Cum funcționează un cuptor cu microunde, principiu, caracteristici, moduri

Anterior

Conţinut:

  • Electroni și cuptoare cu microunde
  • Cum sunt folosite oscilațiile de înaltă frecvență într-un cuptor cu microunde
  • Cum sunt implementate modurile de microunde

Microcosmosul este plin de secrete. Ne gândim cu entuziasm la electroni, dar nu știm exact ce sunt aceștia. Ce valoare are cel puțin principiul incertitudinii lui Heisenberg? Oamenii de știință, cu atât mai departe, cu atât mai puternic - în cuvintele cântăreței - afirmă că Dumnezeu există și încep să se minuneze de propria lor descoperire. Teoria lui Einstein pare a fi parțial insuportabilă, ceea ce înseamnă că masa nu crește odată cu creșterea vitezei, iar viteza luminii este insurmontabilă. Ceea ce s-a dovedit recent experimental. Cum funcționează un cuptor cu microunde dacă nu știm nimic despre particulele elementare, cu excepția faptului că acestea se comportă complet imprevizibil? Să încercăm să privim în această lume a fenomenelor ciudate și de neînțeles.

Principiul de funcționare al cuptorului cu microunde

Electroni și cuptoare cu microunde

Caracteristicile tehnice ale cuptoarelor cu microunde sunt destul de diferite, dar fenomenul de bază este același. Și aceasta este absorbția energiei undelor electromagnetice de către moleculele de apă. Principiul de funcționare al cuptorului cu microunde rămâne întotdeauna același. Se spune că a fost luat de America din Germania fascistă învinsă, dar aceasta, după cum se spune, este o cu totul altă poveste. Și acum câteva cuvinte despre cum funcționează un cuptor cu microunde.

Știți că în fizică există o așa-numită teorie a undei duble ale pulsului, conform căreia o undă electromagnetică se poate comporta ca o particulă? Astfel, cu o scădere a frecvenței, apar efectele caracteristice mărilor și râurilor. Această adăugare de unde nu este cantitativă, ci ținând cont de fază, în urma căreia modelul de interferență poate căpăta aspectul cel mai capricios. Iar lumina se comportă adesea ca niște particule. Ce este un cuantic și nuo bucată de lumină? (Vezi și: cuptor cu microunde de dimensiuni mici)

Și astfel, într-o zi, în laborator, oamenii de știință au decis să verifice: deci ce sunt cuantele? Pentru aceasta, au luat un pistol special care ar putea emite particule elementare. Secvența experimentelor a fost următoarea:

  • Au început să tragă cu un tun într-un gol dintr-o foaie de material opac, iar în spatele lui au pus un ecran sensibil și au început să înregistreze intensitatea. O amprentă a golului de ieșire a apărut, proiectând razele tunului.

    moduri

    Cuptor cu microunde

  • Au plasat două fante la mică distanță una de cealaltă și au început să tragă în ei. Rezultatul a fost un model de interferență. Ca și cum ar fi două valuri ale mării care au trecut prin crăpăturile valului. Acestea au fost maximele și minimele densității curgerii.
  • Dar când au început să încerce să afle prin ce fantă a trecut fotonul și au pus două telescoape, imaginea de interferență a dispărut.

    • Oamenii de știință au prezentat următoarele teorii: particula trece prin ambele fante simultan sau prin una dintre ele. Ca urmare, pare să se ciocnească de sine și formează un model de interferență. Cât despre teoria undelor, a existat ceva asemănător. Ideea este că au început să vorbească despre faptul că particula „știe” că este urmărită. Suntem mai aproape de teoria uneia dintre persoanele care a comentat videoclipul de pe YouTube, el a spus că telescopul preia energia fotonului, de aceea nu se poate demonstra modelul undelor în acest caz. Adică, ecranul nu este un mijloc similar de măsurare, prin urmare rezultatul este diferit.

    Da, dar magnetronul din cuptorul cu microunde funcționează în întregime datorită mișcării ordonate (dacă este corect să spunem așa) a electronilor. Nu vedem nicio contradicție în experiență, este amuzant că oamenii de știință nu vor să vadă alte analogii cu valul. Procesul este același în cuptorul cu microunde magnetroneste gestionat oarecum diferit.

    Funcționare cu microunde

    Indiferent de natura particulelor, s-a stabilit că, într-un câmp magnetic, electronii eliberați de termocatod încep să se miște într-un cerc. Pentru a crea o distribuție uniformă a tensiunii, doi magneți permanenți sunt utilizați pe ambele părți ale camerei de lucru în formă de disc a magnetronului.

    În interior domnește un vid, astfel încât niciun obstacol să nu creeze mișcarea particulelor elementare. Drept urmare, ei tot valsau, dar cineva s-a gândit să facă ceva ca o tobă de revolver, în care fiecare cameră este conectată la canalul central printr-o fantă îngustă. Fără să se gândească mult timp, oamenii de știință au calculat dimensiunile și au creat un rezonator pentru magnetronul cuptorului cu microunde. Drept urmare, conduși de electricitate și controlați de un magnet, electronii au început să genereze oscilații ale celui mai variat impuls. Dar doar frecvența rezonatorului magnetron al cuptorului cu microunde a supraviețuit, celelalte s-au degradat rapid.

    O tensiune de aproximativ 3 kV aplicată catodului cu împământare circuit pe anodul magnetronului cu microunde provoacă oscilații rotative de o anumită frecvență în toate camerele. Semnalul este eliminat printr-un pin special dintr-unul dintre ele. În plus, sunt folosite două tehnici pentru a facilita procesul de părăsire a electronilor de pe suprafața anodului: (Vezi și: cel mai mic cuptor cu microunde)

  • Alegeți cu înțelepciune materialul catodic. Acestea sunt tungsten și toriu.
  • Filamentului i se aplică o tensiune de încălzire (6,3 V 50 Hz).

    • Așa funcționează un magnetron pentru microunde. Rețineți că, deși nu se știe nimic exact despre natura electronilor, iar fizicienii încă se luptă să rezolve problema, practicienii s-au bucurat de mult de rezultat.

    Efectul valurilor asupra alimentelor

    Cum sunt folosite oscilațiile de înaltă frecvență într-un cuptor cu microunde

    Oscilațiile părăsesc magnetronulși cad imediat în ghidul de undă. Dimensiunile secțiunii circulare sau dreptunghiulare sunt alese astfel încât atenuarea să fie cea mai mică. Unda, care se deplasează la un anumit unghi față de axa ghidului de undă și se reflectă constant pe pereții superiori și inferiori, ajunge în compartimentul de lucru. Deoarece intensitatea câmpului este destul de mare, orice obiect străin în interior ar duce la defecțiuni electrice sub formă de fulger. Pentru a preveni acest lucru, ieșirea ghidului de undă către camera de lucru este acoperită cu o cârpă de mica, în viața de zi cu zi, mica.

    Acest dielectric este transparent undelor, astfel încât acestea trec liber în compartiment. Mărimea camerei de lucru a cuptorului este de obicei aleasă în funcție de frecvența magnetronului. Dar s-a observat rapid că dacă lăsați un corp staționar să se încălzească, temperatura în diferite zone variază foarte mult. De înțeles, oamenilor nu le place faptul că o piesă este mai fierbinte decât alta. Iar fenomenul se explică prin prezența undelor staționare. La noduri, amplitudinea oscilației câmpului este zero. Pe când pe dealuri este maximul. Ca rezultat, se obține ceva de genul unei imagini de interferență.

    Cum se întâmplă asta? Energia este transferată în principal către moleculele de apă. Acesta este un atom de oxigen și două particule de hidrogen s-au lipit de o parte. Se dovedește ceva ca un cap cu două umflături pe părțile laterale ale craniului. Momentul electric negativ total se află în zona bazei. Când această rezultantă este capturată de câmp, molecula este capturată de liniile de forță. Deoarece intensitatea valului se schimbă constant, întreaga structură începe să se răstoarne, răsturnându-se înainte. Și apoi înapoi. Se dovedește ceva ca o găluște.

    Rata de oscilație este foarte mare.

    Magnetronul generează la o frecvență de 2,45 GHz, adică 2,45 miliarde de mișcări pe secundă. Din acest motiv, se formează excesul de energie cinetică, care se transmite rapid altoramolecule care nu au nicio legătură cu apa. De ce a fost aleasă frecvența de 2,45 GHz? Pentru a crea mai multe interferențe cu telefoanele mobile și Wi-Fi-ul de acasă? Deloc! Doar că fiecare sistem are propria frecvență de rezonanță. Sunteți conștient că la trecerea podului, comandantul ordonă coloanei de soldați să NU țină pasul. Asta pentru că mai multe structuri s-au prăbușit astfel când frecvența pasului, amplificată de repetarea fiecărei persoane, a provocat o rezonanță.

    Amplificat de multe ori, valul face clădirea inutilizabilă.

    Același lucru se întâmplă cu o moleculă de apă. Există frecvențe care nu provoacă oscilații speciale. Dar banda de 2,4 GHz transmite perfect energia perechii. Apa în orice stare se încălzește violent. Acesta este principiul de funcționare al cuptorului cu microunde. În plus, efectul de undă staționară este blocat de masa rotativă. Mâncarea se mișcă constant, așa că diferite părți ale acesteia cad alternativ în minimele și maximele valului. Care asigură o încălzire mai mult sau mai puțin uniformă.

    Cum sunt implementate modurile de microunde

    Am vorbit despre generare, am povestit cum se comportă energia în interiorul camerei de lucru și am dezvăluit, de asemenea, procesul de transfer de căldură către alimente. Dar probabil că nu este foarte clar pentru cititori cum variază intensitatea încălzirii. De fapt, totul este simplu, magnetronul nu generează oscilații în mod constant, ci este excitat de impulsuri de înaltă tensiune. În consecință, prin ajustarea distanței sau a periodicității, puteți obține moduri acceptabile.

    Cuptoarele cu microunde Inverter merg chiar mai departe. Stând în compartimentul de lucru, senzorul de temperatură informează sistemul despre starea alimentelor, ca urmare, frecvența pulsului este reglată în mod flexibil, iar modul este cât se poate de fluid. Principiul de funcționare al senzorului se bazează pe recepția undelor infraroșii: cu cât frecvența acestora este mai mare, cu atât camera este mai caldă.Și dacă vorbim mai precis, atunci se acceptă o singură frecvență și se măsoară intensitatea acesteia. Pe măsură ce temperatura crește, întregul spectru se deplasează în sus. Forma generală este un deal cu un vârf. Senzorul în sine taie spectrul tot timpul la o singură frecvență. La început, muntele se târăște doar puțin cu talpa pe această linie, dar pe măsură ce se deplasează spre dreapta, acoperă din ce în ce mai mult acest loc. Ca urmare, se înregistrează o creștere a intensității. Ei bine, mâncarea rece nu emite radiații infraroșii deloc.

    Modul invertor poate fi de obicei dezactivat, ca urmare, utilizarea corectă a cuptorului cu microunde garantează un rezultat pozitiv dacă există ceva experiență în manipularea echipamentului. În acest moment, nu putem decât să ne luăm la revedere, sperăm că povestea a fost interesantă, în ciuda confuziei generale din fizică. Cu toate acestea, poate unul dintre cititorii noștri va rezolva enigma observatorului și va oferi răspunsul în comentarii?

    Următorul

    Citește și: