Mikrofale: transkrypcja wyrażenia super-wysoka częstotliwość, co oznacza zasięg mikrofal

Wielu słyszało wyrażenie UHF więcej niż raz, widziało te litery na różnych urządzeniach lub instrukcje dla nich. Jednak nie wszyscy wiedzą, co oznacza ten skrót. Szczegółowa interpretacja częstotliwości mikrofalowej pomoże lepiej zrozumieć istotę tego terminu i dowiedzieć się, w jakich obszarach jest ona najczęściej używana.

Bardzo wysoka częstotliwość

Dosłownie skrócone wyrażenie oznacza ultra-wysoką częstotliwość. Dla laika te słowa mogą wydawać się niezrozumiałe. Aby lepiej zrozumieć, co oznacza mikrofala, musisz mieć przynajmniej minimalną wiedzę z zakresu fizyki. Ta nauka bada różne rodzaje promieniowania elektromagnetycznego:

• bardzo długie (fale radiowe);
• teraherc;
• podczerwień;
• optyczny;
• ultrafioletowy;
• twardy i rentgenowski.

Fale o ultrawysokiej częstotliwości zajmują przestrzeń pomiędzy częstotliwościami dalekiej podczerwieni a częstotliwościami ultrawysokimi. Ich długość tworzy szeroki zakres od jednego milimetra do trzydziestu centymetrów. W porównaniu z ultradługimi falami radiowymi, których długość mierzona jest w setkach metrów, wielkość fal mikrofalowych jest niezwykle mała, dlatego nazywane są również zakresem centymetrowym lub decymetrowym. W literaturze zagranicznej promieniowanie mikrofalowe jest powszechnie określane jako promieniowanie mikrofalowe.

Osobliwością fal o ultrawysokiej częstotliwości jest to, że łączą one właściwości właściwe zarówno dla promieniowania świetlnego, jak i fal radiowych. Na przykład, podobnie jak promienie światła, fale mikrofalowe są w stanie odbijać, skupiać i rozchodzić się w linii prostej.

Łączność satelitarna i radar

Kolejnym podobieństwem takiego promieniowania do promieni świetlnych jest możliwość przesyłania informacji w trybie wysokiej gęstości. T. mi. jedna wiązka o ultrawysokiej częstotliwości może transmitować do tysiąca rozmów telefonicznych. Ta właściwość umożliwiła z powodzeniem zastosowanie promieniowania mikrofalowego:

• W radarze. Istota zastosowania mikrofal w sprzęcie radarowym polega na tym, że wystrzeliwane w kosmos są krótkie i intensywne impulsy są częściowo odbijane od odległych obiektów, powracają i są rejestrowane przez specjalne instrumenty. Zainteresowanie taką techniką wykrywania obiektów pojawiło się podczas II wojny światowej, kiedy kwestia wyszukiwania była niezwykle ostra.
• W komercyjnych liniach komunikacyjnych. Zaletą stosowania w tym obszarze wiązek o ultrawysokiej częstotliwości jest ścieżka ich propagacji. W przeciwieństwie do innych fal używanych do komunikacji, częstotliwości mikrofalowe nie przemieszczają się wzdłuż linii powierzchni Ziemi, która ma wiele nieregularności, ale w linii prostej od jednej stacji przekaźnikowej do drugiej. Aby sygnał był przesyłany szybko i sprawnie, stacje takie znajdują się na dużej wysokości co 50 km. Rozmieszczenie linii komercyjnych jest dość drogie, ale cenę w pełni rekompensuje niski pobór mocy i duża przepustowość informacyjna kanałów komunikacyjnych.

