Mikrovlnná rúra: prepis výrazu super-vysoká frekvencia, čo znamená mikrovlnný rozsah

Mnohí počuli výraz mikrovlnka, videli tieto písmená na rôznych zariadeniach alebo návodoch k nim. Nie každý však vie, čo táto skratka znamená. Podrobný výklad mikrovlnnej frekvencie pomôže lepšie pochopiť podstatu tohto pojmu a zistiť, v ktorých oblastiach sa najčastejšie používa.

Super vysoká frekvencia

Doslovne skrátený výraz znamená ultravysokú frekvenciu. Pre laika sa tieto slová môžu zdať nepochopiteľné. Aby ste lepšie pochopili, čo znamená mikrovlnka, musíte mať aspoň minimálne znalosti z oblasti fyziky. Táto veda študuje rôzne typy elektromagnetického žiarenia:

• super dlhé (rádiové vlny);
• terahertz;
• infračervené;
• optické;
• ultrafialové;
• tvrdé a röntgenové.

Ultravysokofrekvenčné vlny zaberajú priestor medzi infračervenou vzdialenou frekvenciou a ultravysokými frekvenciami. Ich dĺžka tvorí široké rozpätie od jedného milimetra po tridsať centimetrov. V porovnaní s ultradlhými rádiovými vlnami, ktorých dĺžka sa meria v stovkách metrov, je veľkosť mikrovlnných vĺn extrémne malá, preto sa nazývajú aj centimetrový alebo decimetrový rozsah. V zahraničnej literatúre sa mikrovlnné žiarenie bežne označuje ako mikrovlnné žiarenie.

Zvláštnosťou ultravysokofrekvenčných vĺn je, že kombinujú vlastnosti vlastné svetelnému žiareniu aj rádiovým vlnám. Napríklad, rovnako ako lúče svetla, mikrovlnné vlny sú schopné odrážať, zaostrovať a šíriť sa v priamke.

Satelitná komunikácia a radar

Ďalšou podobnosťou takéhoto žiarenia so svetelnými lúčmi je schopnosť prenášať informácie v režime vysokej hustoty. T. e. jeden ultravysokofrekvenčný lúč môže vysielať až tisíc telefonických rozhovorov. Táto vlastnosť umožnila úspešne aplikovať mikrovlnné žiarenie:

• V radare. Podstata použitia mikrovĺn v radarových zariadeniach spočíva v tom, že vypustené do vesmíru sú krátke a intenzívne pulzy sa čiastočne odrážajú od vzdialených predmetov, vracajú sa a sú zaznamenávané špeciálnymi nástrojov. Záujem o takúto techniku ​​zisťovania predmetov sa objavil počas druhej svetovej vojny, keď bola otázka hľadania mimoriadne akútna.
• V komerčnej komunikácii. Výhodou použitia ultravysokofrekvenčných lúčov v tejto oblasti je dráha ich šírenia. Na rozdiel od iných vĺn používaných na zabezpečenie komunikácie sa mikrovlnné frekvencie nešíria pozdĺž línie zemského povrchu, ktorá má veľa nepravidelností, ale v priamej línii od jednej prenosovej stanice k druhej. Aby sa signál prenášal rýchlo a efektívne, sú takéto stanice každých 50 km umiestnené vo vysokej nadmorskej výške. Usporiadanie komerčných liniek je pomerne drahé, ale cena je plne kompenzovaná nízkou spotrebou energie a vysokou informačnou kapacitou komunikačných kanálov.

Ďalšia oblasť, kde je to efektívne používajú sa mikrovlnné vlny – ide o satelitnú komunikáciu. Na súši ho zabezpečuje systém rádiových veží, ktoré vysielajú signály na veľké vzdialenosti. V prípade medzikontinentálnych rokovaní plnia úlohu opakovačov umelé družice umiestnené na geostacionárnej obežnej dráhe Zeme. Každý satelit sústreďuje tisíce komunikačných kanálov, ktoré zaručujú súčasný prenos vysokokvalitného telefónneho a televízneho signálu používateľom moderných zariadení.

Domáce použitie

Každý, kto aspoň raz premýšľal o tom, čo znamená mikrovlnná rúra, ako sa tento výraz dešifruje, si okamžite spomenul na mikrovlnnú rúru. Toto zariadenie je snáď najznámejším príkladom využitia ultravysokofrekvenčných vĺn v domácnosti. Je založená na tepelnom účinku mikrovlnných vĺn.

Túto vlastnosť náhodne objavil americký fyzik Percy Spencer v roku 1942. Výsledkom bolo, že o tri roky neskôr dostal vedec patent na použitie žiarenia v procese varenia. O pár rokov neskôr sa vo vojenských nemocniciach a jedálňach objavilo zariadenie s hmotnosťou viac ako 300 kg, ktoré je prototypom modernej mikrovlnky. Za niekoľko desaťročí sa zariadenie výrazne zmenilo. Bol v ňom zabudovaný mikroprocesorový riadiaci systém a objavil sa otočný stôl. Moderné modely majú možnosť pripojenia na internet.

Napriek všetkým modernizáciám a úpravám hlavnou výhodou mikrovlnnej rúry bola a zostáva rýchlosť ohrevu a varenia. Táto rýchlosť je zabezpečená tepelným účinkom mikrovĺn nielen na povrch, ale na celý objem produktu.

Zariadenie a princíp fungovania mikrovlnnej rúry

Mikrovlnná rúra nie je príliš zložitá. Jeho konštrukcia pozostáva z:

• Kovová komora. V ňom sú umiestnené výrobky na varenie.
• Mikrovlnný žiarič (magnetrón).
• Transformátor. Poskytuje magnetrónu vysokonapäťové napájanie.
• Vlnovod. Cez ňu sa do kamery prenáša žiarenie z magnetrónu.

Rovnomerný ohrev jedla v rúre zabezpečuje otáčanie špeciálneho stola. Zabudovaný ventilátor pomáha predchádzať prehriatiu počas prevádzky, elektronické obvody robia ovládanie mikrovlnky maximálne pohodlným a bezpečným.

Výrobky umiestnené v kovovej komore sa zahrievajú vystavením silným lúčom s frekvenciou 2450 MHz. Tieto lúče prenikajú dovnútra do hĺbky asi 3 cm a uvedú do pohybu polárne molekuly, ktoré sú vo veľkých množstvách prítomné vo všetkých potravinách. V dôsledku intenzívneho pohybu molekúl sa jedlo rýchlo zohreje.

Počas prevádzky mikrovlnnej rúry teplota vo vnútri komory dosahuje veľmi vysoké hodnoty, preto konštrukcia počíta so špeciálnym prvkom, ktorý chráni zariadenie pred prehriatím - tepelnou poistkou (tepelným relé). Hlavnou časťou termostatu je bimetalová doska, ktorá môže meniť tvar pod vplyvom teploty.

Keď úroveň ohrevu dosiahne hraničné hodnoty, doska zmení tvar a prinúti pôsobiť posúvač, ktorý otvorí spojenie dosiek kontaktnej skupiny a zastaví prevádzku mikrovlnnej rúry. Keď teplota klesne, doska regulátora sa vráti do svojej pôvodnej polohy, kontakty sa zatvoria, zariadenie opäť začne pracovať.

Okrem použitia v domácnosti, mikrovlnné rúry sa používajú v priemysle. Používajú sa na spracovanie stavebných materiálov, zmäkčovanie hornín, rekultiváciu ropy atď.