Ce sunt microundele?

Microundele se referă la razele electromagnetice cu frecvențe între 300MHz și 300GHz în spectrul electromagnetic. Microundele sunt mici în comparație cu undele utilizate în difuzarea radio. Raza lor de acțiune este între undele radio și undele infraroșii. Microundele se deplasează în linii drepte și vor fi afectate ușor de troposferă. Nu au nevoie de niciun mijloc pentru a călători. Metalele vor reflecta aceste unde. Nemetalele precum sticla și particulele sunt parțial transparente față de aceste unde.

Microundele sunt potrivite pentru transmisia fără fir a semnalelor de a avea o lățime de bandă mai mare. Microundele sunt utilizate cel mai frecvent în comunicațiile prin satelit, semnale radar, telefoane și aplicații de navigație. Alte aplicații în care microundele utilizate sunt tratamente medicale, materiale de uscare și în gospodării pentru prepararea alimentelor.

Practic, o tehnică cu microunde tinde să se îndepărteze de rezistențe, condensatori și inductoare utilizate cu unde radio cu frecvență mai mică. În schimb, teoria distribuită și a liniilor de transmisie este o metodă mai utilă pentru proiectare și analiză. În loc de linii deschise și coaxiale utilizate la frecvențe mai mici, se folosesc ghiduri de undă. Iar elementele aglomerate și circuitele reglate sunt înlocuite cu rezonatoare de cavitate sau linii rezonante. Chiar și la frecvențe mai înalte, unde lungimea de undă a undelor electromagnetice devine mică în comparație cu dimensiunea structurilor utilizate pentru a le prelucra, cuptorul cu microunde a devenit cea mai recentă tehnologie și se folosesc metodele optice. Sursele cu microunde de mare putere folosesc tuburi de vid specializate pentru a genera microunde.

Aplicații și utilizări ale cuptorului cu microunde:

Cele mai frecvente aplicații se încadrează între 1 și 40 GHz. Microundele sunt potrivite pentru semnalele de transmisie fără fir (protocol LAN fără fir Ex-Bluetooth) cu lățime de bandă mai mare. Microundele sunt utilizate în mod obișnuit în sistemele radar în care radarul utilizează radiațiile cu microunde pentru a detecta intervalul, distanța și alte caracteristici ale dispozitivelor de detectare și ale aplicațiilor mobile în bandă largă. Tehnologia cu microunde este utilizată în radio pentru difuzarea și telecomunicarea transmisiei, deoarece datorită lungimii lor de undă reduse, undele extrem de direcționale mai mici și, prin urmare, mai practice decât ar fi la lungimi de undă mai mari (frecvențe mai mici) înainte de introducerea transmisiei cu fibră optică. Microundele sunt utilizate în general în telefon pentru comunicarea la distanță.

Spectru electromagnetic

Mai multe alte aplicații în care microundele utilizate sunt tratamente medicale încălzirea cu microunde este utilizată pentru uscarea și vindecarea produselor, iar în gospodării pentru prepararea alimentelor (cuptoare cu microunde).

O aplicație de cuptor cu microunde - cuptor cu microunde:

Cuptorul cu microunde este utilizat în mod obișnuit în scopuri de gătit fără a utiliza apă. Energia ridicată a cuptorului cu microunde rotește moleculele polare de apă, grăsimi și zaharuri ale produselor alimentare. Această rotație provoacă frecare care duce la generarea de căldură. Acest proces se numește încălzire dielectrică. Excitația de la cuptorul cu microunde este aproape uniformă, astfel încât alimentele să se încălzească uniform. Gătitul în cuptorul cu microunde este rapid, eficient și sigur.

PIESE PENTRU MICROONDE

Cuptorul cu microunde este format dintr-un transformator de înaltă tensiune care transmite energia în Magnetron, o cameră Magnetron, unitatea de control Magnetron, un ghid de undă și camera de gătit. Energia cuptorului cu microunde are o frecvență de 2,45 GHz cu o lungime de undă de 12,24 cm. Cuptorul cu microunde se propagă ca cicluri alternative, astfel încât moleculele polare (un capăt pozitiv și celălalt capăt negativ) se aliniază în funcție de ciclurile alternative. Această auto-aliniere determină rotația moleculelor polare. Moleculele polare rotative lovesc alte molecule și le pun în mișcare. Încălzirea indusă de microunde este mai eficientă în cazul în care țesutul are un conținut ridicat de apă, deoarece există molecule de apă libere pentru a se roti. Grăsimile, zaharurile, apa înghețată, etc. prezintă o încălzire dielectrică mai redusă datorită prezenței unor molecule de apă mai puțin libere. Cuptorul cu microunde gătește mai întâi partea exterioară a alimentelor și apoi partea interioară similară cu cea obișnuită, folosind o flacără.

“probleme de divizor de tensiune cu soluții ”

Camera de gătit a cuptorului cu microunde este o cușcă Faraday care împiedică scurgerea cuptorului cu microunde în mediu. Ușa de sticlă a cuptorului ajută la vizualizarea interiorului cuptorului. Cușca Faraday, precum și ușa, sunt bine protejate folosind plasă conductivă pentru a păstra ecranarea. Perforările din plasă au dimensiuni mai mici, astfel încât cuptorul cu microunde nu poate scăpa prin plasă. Eficiența electrică a cuptorului cu microunde este ridicată, deoarece cuptorul convertește doar o parte din cuptor energie electrica . Un cuptor tipic consumă 1100 de energie electrică pentru a produce 700 de wați de energie cu microunde. Restul de 400 de wați este disipat ca căldură în Magnetron. Este necesară energie suplimentară pentru funcționarea altor componente ale cuptorului, cum ar fi o lampă, motorul rotativ al ventilatorului de răcire etc.

