電子レンジの仕組み・温める原理をわかりやすく解説｜中学生でもわかる

現代の食卓の必需品といっても過言ではない家電である電子レンジ。料理の下ごしらえや冷凍食品の解凍など、電子レンジを使った調理や補助は、日々の家庭の生活や食卓にとって、欠かせないものになっています。

そんな電子レンジですが、構造・原理・仕組みなどを理解している方は少ないはずです。よく知らない・調べてみても分からなかった方もいますよね。なかには、マイクロ波は人体に悪影響を及ぼすのではと不安な方もいるかもしれません。

この記事では、子どもや中学生などでも電子レンジの仕組みをわかりやすく解説します。電子レンジの仕組みを理解して、電子レンジで温めてはいけない容器や食品の理由に知りましょう。電子レンジの疑問や不安を払拭できるので、ぜひ最後まで見てください。

電子レンジが容器ではなく食品のみを加熱できるのは、電波の仕組みを利用しているためです。水分を含んだ物質は電波を吸収し発熱します。また、電波は直進する性質があります。この性質を利用したものが電子レンジの加熱です。電子レンジで食品が温まる流れは下記の通りです。

1. 電気で発生させた電波を食品に当てる

2. 水の分子を電波のエネルギーで振動させる

3. 熱が水から他の部分へ伝わり食品が温まる

先ほど、電波によって食品を加熱していると解説しました。電子レンジは身近な家電ですが、マイクロ波による加熱方式は解明されていない領域です。

また、電子レンジで使われているマイクロ波は2450MHzで、水によく吸収され水分子を効果的に振動させます。つまり、食品に含まれている水分子がマイクロ波の照射によって振動したり回転したりすることで生じる摩擦熱で食品が温められるのです。

電子レンジはどのような構造で温めているか、以下にまとめました。

• 電子レンジには、マグネトロンというマイクロ波を発生させる装置がついています。発生したマイクロ波は、食べ物や飲み物の水分に吸収され振動し、摩擦熱によって食品が温まります。水分の含まれていない物は温めることができません。焦げの原因になったり最悪の場合発火する危険性があります。

• 電子レンジ庫内の壁にはマイクロ波を反射させる金属が使用されており、照射されたマイクロ波は庫内に閉じ込められます。これにより食品の全体にマイクロ波が吸収され、温めムラを防いでいるのです。

• ターンテーブル式は食品を回転、フラットテーブル式の場合はマイクロ波照射アンテナを底面で回転させることで、マイクロ波を均一に照射し食品を効果的に温めています。

同じように食品に熱を加えるオーブン機能との違いは、照射される電磁波の違いによる食品の温まり方の差異です。上述したように、電子レンジのマイクロ波は水以外に吸収されにくいため、食品内部からじっくり加熱されます。

しかし、オーブン機能で照射されるのはほとんどの物質に吸収される赤外線のため、表面を焼くような状態に近くなります。そのため、表面をパリッと焼き上げる際はオーブン、食品全体に内側から熱を通したい際は電子レンジを使うような使い分けが必要です。

マイクロ波は体に良くないと言われたりしますが、それは本当なのでしょうか。ここでは、マイクロ波が人体に影響を及ぼすのかどうか解説していきます。

現在、電子レンジのマイクロ波が大きく人体の健康に影響を及ぼすとは考えられていませんが、眼球などの体の部位に強いマイクロ波を浴びた場合は、熱損傷を受けるといわれています。しかし、熱損傷が起きるといわれているのは電子レンジの周囲の測定値よりも、大幅に高いレベルで浴びた場合です。

また、現在流通している電子レンジは、マイクロ波が内部に留まるように入り口に網目状のシートが施されていたり、電子レンジを開けるとマイクロ波が出ないように電子レンジの稼働が停止されるような設計になっています。そのため、過度な心配はする必要はありません。

それでもやっぱり電子レンジから放出されるマイクロ波をなるべく抑えたい方もいらっしゃいますよね。そんなあなたにおすすめなのが、「電磁波防止シート」です。自分で電子レンジに貼り付けるだけで手軽に電磁波を防げるのでおすすめします。以下におすすめ商品を挙げるので、参考にしてください。

電磁波に関する詳しい情報は、以下の記事でも解説しています。不安な方はこちらの記事もぜひ参考にしてください。

調理して保存する際、アルミホイルに包むことが多いと思います。しかし、そのまま電子レンジに入れるのは大変危険です。以下にどういったことが危険かを箇条書きにしています。

• レンジ内にアルミホイルを誤って入れて火花が散った経験がある方もいますよね。金属を含んでいる容器は電子レンジで使用できません。電子レンジから放出されるマイクロ波によって、尖った部分から放電される可能性があるからです。

• 容器全体が金属で作られている商品だけではなく、容器の一部に金属で装飾されている商品を電子レンジで使用するのも危険です。電子レンジ内のマグネトロン機構に反射した電波が届いて、反射した電波によって火花が発生し火災の原因になる場合もあります。

• 容器に限らず金属製のティースプーンも当てはまります。マグカップにスプーンを入れたまま電子レンジで加熱するのも大変危険なため避けましょう。以下の記事でも詳しい情報を解説しているので、ぜひ参考にしてください。

木製の容器は急激な温度変化に弱いため、電子レンジを使用すると器の劣化を早めます。それ以外にも、表面にコーティング剤や漆が塗られている場合、痛んだり溶け剥がれたりする可能性もあります。

紙皿や紙コップなどの紙製の容器も、基本的には電子レンジNG。紙皿や紙コップには、耐水性を付与するために、表面にポリエチレンのフィルムが貼り付けられています。電子レンジで加熱すると熱でこのコーティングが溶け出してしまいます。

木製・紙製の容器はデリケートです。「電子レンジOK」の表記がないものは、基本的に電子レンジを使わないようにしましょう。

陶器も、電子レンジでの加熱は避けた方が無難です。1~2度の加熱ですぐ破損する可能性は少ないですが、陶器は原材料が土であり他の容器の素材に比べて強度が弱いため、何度も電子レンジでの加熱を繰り返すとひびが入ったり割れたりします。

磁器の場合は強度的な心配はないため、電子レンジで温めても問題ありません。ただ、絵付けが施されたものは使用するにしたがって劣化が進む場合があります。なお、陶器も電子レンジ対応の商品が「耐熱陶器」として発売されているため、購入時の注意書きなどが残っていれば確認しましょう。

プラスチック製の容器は、必ずプラスチック樹脂の種類を確認しましょう。ポリスチレン製（PS）のものは耐熱温度が70～90℃程度のため電子レンジは使えません。ポリプロピレン製（PP）のものは耐熱温度が110~130℃前後と高めなので、電子レンジでの使用が可能です。

ただ、油分が多い料理を加熱する場合は、高温になった油がPP容器の耐熱温度を上回ってしまい変形や焦げが起こる可能性もあります。また、本体が耐熱性でもふたは耐熱性ではないものも多いため、忘れずにふたと本体両方の素材と耐熱温度を確認しましょう。

薄いガラス容器やガラスのコップなどは、電子レンジの急激な温度変化に耐えられないため、膨張して割れ破損します。厚みのあるものなら多少は耐性が上がりますが、危険なため基本的に電子レンジの使用は避けたほうが賢明です。

ガラス製の容器は家庭用品品質表示法により、電子レンジで使用できるものにはきちんと「電子レンジ用（120℃以上の温度差に耐えられる製品を示す）」の記載があります。その他にも「耐熱ガラス製器具」や400℃以上の温度差にも耐えられる「超耐熱ガラス製器具」のような表記もあるため、購入の際は表示をよく読みましょう。

ドライフルーツなどの乾燥した食品は電子レンジで使用できません。食品内に含まれている微量の水分が完全に蒸発するので、焦げの原因となるからです。ひどい場合は、火災の原因にもなりかねません。

また、さつまいもなどの芋類も電子レンジで使用すると発火などの原因になります。芋類を電子レンジで加熱調理する際は水にくぐらせてラップをするといった対策をする必要があります。その他には唐辛子やにんにくの電子レンジでの加熱も気をつけましょう。

卵などの殻や膜がある食品も電子レンジで使用するのは避けましょう。温めると膨張した水分が殻や膜に圧力をかける状態になり、爆発する可能性があります。

電子レンジで使用する場合は、殻を取り除いたりフォークなどで膜を破ったりして水蒸気の逃げ道を確保してからにしましょう。他にも、トマト・タラコ・栗なども殻や膜がある食品に当てはまるので気をつけてください。

以下の記事で紹介されているようなゆで卵メーカーを使用すれば、電子レンジでもゆで卵を作れます。気になる方は、こちらの記事もぜひ参考にしてください。

ドリンク・スープ・カレーなどの液体を電子レンジで温める際も注意が必要です。液体の食べ物・飲み物などを電子レンジで過剰に温めると、突沸現象が生じるからです。「突沸」とは、水分が勢いよく突然沸騰し周囲に飛び散ることをいいます。

特にカレーなどの粘性がある食品は、突沸が起きやすいので気を付けましょう。水の分子が滞留しがちなので、容器や鍋の中で温度差が生じ、低温の部分が高音の部分の沸騰を抑制してしまうため、少しの振動で突沸が起きやすくなります。適切な温め時間と出力に調整することが大切です。

便利な電子レンジですが、こまめな掃除を怠ると庫内の汚れも加熱され、発火する場合もあります。特に出口カバー付近はマイクロ波が通過する部分で、汚れがあると危険ですので、汚れによる発火を防ぐためにはこまめな掃除が重要です。

電子レンジを掃除するポイントは、固く絞ったふきん等で汚れをふき取るのがいいです。また、汚れがひどい時は中性洗剤を使うと効果的です。安心して使用するためにもこまめな掃除を心がけましょう。詳しい掃除の方法は電子レンジの取扱説明書で確認するようにしましょう。

電子レンジの仕組みを理解すれば、使用できない容器や食品がわかります。間違った電子レンジの使い方をしてしまうと、容器の破損や火災などになりかねません。今回ご紹介した内容を活用して、電子レンジを安全に使用しましょう。