Cuptor cu microunde

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Fără surse!
Această intrare sau secțiune despre subiectul fizicii nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți .
Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

În fizică , microundele sunt radiații electromagnetice cu o lungime de undă între intervalele superioare ale undelor radio și radiații infraroșii . Deși tindem să le considerăm separate de undele radio , microundele sunt incluse în părțile UHF și EHF ale spectrului radio , prezentând totuși caracteristici specifice datorită frecvenței lor ridicate. Limita dintre microunde și razele de radiații învecinate nu este de fapt clar și poate varia în funcție de diferitele domenii de studiu.

Istorie

Magnetron , adjunct pentru producția de microunde
Tub Kylstrom

Predicția existenței undelor electromagnetice, din care fac parte microundele, se datorează lui James Clerk Maxwell cu faimoasele sale ecuații din 1864 . Demonstrația existenței a avut loc în 1888 de către Heinrich Rudolf Hertz care a studiat undele radio.

Unele nume ale persoanelor care, prin cercetările lor, au contribuit la dezvoltarea aplicațiilor moderne cu microunde sunt: Nikola Tesla , Guglielmo Marconi , Samuel Morse , Sir William Thomson cunoscut sub numele de Lord Kelvin, Oliver Heaviside , Lord Rayleigh , Oliver Lodge . Numele „cuptor cu microunde”, în special, a fost inventat în 1932 de Nello Carrara (1900-1993), fizician și cărturar la Institutul de telecomunicații al Academiei Navale din Livorno; lucrările sale, în colaborare cu Ugo Tiberio , au condus la dezvoltarea radarelor italiene în timpul celui de-al doilea război mondial.

Unele studii specifice de microunde și aplicații sunt:

Caracteristici

Microundele sunt incluse în lungimi de undă cuprinse între 33 cm , ceea ce corespunde unei frecvențe de aproximativ 1 G Hz și 1 mm , care corespunde aproximativ 300 G Hz . Peste 300 GHz, absorbția radiației electromagnetice este atât de intensă încât atmosfera Pământului poate fi considerată opacă la aceste frecvențe. Cu toate acestea, devine din nou transparent în zona de lumină vizibilă și infraroșie .

Benzi de frecvență

Ghid de val

Spectrul de microunde este de obicei definit în intervalul de frecvență 300 MHz până la 300 GHz, dar alte definiții includ frecvențe mai mici. Majoritatea aplicațiilor funcționează între 1 și 40 GHz.
Următorul tabel listează defalcarea trupelor în conformitate cu Radio Society of Great Britain (RSGB):

Subdivizarea gamei de microunde în benzi
Cântec tematic de trupă Gama de frecvență
L 1 - 2 GHz
S. 2 - 4 GHz
C. 4 - 8 GHz
X 8 - 12 GHz
K u 12 - 18 GHz
K. 18 - 26 GHz
K a 26 - 40 GHz
Î 30 - 50 GHz
U 40 - 60 GHz
V. 50 - 75 GHz
ȘI 60 - 90 GHz
W 75 - 110 GHz
F. 90 - 140 GHz
D. 110 - 170 GHz

Codul P este uneori folosit pentru frecvențe UHF sub banda L.

Producție

Microundele pot fi produse în diferite moduri, care pot fi clasificate în două categorii: stare solidă și cu tuburi de vid .
Dispozitivele în stare solidă se bazează pe semiconductori ( arsenură de siliciu sau galiu ) și pot fi tranzistoare cu efect de câmp ( FET ), tranzistoare de joncțiune bipolare (BJT), diode Gunn și IMPATT. Au fost dezvoltate versiuni speciale ale tranzistoarelor comune pentru frecvențe înalte. Evoluția cu microunde a tranzistoarelor BJT include heterojuncții cu tranzistor bipolar (HBT), în timp ce variantele tranzistorului FET includ: MESFET , HEMT sau HFET și LDMOS. Dispozitivele integrate cu microunde se numesc MMIC (circuit integrat cu microunde monolitic) și sunt fabricate din napolitane de arsenidă de galiu.
Tuburile de vid se bazează pe mișcarea balistică a electronilor în vid sub influența controlului câmpurilor electrice sau magnetice. Acestea includ: magnetron , klistron , tub de undă călătorie (TWT) și girotron .

Utilizări

  • Cuptorul cu microunde utilizează un generator de magnetron pentru a produce microunde la o frecvență de aproximativ 2,45 GHz pentru a găti mâncarea. Încălzirea și gătirea în consecință se datorează faptului că microundele determină o creștere a energiei de rotație a moleculelor unor substanțe și în special a apei . De fapt, moleculele de apă au un moment dipol electric care are aceeași frecvență unghiulară ca și microundele. Deoarece materia organică este în mare parte apă, alimentele pot fi gătite cu ușurință cu această tehnică.
  • Poduri radio sau transmisie între antene satelitare terestre, la distanțe de până la sute de kilometri , de semnale analogice (de exemplu, televiziune ) sau digitale până la o capacitate de sute de M biți / s. Frecvențele cuprinse între 2 GHz și 80 GHz sunt utilizate în mod normal, în benzi stabilite în mod special de organismele de reglementare naționale și internaționale. Puterile utilizate sunt de câteva wați sau fracțiuni de wați , pentru fiecare canal ( purtător ).
  • Telefoanele mobile GSM funcționează pe frecvența de 1,8 GHz pentru a comunica cu stația de bază radio .
  • Microundele sunt folosite pentru comunicațiile cu sateliții în timp ce trec prin atmosfera terestră fără a suferi interferențe, cum este cazul undelor radio. Există, de asemenea, mai multă lățime de bandă (și, prin urmare, posibilitatea de a transporta mai multe informații ) în microunde decât în ​​undele radio.
  • Protocoalele de comunicații fără fir precum bluetooth și IEEE 802.11 în variantele g și b utilizează microunde în banda de 2,4 GHz; varianta a funcționează la 5 GHz. În unele țări sunt utilizate servicii de acces la internet pe distanțe lungi (25 km), care funcționează în frecvențe cuprinse între 3,5 și 4 GHz.
  • Unele televiziuni difuzează televiziune , acces la Internet și telefonie prin cablu coaxial folosind microunde de joasă frecvență.
Antena unui radar
  • Radarele folosesc microundele pentru a detecta de la distanță prezența și mișcarea obiectelor.
  • Există mai multe tipuri de arme de nouă generație care folosesc microunde. Vezi armele cu microunde .
  • Microundele pot fi folosite pentru a transfera energie la distanță. În timpul celui de- al doilea război mondial , cercetările au fost efectuate în această direcție. NASA a studiat în anii 1970 și 1980 un sistem de sateliți cu panouri solare mari pentru a produce electricitate și a-l transfera pe Pământ prin intermediul unui fascicul de microunde de înaltă frecvență. Aceste studii au stat la baza proiectelor moderne de centrale solare orbitale .
  • Maserul este un dispozitiv asemănător unui laser care funcționează în spectrul de microunde.
  • Un câmp cu microunde este utilizat pentru a accelera particulele încărcate în unele tipuri de cavități rezonante utilizate în acceleratoarele de particule .
  • Recent, microundele au început să fie folosite și în medicina estetică pentru reducerea depozitelor de grăsime localizate și tratamentul laxității pielii în zone specifice.

Siguranță

Element de verificat
Se consideră că acest articol sau secțiune despre subiectul fizicii este verificat .
Motiv : o secțiune de securitate nu se poate baza pe paragrafe independente și pe citarea articolelor individuale fără contradicție
Alăturați-vă discuției și / sau corectați intrarea. Urmați sfaturile de proiectare de referință .
Simbol de pericol datorat undelor radio de frecvență generică

Microundele au fost utilizate pe scară largă de la mijlocul secolului al XX-lea . Ca și în cazul tuturor undelor electromagnetice neionizante, există riscuri legate de intensitatea și distanța de la sursa de emisie. Natura acestor riscuri depinde de creșterea temperaturii indusă de intensitatea câmpului electromagnetic și de capacitatea mai mare sau mai mică a undei, în funcție de frecvența acesteia, de a penetra solidele (mai mare pentru undele mai lungi).

Corneea ochiului nu este traversată de vase de sânge care îl pot răci și riscă să se supraîncălzească dacă este lovită de microunde, de asemenea, deoarece nu este transparentă la aceste lungimi de undă. Din acest motiv, expunerea cronică la microunde, la fel ca lumina soarelui, poate crește incidența cataractei [1] la bătrânețe. Dacă lumina solară poate apăra numai cu ochelari , nu există protecții similare împotriva microundelor.

Un cuptor cu microunde cu ușă defectă poate fi o sursă de risc. Prin urmare, este recomandabil să evitați utilizarea echipamentelor deteriorate și, dacă este necesar, să verificați câmpul rătăcit cu scule adecvate. Din același motiv, este bine să eviți să fii în lobul de emisie al antenei puternicelor radare aeronautice, precum și să privești direct și atent senzorii antifurt cu tehnologie radar.

Notă

  1. ^ ( EN ) Center for Devices and Radiological Health, Resources for You (Radiation-Emitting Products) - Microwave Oven Radiation , la www.fda.gov . Adus pe 10 februarie 2017 .

Bibliografie

  • Giuseppe Dilda, Microwave , Levrotto & Bella, 1956.

Elemente conexe

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Tesauro BNCF 14190 · LCCN (EN) sh85084975 · GND (DE) 4039246-6 · BNF (FR) cb11958904p (dată) · NDL (EN, JA) 00.567.395
Electromagnetismul Portalul electromagnetismului : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de electromagnetism
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Microonde&oldid=120819664 ”