Что такое микроволны?

Микроволны - это электромагнитные лучи с частотами от 300 МГц до 300 ГГц в электромагнитном спектре. Микроволны малы по сравнению с волнами, используемыми в радиовещании. Их диапазон находится между радиоволнами и инфракрасными волнами. Микроволны распространяются по прямым линиям, и на них слабо воздействует тропосфера. Для путешествий им не нужна среда. Металлы будут отражать эти волны. Неметаллы, такие как стекло и частицы, частично прозрачны для этих волн.

Микроволны подходят для беспроводная передача сигналов иметь большую пропускную способность. Микроволны чаще всего используются в спутниковой связи, радиолокационных сигналах, телефонах и навигационных приложениях. Другие области применения микроволн - это лечение, сушка материалов и домашнее хозяйство для приготовления пищи.

На практике микроволновая техника имеет тенденцию отходить от резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности, используемых с низкочастотными радиоволнами. Напротив, теория распределенных линий и линий передачи является более полезным методом для проектирования и анализа. Вместо открытых проводов и коаксиальных линий на более низких частотах используются волноводы. А сосредоточенные элементы и настроенные схемы заменяются объемными резонаторами или резонансными линиями. Даже на более высоких частотах, где длина волны электромагнитных волн становится мала по сравнению с размером структур, используемых для их обработки, микроволновая печь стала новейшей технологией, и используются методы оптики. В мощных источниках микроволн используются специальные вакуумные лампы для генерации микроволн.

Применение и использование микроволн:

Наиболее распространенные приложения находятся в диапазоне от 1 до 40 ГГц. Микроволны подходят для беспроводной передачи (протокол беспроводной локальной сети Ex-Bluetooth) сигналов с более высокой пропускной способностью. Микроволны обычно используются в радиолокационных системах, где радиолокатор использует микроволновое излучение для определения дальности, расстояния и других характеристик сенсорных устройств и мобильных широкополосных приложений. Микроволновая технология используется в радио для радиовещания и телекоммуникаций передачи, потому что из-за их малой длины волны сильно направленные волны меньше и, следовательно, более практичны, чем они были бы на более длинных волнах (более низких частотах) до введения оптоволоконной передачи. Микроволны обычно используются в телефоне для междугородной связи.

Электромагнитный спектр

Несколько других применений, в которых используются микроволны, - это медицинские процедуры. Микроволновое нагревание используется для сушки и отверждения продуктов, а также в домашних условиях для приготовления пищи (микроволновые печи).

Применение СВЧ-печи:

Микроволновая печь обычно используется для приготовления пищи без использования воды. Высокая энергия микроволн вращает полярные молекулы воды, жира и сахаров пищевых продуктов. Это вращение вызывает трение, которое приводит к выделению тепла. Этот процесс называется диэлектрическим нагревом. Микроволны возбуждают почти равномерно, поэтому еда нагревается равномерно. Приготовление в микроволновой печи происходит быстро, эффективно и безопасно.

ДЕТАЛИ ДЛЯ МИКРОВОЛНОВОЙ ПЕЧИ

Микроволновая печь состоит из высоковольтного трансформатора, который передает энергию в магнетрон, камеры магнетрона, блока управления магнетроном, волновода и камеры для приготовления пищи. Энергия в микроволновой печи имеет частоту 2,45 ГГц с длиной волны 12,24 см. Микроволновая печь распространяется как чередующиеся циклы, так что полярные молекулы (один конец положительный, а другой конец отрицательный) выравниваются в соответствии с чередующимися циклами. Это самовыравнивание вызывает вращение полярных молекул. Вращающиеся полярные молекулы сталкиваются с другими молекулами и приводят их в движение. Нагрев с помощью микроволнового излучения более эффективен, если ткань имеет высокое содержание воды, поскольку в ней вращаются свободные молекулы воды. Жиры, сахара, замороженная вода и т. Д. Демонстрируют меньший диэлектрический нагрев из-за наличия меньшего количества свободных молекул воды. Микроволновая печь готовит сначала внешнюю часть продукта, а затем внутреннюю часть, как при обычном приготовлении с использованием пламени.

“что подразумевается под переключателем ”

Варочная камера микроволновой печи представляет собой клетку Фарадея, которая предотвращает утечку микроволн в окружающую среду. Стеклянная дверца духовки помогает увидеть внутреннее пространство духовки. Клетка Фарадея, как и дверь, хорошо защищена проводящей сеткой для сохранения экранирования. Перфорация в сетке меньше по размеру, поэтому микроволны не могут проникнуть через сетку. Электрический КПД микроволновой печи высок, поскольку духовка преобразует только часть электроэнергия . Обычная духовка потребляет 1100 электроэнергии для производства 700 Вт микроволновой энергии. Остальные 400 Вт рассеиваются в магнетроне в виде тепла. Дополнительная энергия требуется для работы других компонентов духовки, таких как лампа, двигатель поворотной платформы охлаждающего вентилятора и т. Д.

Микроволновые диапазоны:

Микроволны находятся на верхнем конце радиочастотного спектра, но они обычно отличаются от радиоволн в зависимости от технологии, в которой они используются. Микроволны делятся на поддиапазоны в зависимости от их длин волн, которые предоставляют различную информацию. Полосы частот микроволн следующие:

СВЧ диапазоны

Полосы частот СВЧ и их частотный диапазон

L-диапазон:

Полосы L имеют частотный диапазон от 1 ГГц до 2 ГГц, а их длина волны в свободном пространстве составляет от 15 до 30 см. Эти диапазоны волн используются в навигации, мобильных телефонах GSM и в военных приложениях. Их можно использовать для измерения влажности почвы влажных лесов.

S-диапазон:

Микроволны S-диапазона имеют частотный диапазон от 2 ГГц до 4 ГГц, а их диапазон длин волн составляет от 7,5 до 15 см. Эти волны могут использоваться в навигационных маяках, оптических коммуникациях и беспроводных сетях.

C-диапазон:

Волны диапазона C имеют диапазон от 4 ГГц до 8 ГГц, а их длина волны составляет от 3,75 см до 7,5 см. Микроволны диапазона C проникают сквозь комья, пыль, дым, снег и дождь, обнажая поверхность земли. Эти микроволны могут использоваться в дальней радиосвязи.

X-Band:

Частотный диапазон для микроволн S-диапазона составляет от 8 ГГц до 12 ГГц с длиной волны от 25 мм до 37,5 мм. Эти волны используются в спутниковой связи, широкополосной связи, радарах, космической связи и любительских радиосигналах.

Радары с использованием микроволн

Ku-диапазон:

Волномер для измерения в Ku диапазоне

Эти волны занимают частотный диапазон от 12 ГГц до 18 ГГц и имеют длину волны от 16,7 мм до 25 мм. «Ку» означает Кварц-под. Эти волны используются в спутниковой связи для измерения изменений энергии микроволновых импульсов, и они могут определять скорость и направление ветра вблизи прибрежных районов.

K-Band и Ka-Band:

Диапазон частот для волн K-диапазона от 18 ГГц до 26,5 ГГц. Эти волны имеют длину волны от 11,3 мм до 16,7 мм. Для диапазона Ka диапазон частот составляет от 26,5 ГГц до 40 ГГц, и они занимают длину волны от 5 мм до 11,3 мм. Эти волны используются в спутниковой связи, астрономических наблюдениях и радарах. Радары в этом частотном диапазоне обеспечивают короткое расстояние, высокое разрешение и большие объемы данных со скоростью обновления.

V-Band:

Эта полоса остается для высокого затухания. Приложения радара ограничены для небольшого круга приложений. Диапазон частот для этих волн составляет от 50 ГГц до 75 ГГц. Длина волны для этих микроволн составляет от 4,0 до 6,0 мм. Есть еще несколько диапазонов, таких как U, E, W, F, D и P, с очень высокими частотами, которые используются в нескольких приложениях.

“схема однополюсного двухпозиционного переключателя ”

Микроволновое излучение и его влияние на здоровье:

Радиация - это энергия, которая исходит от источника и проходит через некую среду или пространство. Как правило, радиочастотное излучение будет производиться несколькими устройствами, такими как теле- и радиопередатчики, индукционные нагреватели и диэлектрические нагреватели. Микроволновое излучение будет производиться радиолокационными устройствами, тарелочными антеннами и микроволновыми печами.

Микроволновое излучение и его влияние на здоровье

Эффект микроволнового излучения после телефонного звонка

Из-за микроволнового излучения может повыситься температура тела. Существует более высокий риск теплового повреждения органов, которые плохо контролируют температуру, например, хрусталика глаза. Поскольку энергия излучения, поглощаемая телом, зависит от частоты, измерить скорость поглощения очень сложно.

5 преимуществ использования микроволновой техники:

Не требует кабельного подключения.
Они могут нести большие объемы информации из-за своей высокой частоты работы.
Мы можем получить доступ к большему количеству каналов.
Недорогая покупка земли: каждая башня занимает небольшую площадь.
Для сигналов с высокой частотой / короткой длиной волны требуется небольшая антенна.

5 Недостатки:

Затухание твердыми предметами: птицами, дождем, снегом и туманом.
Строительство длинных башен обходится дорого.
Отражается от плоских поверхностей, таких как вода и металл.
Дифрагированные (расщепленные) вокруг твердых объектов.
Преломляется атмосферой, в результате чего луч направляется в сторону от приемника.

Теперь вы поняли концепцию микроволн, приложений и эффектов из приведенной выше статьи, поэтому, если у вас есть какие-либо вопросы из указанной выше темы или электрических и электронные проекты оставьте раздел комментариев ниже.

Фото: