August 28,2022 Post by : Alena Steinerová
Jak funguje mikrovlnná trouba a jak je bezpečná? Princip činnosti mikrovlnné trouby a možnosti zařízení Jak mikrovlnná trouba funguje?
Sdílet na Google Plus
Sdílet na Google Plus Podíl
Mikrovlny vstoupily do našeho každodenního života již dlouhou dobu, ale spory o jejich užitečnost a bezpečnost stále probíhají. Je zvláštní, že při řešení takových problémů na různých fórech a při osobních setkáních drtivá většina nemá ani přibližnou představu o principu mikrovlnné trouby.
Proto před položením otázky: je to vaše přítelkyně nebo nepřítelkyně, má smysl zjistit, co je tato úžasná jednotka schopná uvařit sklenici vody nebo uvařit kuře bez použití viditelného zdroje tepla. Téměř každý viděl mikrovlnnou troubu v provozu, ale málokdo tuší, jak to dělá.
Činnost a princip činnosti
Princip fungování mikrovlnné trouby je stanoven v jejím názvu - účinek na tělo (v tomto případě produkty) - mikrovlnným zářením (mikrovlnné záření nebo jednoduše mikrovlnná trouba). Vlivem vysokofrekvenčních elektromagnetických oscilací se potraviny ohřívají na vysokou teplotu, což umožňuje ohřívání nebo dokonce vaření jídla bez použití klasických termoohřívačů. Mimochodem, stejná metoda se používá nejen pro přípravu potravinářských výrobků, ale také pro tepelné zpracování technických výrobků: žíhání a kalení, řekněme, vrtáky, ozubená kola, nože atd.
Hlavní podmínkou nezbytnou pro provoz mikrovlnky je přítomnost tzv. polárních molekul v objektu. Právě na ně působí elektromagnetické pole zařízení. Naštěstí téměř všechny potraviny (snad kromě úplně dehydratovaných) obsahují vodu, která se z takových molekul skládá. Když se takové molekuly dostanou do silného střídavého elektromagnetického pole, začnou rychle měnit svou polohu podle neustále se měnícího směru magnetického pole. V procesu rotace se tyto molekuly o sebe doslova třou a každý ví, co se při tom děje. Zkuste si rychle promnout dlaně – je vám teplo?
Díky střídavému elektromagnetickému poli začnou molekuly polární vody rychle rotovat.
Hlavní rozdíl mezi působením mikrovlnného záření na předmět od běžného tření nebo ohřevu otevřeným plamenem je ten, že se ohřívá nejen povrch předmětu, ale i jeho hluboké vrstvy. Je to dáno tím, že mikrovlnné záření působí nejen na povrch předmětu, ale proniká i hluboko do něj a nutí molekuly k pohybu a zahřívání.
Hloubka průniku závisí na frekvenci záření. A u standardních mikrovlnných trub pracujících na frekvenci 2,4 GHz je to 1,5–2,5 cm, lze snadno uhodnout, že například koláč vložený do mikrovlnné trouby se zcela a rovnoměrně prohřeje uvnitř i venku. Navíc to udělá v co nejkratším čase, protože rychlost ohřevu těla v mikrovlnném poli je 0,3-0,5 stupně za sekundu. 10 sekund - +5 stupňů. Minuta - +30 stupňů.
Výhody a nevýhody
Je tedy čas formulovat hlavní rozdíly mezi mikrovlnným ohřevem a klasickým ohřevem:
Jedinou zdánlivou nevýhodou mikrovlnám je nemožnost smažení, ale i tento problém konstruktéři vyřešili tím, že zařízení vybavili klasickými termoelektrickými ohřívači, jako je elektrická trouba. S jejich pomocí můžete produkt snadno smažit. Kromě toho existují takzvané Krustyho talíře, vyrobené ze speciálního materiálu, který lze bezpečně ohřívat mikrovlnnými proudy. Na takový talíř položte kotletu a sporák ji nejen rychle uvaří, ale také smaží, protože tato pánev se zahřeje na 200 stupňů.
Zařízení mikrovlnné trouby
Nyní je čas zjistit, jak mikrovlnná trouba funguje. Srdcem každého takového sporáku je speciální generátor, který vytváří vysokofrekvenční elektromagnetické pole vysoké intenzity. Říká se mu magnetron. Dále je jím vytvořené pole směrováno do komory produktu pomocí speciálně navržených vlnovodů. Dělá to tak, že celý vnitřní objem komory je „vyplněn“ polem rovnoměrně a zajišťuje tak kvalitní ohřev produktů libovolného objemu. To navíc usnadňuje otočný tác, kterým je vybavena většina mikrovlnných trub.
Magnetron zaujímá nejčestnější místo pod krytem zařízení.
Činnost VF generátoru je řízena elektronickou jednotkou sestavenou na mikroprocesoru. Mikroprogramy zabudované v bloku umožňují nastavit požadovaný režim vaření, ovládat teplotu v komoře, vlhkost a dobu vaření. Sledují také bezpečnost používání kamen - zda jsou zavřená ochranná dvířka, zda došlo k porušení izolace, teplota uvnitř komory stoupla nad kritickou atd. Ovladač je ovládán jedním nebo druhým typem - tlačítkovým, senzor atd. , v peci je napájecí jednotka, která dodává energii veškeré elektronice a samotnému magnetronu.
Nebezpečí a poškození mikrovlnné trouby
A teď ta nejdůležitější otázka, která trápí snad každého majitele mikrovlnky: představuje zařízení nějaké nebezpečí pro ostatní? Existuje mnoho mýtů o nebezpečích používání mikrovlnné trouby technologie v každodenním životě... Hlavní jsou:
Nebezpečí záření. Nebezpečí elektromagnetického záření. Špatný vliv mikrovln na kvalitu jídla. Možnost fyzického poranění mikrovlnným polem. Zvýšené riziko úrazu elektrickým proudem vysokým napětím.
Radiační poškození
Podle tohoto mýtu je každý, kdo se nachází v blízkosti mikrovlnné trouby, vystaven radiaci. Navíc ani vypnutý sporák nevyzařuje o nic hůř než černobylský traktor. Pokud ale věříte základům jaderné fyziky (ve škole si tím prošel každý), záření, kterého se všichni tak bojí a které je opravdu nebezpečné, je záření ionizující.
Podívejte se na seznam, který uvádí typy elektromagnetického záření uspořádané v sestupném pořadí podle jejich vlnové délky:
rádiové vlny - 10 km - 0,1 mm; infračervené záření - 1 mm - 780 nm; viditelné záření (světlo) - 780 - 380 nm; ultrafialové záření - 380 - 10 nm; RTG záření - 10 - 17 hodin; tvrdé (gama) záření - méně než 17 hodin.
Z celého seznamu jsou plně ionizující a částečně ionizující pouze poslední dvě položky – třetí odspodu (UV světlo). A pouze gama záření může zanechat indukované záření. Vlnová délka elektromagnetického pole mikrovlnné trouby je 12 cm.Mnohem logičtější je bát se viditelného světla vyzařovaného Iljičovou lampou, jejíž ionizační kapacita je o 3 řády vyšší než záření mikrovlnky. Ale navzdory zřejmému se nikdo nebojí žárovek, mikrovlnných trub - téměř všichni.
Změní vysokofrekvenční záření vlastnosti produktů?
Existuje názor, že poté, co byly potraviny v mikrovlnné troubě, změní svou fyzickou strukturu. Některá spojení jsou údajně zničena, jiná se objeví, změní se náboj, pól, stupeň, paměť - cokoliv. Po vší té ostudě se zdravé potraviny promění v jed.
Mikrovlnné záření, jak již bylo zmíněno výše, ovlivňuje polární molekuly, což jsou molekuly vody. Dnes věda spolehlivě ví, že voda je amorfní těleso a nemá vůbec žádnou strukturu, pokud není ve zmrzlém stavu. Jak se může změnit právě tato struktura, když ji amorfní těleso vůbec nemá?
Zrození takového mýtu je pravděpodobně spojeno s pojmem „strukturovaná voda“, který se objevil díky všemožným pseudovědám, jako je homeopatie a „podnikatelé“ prodávající „nabíjecí“ zásobníky na vodu a další zázraky technologie paralelních světů.
Elektrický šok
Jak elektricky bezpečné je zařízení?.
Obavy, že je mikrovlnná trouba nebezpečná z hlediska úrazu elektrickým proudem, jsou v zásadě pochopitelné. Pro provoz magnetronu je nutný zdroj vysokého napětí - řádově 4 kV. Když k tomu připočteme výkon moderní mikrovlnné trouby, který může dosahovat kilowattu, pak se celá hrůza člověka daleko od elektrikáře stává pochopitelnou. Přesto ten samý člověk celkem klidně používá 1,5kilowattový vysavač a dvoukilowattový elektrický sporák.
Pamatujte na obvyklé CRT TV, který nám sloužil desítky let a slouží dodnes. Urychlovací anodové napětí jeho kinoskop dosahuje 30 kV. To je téměř o řád vyšší než napětí na magnetronu. Pokud otevřete mikrovlnnou troubu, můžete se dostat pod napětí. Ale v televizi je koneckonců zadní kryt pouze čtyři šrouby! Nyní přemýšlejte: máte mnoho známých, kteří byli zabiti elektrickým proudem zlým televizorem? Z hlediska elektrické bezpečnosti se tedy mikrovlnná trouba neliší od jakéhokoli jiného domácího spotřebiče.
Je mikrovlnné záření pro tělo škodlivé?.
Ano, mikrovlnné trouby jsou pro člověka škodlivé. Ale mnoho moderních zařízení funguje na stejné frekvenci: Wi-Fi modem, mobilní telefon, smartphone. Práce s nimi je považována za bezpečnou. Je mikrovlnné záření škodlivé nebo neškodné? Škodlivé, ale pouze při překročení určité úrovně. Váš mobilní telefon vysílá, ale jeho výkon vysílače je nízký. I když jej budete mít blízko u svého chrámu, pravidelné telefonáty vašemu zdraví příliš nepoškodí. Další věcí je mikrovlnná trouba. Výkon jeho „vysílače“ dosahuje tisíc wattů.
Ale za prvé, na rozdíl od mobilního telefonu, záření magnetronu nesměřuje do všech směrů, ale do pracovní komory. Za druhé, a to je hlavní, má kamera, stejně jako její dvířka, speciální povlak, který zabraňuje záření opustit pracovní prostor. Potah samozřejmě mikrovlnku nezdrží o 100 %, ale není to nutné. Mikrovlnnou troubu nedržíte u spánku jako telefon a nepoužíváte ji s nosem zabořeným ve dveřích celé hodiny. Intenzita mikrovln navíc klesá úměrně druhé mocnině vzdálenosti.
Co na to říkají čísla? Otevíráme lékařské dokumenty, které standardizují maximální přípustné mikrovlnné záření bezpečné pro člověka a čteme: ne více než 10 μW / cm2. Je to hodně nebo málo? Je čas podívat se na obrázek níže:
U samotných dveří mikrovlnné trouby je síla elektromagnetického pole poměrně vysoká - 5 mW / cm2. Ale již ve vzdálenosti půl metru zeslábne o dva řády a ve vzdálenosti jeden a půl metru pod maximální přípustnou hladinu o polovinu. Pokud tedy nesedíte se zapnutou mikrovlnkou doslova v objetí a nepoužíváte ji 24 hodin denně, nemusíte se o své zdraví bát. Ale můžete otevřít dveře? Je to možné, pouze magnetron se okamžitě vypne, protože má "neomylnou" ochranu. Stejná ochrana vám nedovolí strčit si ruku(a některým lidem jejich hlavy) do funkčního zařízení, aby se "dotykem" ověřila jeho provozuschopnost.
Jakmile otevřete dveře, automatika odpojí napájení magnetronu.
Funkční mikrovlnná trouba, při dodržení základních provozních pravidel uvedených v přiloženém návodu, je tedy pro člověka absolutně bezpečná.
Mikrovlnná trouba je jedním z nepostradatelných spotřebičů v kuchyni, bez kterého to dnes hospodyňky mají těžké. Každý ví, jak to použít: vložte misku, stiskněte 1-2 tlačítka a počkejte 2-3 minuty, po kterých zbývá získat již ohřáté jídlo. Málokdo však chápe, jak mikrovlnka funguje, tedy jak fungují její hlavní prvky. Pokusme se tuto problematiku pochopit.
Jak funguje mikrovlnka
Všechny mikrovlnné trouby pracují na stejném principu a hlavním prvkem je magnetron - speciální zařízení schopné vyzařovat krátké vlnové délky a frekvenci 2450 MHz. V moderních zařízeních je jeho výkon 700-1000 W. Všimněte si, že se během provozu velmi zahřívá, takže je v jeho blízkosti instalován ventilátor, který plní několik funkcí najednou: za prvé odebírá teplo z magnetronu a za druhé cirkuluje vzduch v komoře mikrovlnné trouby. Tím je zajištěno rovnoměrné ohřívání jídla.
Na tom je vlastně založen celý princip mikrovlnného provozu: magnetron dodává krátké vlny s vysokou frekvencí, které ovlivňují jídlo a ohřívají ho. Takové vysvětlení je samozřejmě primitivní, ale zároveň umožňuje pochopit podstatu procesu.
Podrobnější vysvětlení
Mikrovlny vyzařované magnetronem procházejí do komory pece speciálním vlnovodem - kanálem s kovovými stěnami, které odrážejí magnetické záření. Poté, co tyto vlny vstoupí do komory, ovlivňují jídlo, nebo spíše molekuly vody, které jsou obsaženy v jakémkoli potravinářském produktu. V důsledku toho se dipóly (molekuly) působením mikrovln začnou rychle pohybovat, třít o sebe, což přispívá k uvolňování tepelné energie. Takto se ohřívají potraviny.
Zvláštností mikrovln je, že mohou proniknout až do hloubky 3 centimetrů. Zbytek produktu se zahřívá z horní vrstvy. Tento princip fungování magnetronu v mikrovlnce vysvětluje, proč po ohřátí může být jídlo nahoře horké a zároveň uvnitř studené. Teplo proniká hluboko díky přirozené tepelné vodivosti.
Pokud jste již podobné zařízení používali, nemohli jste si nevšimnout, že se během procesu ohřevu otáčí. To je nezbytné, aby se mikrovlny dostaly do všech oblastí ohřívaného jídla.
Mikrovlnná ochrana
Vzhledem k principu fungování mikrovlnné trouby je logické přemýšlet o jejím nebezpečí pro lidské zdraví. Mikrovlny vyzařované magnetronem jsou samozřejmě pro člověka škodlivé. Po otevření dveří však magnetron přestane fungovat, takže jejich vliv na sobě člověk fyzicky nepocítí. A aby neopouštěly komoru kvůli zahřívání, je zajištěna speciální ochrana. Všechny jeho stěny jsou vyrobeny z kovu, který odráží vlny, a nemohou opustit zařízení. Co se týče skleněných dvířek (jen musí být, aby uživatel viděl proces ohřevu nebo vaření), jsou pokryty speciální síťovinou, která odráží mikrovlny. Pokud je tato síťka odstraněna, pak mohou vlny opustit prostor kamery a to může člověku opravdu ublížit. Je nepřípustné používat mikrovlnnou troubu, pokud je poškozeno například těsnění dvířek nebo jejich síťka.
Mimochodem, vzhledem k tomu, že kov odráží mikrovlny, je nepřijatelné používat kovové nádobí.
Design zařízení
Všechny mikrovlnné trouby fungují stejně, proto mají stejné složení dílů. Zejména lze rozlišit následující konstrukční prvky:
Magnetron je hlavní jednotkou, která je zdrojem mikrovln. Kamera s otočným pódiem a kovovými stěnami, které odrážejí rádiové vlny. Transformátor pro zvýšení napětí. Dveře s ochrannou síťovinou a průhledným sklem. Komunikační a řídicí schéma. Vlnovod. Ventilátor pro chlazení magnetronu.
Všechny tyto prvky se tak či onak podílejí na provozu pece.
Provoz magnetronu
Jak již bylo zmíněno, magnetron je srdcem mikrovlnné trouby. Jedná se o elektrickou vakuovou diodu vyrobenou z velké válcové anody. Samotná anoda je měděná, kombinuje 10 sektorů měděné stěny.
Uprostřed zařízení je tyčová katoda, uvnitř jejíhož kanálu je umístěno vlákno. Je navržen tak, aby emitoval elektrony. Aby zařízení generovalo mikrovlny, musí se v dutině vytvořit magnetické pole. K tomu se používají prstencové magnety s vysokým výkonem - jsou umístěny na koncích dílu. A k vytvoření emise je na anodu přivedeno napětí rovnající se čtyřem tisícům voltů. K dosažení tohoto napětí přichází na řadu transformátor v mikrovlnce. Princip fungování jakéhokoli modelu předpokládá jeho přítomnost.
Uvnitř zařízení jsou také drátěné smyčky, které jsou připojeny ke katodě a ta k vyzařovací anténě. Právě z tohoto prvku vstupují mikrovlny přímo do samotného vlnovodu, odkud vycházejí a vstupují do komory s jídlem.
Ovládání výkonu
Pokud je k vaření jídla potřeba méně energie, magnetron se může zapínat nebo vypínat. Ve vědě se tato technologie nazývá pulzně šířková modulace.
Aby 400W zařízení vydalo polovinu do 20 sekund, aktivuje se na 10 sekund a poté se napájení na stejných 10 sekund vypne. To vše se samozřejmě děje na plné automatizaci.
Magnetronové chlazení
Pamatujte, že zařízení během provozu vydává velké množství tepla, a proto je třeba jej chladit. K tomu je samotné zařízení instalováno v deskovém radiátoru a vedle něj je umístěn chladič. Fouká kolem radiátoru a odvádí teplo z magnetronu. Pokud ventilátor nefunguje, může se zařízení během provozu jednoduše přehřát a jednoduše selhat. Aby k tomu ale nedošlo, je navíc vybaven speciální tepelnou pojistkou – ochranným zařízením.
Přiřazení pojistky
Aby se zabránilo přehřátí grilu a magnetronu, jsou u některých modelů instalovány speciální tepelné pojistky (tepelná relé). Mohou být různé. Zejména hlavní rozdíl spočívá v množství tepla, které zvládnou.
Toto zařízení je z hlediska jeho ovládání poměrně jednoduché. Je vyrobena z hliníkové slitiny, upevněna přírubovým spojem, který zajišťuje spolehlivý kontakt s oblastí, kde se měří teplota. Uvnitř pouzdra je instalována bimetalová deska, která odolá určité teplotě. A pokud hodnota teploty překročí určitou mez, pak se deska smrští a aktivuje posunovač a otevře obvod kontaktní skupiny. Dodávka elektřiny do jednotky se poté zastaví, magnetron se vypne a postupně se ochlazuje, deska se při ochlazování magnetronu vrací do původní polohy. Po určité době se kontakty opět sepnou.
Zde je takový jednoduchý princip fungování mikrovlnné trouby, konkrétně pojistka proti přehřátí. Všimněte si, že u levných modelů může tento prvek chybět, protože je pro normální fungování zařízení zcela zbytečný. Jedná se pouze o bezpečnostní prvek zvyšující spolehlivost a životnost trouby, nic víc.
Role chladiče
Když už mluvíme o tom, jak funguje mikrovlnná trouba, je třeba vysvětlit princip fungování s ohledem na všechny konstrukční prvky, které v ní lze použít. Chladič je jedním z nich. Samozřejmě se jedná o důležitou součást systému, bez které se zařízení a provoz mikrovlnky neobejde.
Jeho úkoly:
Chlazení magnetronu. To je nejdůležitější úkol, bez kterého by magnetron vyhořel hned první den používání pece. Chlazení ostatních součástí, které během provozu vytvářejí teplo. Zejména mluvíme o mikroobvodech. U modelů s grilem chladič ochlazuje termostat. Natlakování komory na potraviny. Z tohoto důvodu jsou páry a vzduch odváděny ventilačními kanály.
K provedení všech těchto funkcí nejčastěji stačí pouze jeden ventilátor. Díky přítomnosti otvorů pro vzduchové kanály v komoře je samotný vzduch distribuován rovnoměrně.
Zařízení fotoaparátu
Fyzika mikrovlnné trouby v zásadě není těžká, protože už od školy se ví, že silné elektromagnetické záření je pro člověka nebezpečné. Je to ten, který pochází z magnetronu a vstupuje do komory s jídlem, proto je v tomto zařízení vyžadován silný víceúrovňový ochranný systém.
Celá pracovní komora je uvnitř pokryta smaltem, který blokuje elektromagnetické záření. Nahoře je kovový kryt, který zabraňuje pronikání vln do místnosti. A pro ochranu skleněných dvířek je opatřena ocelová síťovina s malými články - blokuje záření o frekvenci až 2450 Hz a vlnové délce až 12 cm.
Všimněte si, že dvířka jsou nejslabším místem, kterým mohou mikrovlny unikat, proto by měly co nejtěsněji přiléhat k tělu a neměly by mít žádné mezery. Pokud je mezera, je provoz zařízení zakázán. V tomto případě je nutné opravit panty dveří a vrátit je do původní polohy.
Kromě toho algoritmus mikrovlnného provozu umožňuje použití speciálního ochranného zařízení proti zapnutí při otevřených dveřích. Takový systém lze realizovat různými způsoby, nejčastěji se pro ovládání polohy dveří používají mikrospínače. Tyto spínače dokážou magnetron vypnout, přenést informaci o poloze dveří do řídící jednotky.
Kontrolní panel
Je k dispozici na jakémkoli modelu. U starších zařízení je ovládací panel reprezentován pouze dvěma (nebo dokonce jedním) mechanickými spínači. Jedním je nastaven provozní režim (topení, rozmrazování atd.), druhým je čas. Schéma je primitivní, ale funkční a jednoduché.
Moderní modely jsou však vybaveny velkým dotykovým panelem. Takové ovládací panely poskytují uživateli skvělou funkčnost a dokonce i možnost programování režimu. Můžete například nastavit konkrétní čas začátku ohřevu jídla, dobu trvání procesu, dokonce můžete určit jídlo nebo pokrmy, které se budou ohřívat. A i když se zdá, že taková zařízení jsou pokročilejší, z technického hlediska existuje jen málo rozdílů. Elektronický ovládací panel nemění fungování mikrovlnné trouby.
Ovládací blok
V každém zařízení (nejen v mikrovlnných troubách) je povelový aparát, kde je třeba v určitém okamžiku provést ten či onen úkon. Díky němu jsou poskytovány různé funkce. Zařízení s jeho pomocí umí zejména udržovat předem stanovenou teplotu, zapínat nebo vypínat troubu po předem stanovené operaci.
Ve starších mikrovlnných troubách je toto zařízení prezentováno ve formě dvou elektromechanických spínačů - jsou zodpovědné za funkce popsané výše a hrají důležitou roli v celkovém designu mikrovlnné trouby. Elektronika se samozřejmě postupem času vyvíjela a výsledkem byly plně elektronické řídicí jednotky. Nyní se v mikrovlnných troubách (a nejen v nich) používají mikroprocesory a speciální programy, podle kterých může zařízení vykonávat jednu nebo druhou funkci:
Vestavěné hodiny. Rozmrazování potravin. směny zvukový signál konec procesu rozmrazování, vaření nebo ohřívání jídla.
Závěr
Nyní lépe rozumíte tomu, jak mikrovlnná trouba funguje. Princip fungování tohoto zařízení je poměrně jednoduchý. Vychází ze základních fyzikálních zákonů.
Upevníme si, co jsme se naučili: magnetron (hlavní prvek mikrovlnné trouby) vysílá velmi krátké rádiové vlny s vysokou frekvencí. Působí na molekuly vody, díky čemuž se začnou aktivně pohybovat. Tento proces je doprovázen uvolňováním tepla. S přihlédnutím k tomu, že vlny pronikají do jídla mělce, se zahřívá pouze povrch jídla a následně vlivem přirozené tepelné vodivosti teplo přechází do hloubky.
To je základní princip mikrovlnné trouby. Zařízení a základní prvky jsme také probrali v tomto článku. Všechny jsou klasické a používají se absolutně ve všech modelech jakéhokoli výrobce. V tuto chvíli je pracovní schéma popsané výše jediné, i když různí výrobci mohou používat moduly, které se v některých parametrech liší. Například v jednom modelu lze použít výkonnější magnetron, který dokáže ohřát jídlo mnohem rychleji. U jiných kompaktních modelů může mít tento prvek nízký výkon, což vám umožní vytvořit malé zařízení. Podobných rozdílů jsou stovky, ale princip fungování se tím vůbec nemění. Silnější magnetron samozřejmě určuje, jak dlouho bude mikrovlnka fungovat v čase, aby ohřívala jídlo o stejném objemu. Pokud tedy neradi čekáte, pak je lepší zvolit výkonnější model.
To je vše. Zařízení tohoto domácího spotřebiče jsme kompletně rozebrali a odpověděli na většinu otázek s ním souvisejících.
Vlastnosti mikrovln
V moderním životě se mikrovlnné vlny používají velmi aktivně. Podívejte se na svůj mobilní telefon- funguje v mikrovlnném rozsahu.
Všechny technologie jako Wi-Fi, bezdrátové Wi-Max, 3G, 4G, LTE (Long Term Evolution), rádiové rozhraní krátkého dosahu Bluetooth, radarové a radionavigační systémy využívají mikrovlnné (mikrovlnné) vlny.
Mikrovlny našly uplatnění v průmyslu i medicíně. Jiným způsobem se mikrovlnné vlny také nazývají mikrovlny. Na využití mikrovlnného záření je založena i práce domácí mikrovlnné trouby.
Mikrovlnná trouba- jedná se o stejné rádiové vlny, ale vlnová délka takových vln se pohybuje od desítek centimetrů až po milimetr. Mikrovlny zaujímají střední polohu mezi ultrakrátkými vlnami a infračerveným zářením. Tato mezipoloha také ovlivňuje vlastnosti mikrovln. Mikrovlnné záření má vlastnosti rádiových vln i světelných vln. Například mikrovlnné záření má vlastnosti viditelného světla a infračerveného elektromagnetického záření.
Stanice mobilní sítě standardu LTE
Mikrovlny, jejichž vlnové délky jsou v centimetrech, mohou mít biologický účinek při vysokých úrovních záření. Navíc centimetrové vlny procházejí budovami hůře než vlny decimetrové.
Mikrovlnné záření lze koncentrovat do úzkého paprsku. Tato vlastnost přímo ovlivňuje konstrukci přijímacích a vysílacích antén pracujících v mikrovlnném rozsahu. Nikoho nepřekvapí konkávní parabolická anténa satelitní televize, která přijímá vysokofrekvenční signály jako konkávní zrcadlo, které shromažďuje světelné paprsky.
Mikrovlny se stejně jako světlo pohybují v přímce a jsou blokovány pevnými předměty, podobně jako světlo neprochází neprůhlednými tělesy. Pokud tedy nasadíte místní Wi-Fi síť pak ve směru, kde se rádiové vlny setkávají s překážkami na své cestě, jako jsou přepážky nebo překryvy, bude síťový signál slabší než ve směru, který je více bez překážek.
Záření ze základnových stanic buněčný GSM oslabuje borové lesy poměrně silně, protože velikost a délka jehlic se přibližně rovná polovině vlnové délky a jehly slouží jako jakési přijímací antény, čímž zeslabují elektromagnetické pole. Také oslabení signálu stanic je ovlivněno hustými tropickými pralesy. S rostoucí frekvencí roste útlum mikrovlnného záření, když je blokováno přírodními překážkami.
Mobilní zařízení lze nalézt i na sloupech elektrického vedení
Šíření mikrovln ve volném prostoru, například po zemském povrchu, je na rozdíl od dlouhých vln, které se mohou ohýbat kolem zeměkoule v důsledku odrazu ve vrstvách ionosféry, omezeno horizontem.
Tato vlastnost mikrovlnného záření se využívá v celulární komunikaci. Obslužná oblast je rozdělena na buňky, ve kterých základnová stanice pracuje na vlastní frekvenci. Sousední základnová stanice pracuje na jiné frekvenci, aby se blízké stanice vzájemně nerušily. Poté tzv opětovné použití rádiových frekvencí.
Vzhledem k tomu, že záření stanice je pokryto horizontem, je možné nainstalovat stanici pracující na stejné frekvenci v určité vzdálenosti. Díky tomu se takové stanice nebudou navzájem rušit. Ukazuje se, že radiofrekvenční pásmo používané komunikační sítí je uloženo.
Antény základnové stanice GSM
RF spektrum je přírodní, omezený zdroj, jako je ropa nebo plyn. Přidělování frekvencí v Rusku řeší Státní komise pro rádiové frekvence – GKRCH. Aby bylo možné získat povolení k nasazení bezdrátových přístupových sítí, mezi operátory mobilních komunikačních sítí se někdy vedou skutečné „firemní války“.
Proč se v radiokomunikačních systémech používá mikrovlnné záření, když nemá stejný rozsah šíření jako například dlouhé vlny?
Důvodem je, že čím vyšší je frekvence záření, tím více informací lze pomocí ní přenášet. Mnoho lidí například ví, že kabel z optických vláken má extrémně vysokou rychlost přenosu dat, počítanou v terabitech za sekundu.
Všechny páteřní vysokorychlostní telekomunikace využívají vlákno. Světlo slouží jako nosič informace, jehož frekvence elektromagnetického vlnění je neúměrně vyšší než u mikrovln. Mikrovlny mají zase vlastnosti rádiových vln a šíří se volně v prostoru. Světelné a laserové paprsky jsou v atmosféře značně rozptýleny, a proto je nelze použít v mobilních komunikačních systémech.
Mnoho domácností má v kuchyni mikrovlnnou troubu (mikrovlnnou troubu), pomocí které ohřívají jídlo. Provoz tohoto zařízení je založen na polarizačních účincích mikrovlnného záření. Je třeba si uvědomit, že k ohřevu předmětů pomocí mikrovlnných vln dochází ve větší míře zevnitř, na rozdíl od infračerveného záření, které ohřívá předmět zvenčí dovnitř. Proto musíte pochopit, že ohřev v konvenční a mikrovlnné troubě probíhá různými způsoby. Také mikrovlnné záření například na frekvenci 2,45 GHz je schopen proniknout několik centimetrů do těla a produkované teplo je cítit při hustotě výkonu 20 – 50 mW/cm2 při vystavení záření po dobu několika sekund. Je jasné, že silné mikrovlnné záření může způsobit vnitřní popáleniny, protože k ohřevu dochází zevnitř.
Při mikrovlnné frekvenci 2,45 GHz je schopna běžná voda absorbovat energii mikrovlnné energie co nejvíce a přeměnit ho na teplo, což se ve skutečnosti děje v mikrovlnné troubě.
Zatímco se neustále diskutuje o nebezpečí mikrovlnného záření, armáda už má příležitost vyzkoušet takzvanou „paprskovou pistoli“ v praxi. Ve Spojených státech tedy bylo vyvinuto zařízení, které „vystřelí“ úzce nasměrovaný mikrovlnný paprsek.
Instalace vypadá jako parabolická anténa, pouze nekonkávní, ale plochá. Průměr antény je poměrně velký - to je pochopitelné, protože je potřeba koncentrovat mikrovlnné záření do úzkého paprsku velká vzdálenost... Mikrovlnná pistole pracuje na frekvenci 95 GHz a její účinný „střelecký“ dosah je asi 1 kilometr. Podle tvůrců to není limit. Celá instalace je založena na armádním hummeru.
Podle vývojářů toto zařízení nepředstavuje smrtelnou hrozbu a poslouží k rozehnání demonstrací. Síla záření je taková, že když člověk vstoupí do ohniska paprsku, má silný pocit pálení kůže. Podle těch, kteří byli takovému paprsku vystaveni, se pokožka zdá být prohřátá velmi horkým vzduchem. V tomto případě existuje přirozená touha skrýt se, uniknout z takového účinku.
Činnost tohoto zařízení je založena na tom, že mikrovlnné záření o frekvenci 95 GHz proniká půl milimetru do vrstvy kůže a ve zlomku vteřiny způsobuje lokální ohřev. To stačí k tomu, aby člověk, který je na mušce, cítil bolest a pocit pálení na povrchu kůže. Obdobný princip se používá pro ohřev potravin v mikrovlnné troubě, pouze v mikrovlnné troubě je mikrovlnné záření absorbováno ohřívaným jídlem a prakticky neopouští komoru.
V současné době nejsou biologické účinky mikrovlnného záření plně pochopeny. Aby tedy tvůrci neřekli, že mikrovlnná pistole je zdravotně nezávadná, může poškodit orgány a tkáně lidského těla.
Je třeba poznamenat, že mikrovlnné záření nejvíce škodí orgánům s pomalou cirkulací tepla – to jsou tkáně mozku a očí. Mozková tkáň nemá receptory bolesti a nebude možné pocítit explicitní účinek záření. Je také těžké uvěřit, že na vývoj „plaiče demonstrací“ bude přiděleno mnoho peněz – 120 milionů dolarů. Přirozeně se jedná o vojenský vývoj. Navíc neexistují žádné speciální překážky, které by zvýšily výkon vysokofrekvenčního záření zbraně na takovou úroveň, kdy ji již lze použít jako ničivou zbraň. V případě potřeby může být také kompaktnější.
Armáda plánuje vytvořit létající verzi mikrovlnného děla. Určitě se to nainstaluje na nějaký dron a bude se ovládat na dálku.
Poškození mikrovlnami
V dokumentech pro jakékoli elektronické zařízení, které je schopné vyzařovat mikrovlnné vlny, se uvádí tzv. SAR. SAR je specifická míra absorpce elektromagnetické energie. Jednoduše řečeno, toto je síla záření, která je absorbována živými tkáněmi těla. SAR se měří ve wattech na kilogram. Pro Spojené státy je tedy stanovena přípustná úroveň 1,6 W / kg. Pro Evropu je o něco větší. Pro hlavu 2 W / kg, pro zbytek těla a vůbec 4 W / kg. V Rusku jsou přísnější omezení a přípustné záření se měří již ve W / cm 2. Norma je 10 μW / cm2.
Navzdory skutečnosti, že mikrovlnné záření je považováno za neionizující, je třeba poznamenat, že v každém případě ovlivňuje jakékoli živé organismy. Například kniha „Mozek v elektromagnetických polích“ (Yu. A. Kholodov) obsahuje výsledky mnoha experimentů a také ožehavou historii zavádění norem pro vystavení elektromagnetickým polím. Výsledky jsou docela kuriózní. Mikrovlnné záření ovlivňuje mnoho procesů v živých organismech. Pokud vás to zajímá, přečtěte si to.
Z toho všeho vyplývá několik jednoduchých pravidel. Chatování co nejméně mobilní telefon... Udržujte jej mimo hlavu a důležité části těla. Nespěte se svým smartphonem v objetí. Kdykoli je to možné, používejte náhlavní soupravu. Drž se dál od mobilních základnových stanic (obytné a pracovní prostory). Není žádným tajemstvím, že mobilní antény jsou instalovány na střechách obytných budov.
Vyplatí se také "hodit kamenem do zahrady" mobilní internet při používání chytrého telefonu nebo tabletu. Pokud „surfujete po internetu“, pak zařízení neustále vysílá data do základnové stanice. I když je vyzařování energie malé (vše závisí na kvalitě komunikace, rušení a vzdálenosti základnové stanice), při dlouhodobém používání je poskytován negativní účinek. Ne, nebudete plešatí a nezačnete zářit. V mozku nejsou žádné receptory bolesti. Proto bude „problémy“ eliminovat „jak to jen jde“. Prostě bude obtížnější se soustředit, zvýší se únava atd. Je to jako pít jed po malých dávkách.
Mikrovlnné trouby (mikrovlnné trouby) se již dlouhou dobu staly nejrozšířenějším domácím spotřebičem, se kterým velmi rychle rozmrazíte jídlo, ohřejete již připravené jídlo nebo připravíte pokrm podle originální receptury a dokonce i dezinfikujete kuchyňské houbičky a hadry, které neobsahují kov. .
Přítomnost pohodlného, intuitivního rozhraní a víceúrovňová ochrana umožňují i dítěti vyrovnat se s ovládáním tak složitého a high-tech zařízení, jako je mikrovlnná trouba. Některá jídla lze rychle a snadno připravit pomocí vestavěných programů. A možné poruchy lze zcela eliminovat tím.
K ohřevu produktů umístěných v mikrovlnné komoře dochází vlivem silného elektromagnetického záření v rozsahu decimetrů na ně. V domácích spotřebičích se používá frekvence 2450 MHz. Rádiové vlny tak vysoké frekvence pronikají hluboko do potravy a ovlivňují polární molekuly (většinou vodu v potravinách) a nutí je neustále se posouvat a seřazovat podél siločar elektromagnetického pole.
Tento pohyb zvyšuje teplotu produktů a ohřev jde nejen zvenčí, ale také do hloubky, do které pronikají rádiové vlny. V domácích mikrovlnných troubách pronikají vlny 2,5-3 cm hluboko, ohřívají vodu a tím i celý objem jídla.
Magnetronové zařízení - hlavní součást
Rádiové vlny s frekvencí 2450 MHz jsou generovány speciálním zařízením - magnetron, což je elektrická vakuová dioda. Má masivní válcovou měděnou anodu, kulatého průřezu a rozdělenou do 10 sektorů se stejnými měděnými stěnami.
Uprostřed této struktury je tyčová katoda, uvnitř které je vlákno. Katoda se používá pro emisi elektronů. Na koncích magnetronu jsou umístěny výkonné prstencové magnety, které uvnitř magnetronu vytvářejí magnetické pole, které je nezbytné pro generování mikrovlnného záření.
Na anodu je přivedeno napětí 4000 voltů a na vlákno 3 volty. Dochází k intenzivní emisi elektronů, které jsou zachycovány elektrickým polem o vysoké síle. Geometrie komor rezonátoru a anodové napětí určují generovanou frekvenci magnetronu.
Energie je odebírána pomocí drátěné smyčky připojené ke katodě a vyvedena do radiátorové antény. Z antény vstupuje mikrovlnné záření do vlnovodu a z něj do mikrovlnné komory. Typický výstupní výkon magnetronů používaných v domácích mikrovlnných troubách je 800 wattů.
Pokud je k vaření potřeba méně energie, dosáhne se toho zapnutím magnetronu na určitou dobu, po které následuje pauza.