Kolejny obszar, w którym jest skuteczny wykorzystywane są fale mikrofalowe – jest to komunikacja satelitarna. Na lądzie zapewnia go system wież radiowych, które nadają sygnały na duże odległości. W przypadku negocjacji międzykontynentalnych rolę repeaterów pełnią sztuczne satelity znajdujące się na geostacjonarnej orbicie Ziemi. Każdy satelita skupia tysiące kanałów komunikacyjnych, gwarantując jednoczesną transmisję wysokiej jakości sygnałów telefonicznych i telewizyjnych użytkownikom nowoczesnych urządzeń.

Do użytku domowego

Z pewnością każdy, kto choć raz pomyślał o tym, co oznacza kuchenka mikrofalowa, jak odszyfrować to wyrażenie, od razu przypomniał sobie o kuchence mikrofalowej. To urządzenie jest chyba najbardziej znanym przykładem zastosowania fal o ultrawysokiej częstotliwości w domu. Opiera się na termicznym działaniu fal mikrofalowych.

Ta nieruchomość została przypadkowo odkryta przez amerykańskiego fizyka Percy'ego Spencera w 1942 roku. W rezultacie trzy lata później naukowiec otrzymał patent na wykorzystanie promieniowania w procesie gotowania. Kilka lat później w wojskowych szpitalach i stołówkach pojawiło się urządzenie ważące ponad 300 kg, będące prototypem nowoczesnej kuchenki mikrofalowej. Przez kilkadziesiąt lat urządzenie bardzo się zmieniło. Wbudowano w nią mikroprocesorowy system sterowania i pojawił się stół obrotowy. Nowoczesne modele mają możliwość łączenia się z Internetem.

Pomimo wszelkich modernizacji i modyfikacji, główną zaletą kuchenki mikrofalowej była i pozostaje szybkość nagrzewania i gotowania. Ta prędkość jest zapewniona dzięki efektowi termicznemu mikrofal nie tylko na powierzchni, ale na całej objętości produktu.

Urządzenie i zasada działania kuchenki mikrofalowej

Kuchenka mikrofalowa nie jest zbyt skomplikowana. Jego konstrukcja składa się z:

• Komora metalowa. Umieszcza się w nim produkty do gotowania.
• Emiter mikrofalowy (magnetron).
• Transformator. Zapewnia magnetronowi zasilanie o wysokim napięciu.
• Falowód. Za jego pośrednictwem do kamery przekazywane jest promieniowanie z magnetronu.

Równomierne podgrzewanie potraw w piekarniku zapewnia obracanie specjalnego stołu. Wbudowany wentylator pomaga uniknąć przegrzania podczas pracy, obwody elektroniczne sprawiają, że sterowanie mikrofalami jest tak wygodne i bezpieczne, jak to tylko możliwe.

Produkty umieszczone w metalowej komorze są nagrzewane przez działanie silnych wiązek o częstotliwości 2450 MHz. Wnikając do środka na głębokość około 3 cm, promienie te wprawiają w ruch cząsteczki polarne, które są obecne w dużych ilościach we wszystkich produktach spożywczych. W wyniku intensywnego ruchu molekuł żywność szybko się nagrzewa.

Podczas pracy kuchenki mikrofalowej temperatura wewnątrz komory osiąga bardzo wysokie wartości, dlatego konstrukcja przewiduje specjalny element, który chroni urządzenie przed przegrzaniem - bezpiecznik termiczny (przekaźnik termiczny). Główną częścią termostatu jest płytka bimetaliczna, która może zmieniać kształt pod wpływem temperatury.

Gdy poziom ogrzewania osiągnie swoje wartości graniczne, płytka zmienia kształt i wymusza działanie popychacza, co otwiera połączenie płyt grupy styków i zatrzymuje pracę kuchenki mikrofalowej. Wraz ze spadkiem temperatury płyta regulatora wraca do pozycji wyjściowej, styki zamykają się, urządzenie ponownie rozpoczyna pracę.

Oprócz użytku domowego, kuchenki mikrofalowe znajdują zastosowanie w przemyśle. Służą do obróbki materiałów budowlanych, zmiękczania skał, odzyskiwania ropy itp.