidité de cuisson propre aux fours à micro-ondes.
Avertissement : les tensions présentes à l'intérieur d'un four à micro-ondes, comprises entre 3 000 et 5 000 volts, sont mortelles. Même débranché, l'appareil peut conserver une charge dangereuse dans ses condensateurs. Toute intervention sur ces composants doit impérativement être confiée à un professionnel qualifié.
Source : https://jardin.98905.com/home-appliances/microwave-ovens/1007053859.html