Benzi cu microunde:

Microundele se găsesc la capătul superior al spectrului radio, dar sunt în mod obișnuit diferite de undele radio bazate pe tehnologia care le folosește. Microundele sunt împărțite în sub-benzi pe baza lungimilor lor de undă, care oferă informații diferite. Banda de frecvență a microundelor este următoarea:

Benzi cu microunde

Benzi de frecvență cu microunde și gama lor de frecvență

L-Band:

Benzile L au o frecvență cuprinsă între 1 GHz și 2 GHz, iar lungimea lor de undă în spațiul liber este de 15cm până la 30cm. Aceste game de unde sunt utilizate în navigații, telefoane mobile GSM și în aplicații militare. Ele pot fi utilizate pentru a măsura umiditatea solului din pădurile tropicale.

S-Band:

Microundele cu bandă S au o frecvență cuprinsă între 2 GHz și 4 GHz, iar lungimea lor de undă este de 7,5 cm până la 15 cm. Aceste unde pot fi utilizate în balize de navigație, comunicații optice și rețele fără fir.

C-Band:

Undele de bandă C au un interval cuprins între 4 GHz și 8 GHz, iar lungimea lor de undă este cuprinsă între 3,75 cm și 7,5 cm. Cuptorul cu microunde din bandă C pătrunde bulgări, praf, fum, zăpadă și ploaie pentru a dezvălui suprafața pământului. Aceste microunde pot fi utilizate în telecomunicațiile radio pe distanțe lungi.

X-Band:

Gama de frecvență pentru microundele în bandă S este de 8 GHz până la 12 GHz având lungimea de undă cuprinsă între 25 mm și 37,5 mm. Aceste unde sunt utilizate în comunicații prin satelit, comunicații în bandă largă, radare, comunicații spațiale și semnale radio amator.

Aplicații radar folosind microunde

Ku-Band:

Contor de undă pentru măsurarea în banda Ku

Aceste unde ocupă intervalul de frecvență între 12 GHz și 18 GHz și au lungimea de undă între 16,7 mm și 25 mm. „Ku” se referă la Quartz-under. Aceste unde sunt utilizate în comunicațiile prin satelit pentru măsurarea schimbărilor de energie ale impulsurilor cu microunde și pot determina viteza și direcția vântului în apropierea zonelor de coastă.

K-Band și Ka-Band:

Gama de frecvență pentru undele de bandă K cuprinse între 18 GHz și 26,5 GHz. Aceste unde au o lungime de undă cuprinsă între 11,3 mm și 16,7 mm. Pentru banda Ka intervalul de frecvență este de 26,5 GHz până la 40 GHz și ocupă lungimea de undă între 5 mm și 11,3 mm. Aceste unde sunt utilizate în comunicații prin satelit, observații astronomice și radare. Radarele din această gamă de frecvențe oferă o gamă scurtă, rezoluție ridicată și cantități mari de date la rata de reînnoire.

V-Band:

Această bandă rămâne pentru o atenuare ridicată. Aplicațiile radar sunt limitate pentru o gamă scurtă de aplicații. Gama de frecvență pentru aceste unde este de la 50 GHz la 75 GHz. Lungimea de undă pentru aceste microunde este cuprinsă între 4,0 mm și 6,0 mm. Există mai multe benzi precum U, E, W, F, D și P cu frecvențe foarte mari, care sunt utilizate în mai multe aplicații.

“sistem de buclă deschisă vs sistem de buclă închisă ”

Radiația cu microunde și efectul său asupra sănătății:

Radiația este o energie care provine dintr-o sursă și se deplasează printr-un mediu sau spațiu. În general, radiațiile RF vor fi produse de mai multe dispozitive, cum ar fi emițătoare TV și radio, încălzitoare cu inducție și încălzitoare dielectrice. Radiația cu microunde va fi produsă de dispozitive radar, antene de vase și cuptoare cu microunde.

Radiația cu microunde și efectul său asupra sănătății

Efect de radiație cu microunde după un apel telefonic

Datorită radiației cu microunde, temperatura corpului poate crește. Există un risc mai mare de deteriorare a căldurii cu organele care au un control slab al temperaturii, cum ar fi lentilele ochilor. Deoarece energia radiației absorbită de corp variază în funcție de frecvență, măsurarea ratei de absorbție este foarte dificilă.

5 Avantajele utilizării tehnologiei cu microunde:

Nu necesită nicio conexiune prin cablu.
Pot transporta cantități mari de informații datorită frecvențelor lor de operare ridicate.
Putem accesa mai multe canale.
Achiziționarea de terenuri ieftine: fiecare turn ocupă o suprafață mică.
Semnalele de înaltă frecvență / lungime de undă scurtă necesită o antenă mică.

5 Dezavantaje:

Atenuarea de către obiecte solide: păsări, ploaie, zăpadă și ceață.
Este mult scump să construiești turnuri lungi.
Reflectat de la suprafețe plane precum apa și metalul.
Difractat (împărțit) în jurul obiectelor solide.
Refractat de atmosferă, provocând astfel proiectarea fasciculului departe de receptor.

Acum ați înțeles conceptul de microunde și aplicațiile și efectele din articolul de mai sus, deci dacă aveți întrebări din subiectul de mai sus sau din domeniul electric și proiecte electronice lăsați secțiunea de comentarii de mai jos.

Credit foto: