II) Les composants du four à micro-ondes

Problématique : Quels sont les principaux composants essentiels au fonctionnement du four à micro-ondes ? Comment fonctionne le magnétron ?

Après avoir étudié le principe de fonctionnement du four à micro-ondes, nous avons voulu savoir quels étaient les éléments qui le composait et qu’est ce qui permettait l’émission des ondes. Ainsi nous en avons trouvé un à la déchetterie et nous l'avons démonté (les photos présentées dans cette partie sont celles du four que nous avons démonté).

Le four à micro-ondes est tout d'abord un assemblage constitué de deux grandes parties: celle dans laquelle on met les aliments, à savoir la cage avec le plateau tournant on l'on dépose les aliments.

Et la partie «cachée», qui est la partie numérique et technique. C’est la partie qui fait fonctionner le four à micro-ondes.

1) Partie formant la structure du four à micro-ondes :

Elle est constituée tout simplement d'une cage, une enveloppe métallique que l'on assimilé à une cage de faraday et qui a pour particularité de renvoyer les ondes quelles qu'elles soient. La porte est elle même dotée d'un grillage, qui renvoie également les ondes afin de limiter fortement la fuite des ondes tout en permettant à l’utilisateur d’observer ce qu’il a placé dans le four.

            Pour résumer, une cage de Faraday – appelée comme ca par son créateur Michel Faraday - est une enceinte utilisée pour protéger des nuisances électriques et électromagnétique extérieures ou inversement pour empêcher un appareil de polluer son environnement.

Ici, pour le cas du four à micro-ondes, elle empêche les micro-ondes de polluer leur environnement, de s'échapper de l'enceinte du four à micro-ondes pour affecter un humain ou autre. Un autre exemple courant de cage de faraday est la voiture, qui protège donc des décharges électriques comme la foudre mais ne laisse pas les ondes passer (à part les fenêtres) et a donc besoin d'une antenne pour recevoir la radio correctement. Une cage de faraday est une enceinte métallique qui doit être fermé de chaque coté, mais on peut y ajouter un grillage, ce qui est idéal pour la porte du four à micro-ondes, dans la mesure on peut donc observer a l'intérieur sans que la cage ait des fuites d'ondes.

           Dans cette cage on retrouve un petit plateau tournant, ce qui permet à l'aliment d'être irradié de façon homogène comme nous l’avons vu dans la première partie. Si l'aliment ne tournait pas alors il serait chaud a certains endroits et froid à d'autres.
Ce plateau tourne grâce à la puissance d'un petit moteur six-temps présent ci-dessous.

  •  Expérience sur la réflexion des ondes :

Nous avons réalisé une expérience afin d’étudier le caractère réflectif de l’enceinte métallique du four à micro-ondes ainsi que sa porte. Ne pouvant pas travailler avec des micro-ondes, nous avons choisi d’utiliser des ultrasons. Les résultats de l’expérience auraient été les mêmes avec des micro-ondes qu’avec des ultrasons dans la mesure où ce sont des ondes.

Nous nous sommes donc munis d’un émetteur et un récepteur ultrason, et nous avons raccordé le récepteur à un oscilloscope. Puis, nous avons fait différent test en envoyant les ondes a travers la porte, dans la cage, sur le grillage de la porte, et en plaçant le récepteur de façon a réceptionner les ondes après qu'elles aient ricochées.

On a donc pu observer que lorsque que l'on plaçait l'émetteur et le récepteur de part et d'autre de la cage ou la porte, l'oscilloscope ne montrait aucun signe de réception. On en conclue donc que la cage est bien imperméable aux ondes.

De plus, nous avons envoyé des ondes de façon à ce qu'elles ricochent dans la cage pour essayer de les réceptionner avec le récepteur : ce fut un succès, preuve que le four a micro-ondes est bien une cage de faraday et que cette enceinte renvoie les ondes à l'intérieur.

La cage du four à micro-ondes ne laisse donc pas sortir ou rentrer les ondes, mais elle les renvois a l'intérieur même de cette cage, empêchant toute fuite d’ondes et permettant d’homogénéiser la cuisson de l’aliment.

Toutefois nous nuancerons ces propos dans la troisième partie.

 

2) Partie technique et technologique du four à micro-ondes:

Dans le four à micro-onde que nous avons récupéré et démonté, il n'y avait pas d'affichage numérique et la sonnerie se faisait à l'aide d’une simple sonnette sur laquelle un mécanisme tapait à la fin du temps.Il était donc simplement doté d'une cage de faraday, un système pour ouvrir la porte, un ventilateur, un bouton pour régler le temps de cuisson, et ne possédait pas de guideur d'onde.
Nous avons donc pu observer la sonnette et son mécanisme (en bas a gauche de l'image ci-dessus), le magnétron, pièce centrale du four à micro-ondes (au milieu), le transformateur (en bas de l'image), le ventilateur (a droite), le tout relié par des câbles.

Magnétron  du four à micro-ondes que nous avons récupéré