Як працює мікрохвильова піч

Мікросвіт багатий таємницями. Бадьоро розмірковуємо про електрони, не знаючи в точності, що це таке. Дивний принцип невизначеності Гейзенберга. Вчені, чим далі, тим сильніше починають дивуватися власним відкриттям. Теорія Ейнштейна частиною неспроможна, отже, маса не росте зі збільшенням швидкості, швидкість світла переборна. Що недавно доведено експериментально. Як працює мікрохвильова піч, якщо нічого не відомо про елементарні частинки крім непередбачуваності поведінки? Спробуємо заглянути в світ дивних і незрозумілих явищ.

Принцип дії активної СВЧ печі

Електрони і мікрохвильові печі

Технічні характеристики мікрохвильових печей різні, в основі лежить загальне явище – поглинання енергії електромагнітної хвилі молекулами води. Принцип роботи мікрохвильової печі залишається колишнім. Кажуть, що концепція відібрана Америкою у розгромленої фашистської Німеччини. Пару слів про роботу мікрохвильової печі.

У фізиці прийнята подвійна корпускулярно-хвильова теорія, згідно з якою електромагнітна хвиля поводиться, як частка. Зі зниженням частоти спливають ефекти, характерні для морів і річок: додавання хвиль не кількісно, ​​а з урахуванням фази, в результаті інтерференційна картина прийме химерний вигляд. Світло поводиться часто подібно часткам. Квант – шматочок світла.

Одного разу в лабораторії вчені вирішили перевірити: що таке кванти. Взяли спеціальну гармату, що випускає елементарні частинки. Послідовність дослідів:

З гармати почали обстрілювати щілину в листі непрозорого матеріалу, позаду поставили чутливий екран і почали реєструвати інтенсивність. Вийшов відбиток вихідної щілини, спроектувати промені гармати.

Вчені висунули теорії: частка проходить одночасно через обидві щілини, або через єдину. В результаті електрон немов вдаряється сам про себе, утворюючи картину інтерференції. Що стосується хвильової теорії, відомо щось подібне. Стали говорити, що частка «знає» про спостереження. Нам ближче теорія коментатора відео на Ютуб, який сказав, що телескоп забирає енергію фотона, тому не можна продемонструвати хвильову картину. Екран не є аналогічним засобом вимірювання, звідси результат різний.

Магнетрон в мікрохвильовій печі працює за рахунок упорядкованого (якщо коректно так казати) руху електронів. Чи не бачимо суперечностей в досвіді, забавно, що вчені не хочуть бачити подальших аналогій з хвилею. У магнетроні мікрохвильовій печі процес управляється інакше.

Незалежно від природи частинок встановлено, що в магнітному полі випущені термокатодом електрони починають рухатися по колу. Щоб створити рівномірний розподіл напруженості, використовується два постійних магніту по обидва боки шайбообразной робочої камери магнетрона.

Всередині панує вакуум, щоб не створювати перешкод руху елементарних частинок. В результаті придумали зробити щось на зразок револьверного барабана, де кожна камера з'єднується з центральним каналом вузькою щілиною. Недовго думаючи, вчені розрахували розміри і створили резонатор для магнетрона мікрохвильової печі. В результаті, гнані електрикою і керовані магнітом, електрони стали породжувати коливання різного штибу. Але виживала лише частота резонатора магнетрона мікрохвильової печі, інші швидко згасали.

Подана на катод напругу 3 кВ з схемної землею на аноді магнетрона мікрохвильової печі викликає обертаються коливання заданої частоти в камерах. Знімання сигналу відбувається через спеціальний штир в одній з безлічі. Додамо, що для полегшення електронам процесу покидання поверхні анода користуються двома прийомами:

1. З розумом вибирають матеріал катода: вольфрам і торій.
2. Подають напругу підігріву (6,3 В 50 Гц) на нитку розжарення.

Подібним чином працює магнетрон мікрохвильовій печі. Зауважте, про природу електронів нічого точно не відомо, фізики-теоретики досі б'ються над вирішенням завдання, практики вже давно користуються результатом.

Вплив хвиль на їжу

Як використовуються коливання високої частоти в мікрохвильовій печі

Коливання залишають магнетрон і негайно потрапляють в хвилевід. Розміри круглого або прямокутного перетину обрані так, щоб загасання виявилися найменшими. Хвиля, рухаючись під кутом до осі хвилеводу і постійно відбиваючись від верхньої і нижньої стінок, досягає робочого відсіку. Напруженість поля велика, сторонні предмети всередині приведуть до виникнення електричних пробоїв у вигляді блискавок. Виключаючи описане, вихід хвилеводу в робочу камеру прикривається слюдяною тканиною, в побуті, слюдою.

Зазначений діелектрик прозорий для хвиль, вільно проходять в відсік. Розмір робочої камери печі вибирається, виходячи з частоти магнетрона. Але швидко стало помічено: якщо залишити нерухоме тіло грітися, температура на різних ділянках варіюється в широких межах. Зрозуміло, що людям не подобається факт: перший шматок гаряче другого. Пояснюється явище наявністю стоячих хвиль. У вузлах амплітуда коливання поля дорівнює нулю, на горбах максимальна. В результаті виходить щось на кшталт інтерференційної картини.

Пояснимо, що відбувається. Енергія передається молекулам води: атом кисню, ближче до одного боку приліпилися дві частинки водню. Виходить щось на зразок голови з двома шишками на боковинах черепа. Електричний негативний момент знаходиться в районі підстави. Коли полем захоплюється ця результуюча, молекула захоплюється силовими лініями. Напруженість хвилі постійно змінюється, конструкція починає провертатися, завалюватися вперед. Потім назад. Виходить неваляшка.

Швидкість коливань надзвичайно висока.

Магнетрон генерує на частоті 2,45 ГГц, відбувається 2,45 млрд. Рухів в секунду. Утворюється надмірна кінетична енергія, швидко передається оточуючим молекулам. Чому вибрана частота 2,45 ГГц. Щоб створювати побільше перешкод стільниковим телефонам і домашньої мережі WiFi? Ні! Просто у будь-який системи власна резонансна частота.

Посилена багаторазово, хвиля приводить в непридатність будівлі.

Аналогічно відбувається з молекулою води. Є частоти, які не викликають сумнівів. Район зв'язкових на 2,4 ГГц відмінно передає енергію пару. Воду в будь-якому агрегатному стані нагріває ударно. На факті і заснований принцип дії мікрохвильової печі. Додамо, що ефект стоячій хвилі блокується обертовим столом. Їжа постійно рухається, різні ділянки потрапляють поперемінно то в мінімуми, то в максимуми хвилі. Що забезпечить рівномірний нагрів.

Як реалізуються режими мікрохвильової печі

Поговорили про генерацію, розповіли, як енергія веде себе всередині робочої камери, розкрили процес передачі тепла їжі. Розглянемо, як варіюється інтенсивність нагріву. Магнетрон не генерує коливання постійно, а збуджується імпульсами високовольтної напруги. В результаті, регулюючи шпаруватість або періодичність, домагаються прийнятних режимів.

Інверторні мікрохвильові печі йдуть далі. Що стоїть в робочому відсіку датчик температури повідомляє системі про стан їжі, в результаті частота проходження імпульсів гнучко регулюється, режим виходить максимально плавним. Принцип дії датчика заснований на прийомі інфрачервоних хвиль: чим вище частота, тим тепліше в приміщенні. Якщо говорити ще точніше, приймається одна частота, але вимірюється інтенсивність. З підвищенням температури спектр зсувається вгору. Загальна форма є гіркою з єдиною вершиною. Сам датчик січе спектр постійно на одній частоті. Спочатку гора трохи наповзає підошвою на цю лінію, але в міру просування вправо більше і більше покриває місце. В результаті фіксується зростання інтенсивності.Холодна їжа в інфрачервоному діапазоні не випромінює взагалі.

Режим інвертора можливо вимкнути, в результаті правильне використання мікрохвильової печі гарантує позитивний результат, якщо знайшли досвід поводження з обладнанням. Сподіваємося, розповідь виявився цікавий, незважаючи на загальну плутанину в фізиці. Можливо, читачі розгадають загадку спостерігача і викладуть відповідь в коментарях. А ми походатайствуем про присвоєння аудиторії Нобелівської премії перед відповідальним комітетом.