Частота микроволновки: Принцип работы микроволновой печи. Справка

Принцип работы микроволновой печи. Справка

Первые СВЧ-печки, предназначавшиеся для армейских столовых и больших ресторанов, были шкафами высотой 175 см и весом 340 кг. Более компактные домашние печки начали производиться с 1955 г.

Первая серийная бытовая микроволновая печь была выпущена японской фирмой Sharp в 1962 г. Первоначально спрос на новое изделие был невысок. В СССР микроволновые печи выпускал завод ЗИЛ.

Принцип действия микроволновой печи строится на обработке продукта, помещенного внутрь прибора, микроволнами (СВЧ-излучение). Эти волны и нагревают пищу.

Микроволны являются одной из форм электромагнитной энергии, как и световые волны или радиоволны. Это очень короткие электромагнитные волны, которые перемещаются со скоростью света (299,79 км/с).

В состав продуктов питания входят многие вещества: минеральные соли, жиры, сахар, вода. Чтобы нагреть пищу с помощью микроволн, необходимо присутствие в ней дипольных молекул, то есть таких, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом – отрицательный.

Подобных молекул в пище предостаточно – это молекулы и жиров и сахаров, но главное, что диполем является молекула воды – самого распространенного в природе вещества. Каждый кусочек овощей, мяса, рыбы, фруктов содержит миллионы дипольных молекул.

В отсутствие электрического поля молекулы расположены хаотически. В электрическом поле они выстраиваются строго по направлению силовых линий поля, “плюсом” в одну сторону, “минусом” в другую. Стоит полю поменять направление на противоположное, как молекулы тут же переворачиваются на 180 градусов.

Магнетрон, который содержит каждая микроволновая печь, преобразует электрическую энергию в сверх-высокочастотное электрическое поле частотой 2450 мегагерц (МГц) или 2,45 гигагерц (ГГц), которое и взаимодействует с молекулами воды в пище.

Микроволны “бомбят” молекулы воды в пище, заставляя их вращаться с частотой в миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду.

Это трение наносит значительный ущерб молекулам пищи, разрывая или деформируя их. Проще говоря, микроволновая печь вызывает распад и изменения молекулярной структуры продуктов питания в процессе излучения.

Микроволны работают только в относительно небольшом поверхностном слое пищи, не проникая внутрь глубже, чем на 1-3 см. Поэтому нагрев продуктов происходит за счет двух физических механизмов – прогрева микроволнами поверхностного слоя и последующего проникновения тепла в глубину продукта за счет теплопроводности.

При выборе СВЧ печи следует ориентироваться на ее основные характеристики, среди которых – объем камеры, тип управления, наличие гриля, мощность и некоторые другие. Объем камеры определяется по количеству продуктов, вмещающихся в микроволновую печь.

Управление в микроволновых печах бывает трех типов – механическое (самый простой тип управления), кнопочное и сенсорное.

В зависимости от выполняемых функций микроволновки делят на три типа: СВЧ с микроволнами, с грилем и микроволновые печи с грилем и конвекцией.

Что касается дополнительных функций микроволновых печей, то к самым распространенным относятся функции двойного излучения (для равномерного приготовления продукта по объему) и auto-weight, означающая, что электронные датчики взвесят продукт и выберут время приготовления.

Некоторые модели СВЧ печей имеют диалоговый режим, когда на дисплее высвечиваются рекомендации во время приготовления блюда.

Также может быть микроволновая печь со встроенными рецептами приготовления блюд. Чтобы запустить процесс приготовления, нужно указать вид продукта, количество, рецепт. Готовые программы дают возможность выбрать оптимальный режим, точное время приготовления.

Некоторые модели оснащаются портом связи для доступа в интернет. Это дает возможность загружать новые рецепты блюд и получать информацию о его калорийности.

В число принадлежностей к СВЧ-печи могут входить многоуровневая решетка для тарелок, позволяющая разогреть одновременно несколько блюд, и решетка для гриля.

Материал подготовлен на основе информации открытых источников

Принцип работы микроволновой печи: схемы, частота и видео

Как именно работает микроволновая печь? Что заставляет нагреваться еду, воду и другие вещества, в то время как воздух или стекло в микроволновке почти не нагреваются? Как правильно обращаться с микроволновкой, чтобы не испортить ее саму и приготавливаемое блюдо? Ответы на эти вопросы вы найдете в нашей статье!

Принцип работы микроволновки

Правильное полное название микроволновки – печь с токами сверхвысокой частоты (СВЧ). Внутри нее (за приборной панелью) есть специальное устройство для излучения радиоволн – магнетрон, что можно увидеть из схемы:

Когда работает магнетрон, выделяемые им электромагнитные колебания определенной частоты заставляют дипольные молекулы внутри печи колебаться с той же частотой. Самой распространенной в природе дипольной молекулой является молекула воды (в продуктах – еще жиры и сахара). На молекулярном уровне высокая частота колебаний превращается в повышение температуры, поэтому любые продукты с высоким содержанием воды быстро разогреваются. Если же молекул воды внутри продуктов (или материалов) очень мало или нет совсем, нагрев почти не происходит.

Глубина проникновения микроволн небольшая – 2-3 сантиметра, однако поверхность приготовляемого блюда СВЧ-волны пронзают легко, а в глубине они встречают сопротивление молекул воды, поэтому продукт фактически прогревается изнутри.

Любые токопроводящие материалы внутри микроволновки нагреваются. Разная способность проводить ток в нашем случае обозначает разную скорость нагревания.

Чтобы нагрев продуктов происходил равномерно, используется несколько подходов:

• Диск из жаропрочного стекла в нижней части СВЧ-печи. Он вращается вместе с блюдом, подставляя под излучение магнетрона все его стороны.
• Микроволны. Они подаются по специальному волноводу (широкой трубке) от магнетрона на вращающийся отражатель, расположенный обычно в верхней части СВЧ-печи. В таких микроволновках можно разогревать неподвижные блюда большого размера и веса.

Еще бывают так называемые инверторные СВЧ-печи. Они отличаются от обычных моделей тем, что магнетрон работает непрерывно, но со снижением потребляемой мощности. Это достигается за счет использования в печи так называемого инвертора (преобразователя постоянного тока в переменный) вместо традиционного трансформатора.

В инверторных печах лучше сохраняются витамины, и меньше разрушается структура поверхности блюда, но принципиальной разницы нет.

Во многих моделях микроволновок магнетрон закрыт специальной полупрозрачной пластинкой. Она прозрачна для СВЧ-лучей, но не позволяет пару, брызгам жира и прочим посторонним веществам попадать внутрь микроволновки через отверстие в экранировании. Не вынимайте эту пластину, а если это требуется для чистки от жира, то после полного высыхания обязательно верните на место.

Всё о чистке микроволновой печи ищите в этой статье: https://sovetexpert.ru/chistka-mikrovolnovoj-pechi.html.

Несмотря на распространенное мнение, СВЧ-излучение не убивает микробы. По крайней мере, научно это не доказано. С другой стороны, комплексное воздействие высокой температуры и микроволн на молекулы воды внутри бактерий и вирусов в течение нескольких минут уменьшает их количество многократно, а с теми, что остались, ваша иммунная система справляется самостоятельно.

Частота работы микроволновки

Большинство магнетронов излучает волны на частоте 2450 МГц (мегагерц, или миллионов колебаний в секунду). Это волны дециметровой длины (длиной в 12,25 см). Некоторые промышленные установки, например в США, работают с частотой 915 МГц. Вынужденные колебания молекул воды не являются резонансными колебаниями, так как для них резонансная частота на порядок выше – 22,24 ГГц (гигагерц, или миллиардов колебаний в секунду).

Бояться вредного излучения от микроволновки не надо. Первый массовый выпуск микроволновок был произведен в Японии фирмой «Sharp» в 1962 г. С тех пор прошло очень много лет, десятки миллионов японцев десятилетиями разогревают еду в СВЧ-печах и при этом средняя продолжительность жизни японцев является предметов зависти всего мира.

На дистанции в полметра от СВЧ-печи воздействие микроволн ослабевает в 100 раз, поэтому при опасении получить облучение достаточно держаться от микроволновки на расстоянии вытянутой руки.

Больше информации о влиянии микроволновой печи на человека вы можете найти тут. Только научные факты!

Как работает гриль в микроволновке?

Гриль позволяет вам жарить продукты в СВЧ-печи с помощью обычного жара, а не микроволн. Именно она делает на блюдах аппетитную корочку, которая при обычной СВЧ-обработке не появляется.

Спираль гриля находится в верхней части печи и бывают двух видов:

• ТЭНы (теплоэлектронагреватели). ТЭН – это металлическая трубка, внутри которой находится тонкая спираль из сплава никеля и хрома. Через спираль проходит ток, и она нагревается.
• Кварцевые. Кварцевый гриль – это тоже ТЭН, только вместо металлической трубки – стеклянная оболочка, между спиралью и трубкой – изолирующий кварцевый песок.

Обычные металлические ТЭНы часто можно регулировать – перемещать к задней стенке или опускать, зато стеклянную поверхность кварцевого гриля легче чистить (жир и нагар не въедается в стекло так, как в металл).

Бывают конструкции СВЧ-печей с грилем и конвекцией. Конвекция – это просто обдув горячим воздухом вашего блюда во время приготовления. Для такого обдува в микроволновке устанавливают вентилятор, сдувающий разогретый воздух от спирали гриля в сторону блюда.

Большинство моделей микроволновок позволяют одновременно использовать и ТЭН, и СВЧ. Однако имейте в виду, что такая комбинация может сильно нагревать розетку и провода в вашем помещении.

Читайте в следующей статье о принципах выбора микроволновой печи под свои запросы: https://sovetexpert.ru/kakuyu-kupit-mikrovolnovku.html.

Инструкция по работе с микроволновой печью

Чтобы правильно обращаться со своей микроволновой, нужно внимательно подходить ко всем пунктам – начиная с выбора посуды и заканчивая правильным выключением после применения.

Какую посуду использовать?

Лучший материал для разогрева в микроволновке – жаропрочная стеклянная посуда. Также хорошо подходят фарфор и другие керамические изделия, бумага (картон). Сквозь них микроволны проходят очень легко и почти не нагревают их. А вот от посуды из следующих материалов надо отказаться:

• Пластика. Хорошо пропускает СВЧ-излучение, но из-за токсичных компонентов при изготовлении (например, пенополистирол) может представлять опасность для вашего здоровья.
• Металла. Они проводят электрический ток, не пропуская микроволны. Так что приготовить или просто разогреть блюдо в алюминиевой кастрюле или чугунном горшке не получится. Металл просто не пропустит электромагнитные волны к продуктам, и они останутся холодными. Сам металл при этом, конечно, нагреется, и от его тепла могут нагреться и продукты. Но это может привести к поломке СВЧ-печи, да и ждать приготовления блюда придется долго. Инструкцию по ремонту микроволновых печей читайте тут.

Некоторые материалы могут содержать металлы, и об этом заранее бывает трудно догадаться. Например, это хрусталь. Так стоит внимательно на ярлыке прочитать, какие материалы использовались при производстве конкретной посуды.

• Меламина. Это легкий и красивый материал для посуды, похожий на фарфор, но его нельзя ставить в СВЧ-печь. Дело в том, что при нагреве он выделяет токсины, опасные для вашего здоровья.

Что касается формы посуды, то она может быть любой, но не с узким горлом, поскольку при использовании для разогрева в микроволновке она может быть опасной. Дело в том, что некоторые жидкости нагреваются до температуры кипения, но бурного перемешивания внутри объема при этом не происходит. А вот когда вы достанете такой кувшин или колбу из СВЧ-печи, жидкость мгновенно взбурлит, кипящая пена выльется из емкости, и можно получить ожог. Например, так ведут себя при некоторых условиях дистиллированная вода и некоторые очищенные масла растительного происхождения.

Рекомендуем прочесть статью о том, какая посуда подойдет для микроволновки.

Правильное обращение с продуктами

Изначально стоит точно определить, что нельзя размораживать в микроволновке:

• Сливочное масло. Если его положить в микроволновку и оставить надолго, оно не просто растает, а еще и вскипит, испачкав всю печь изнутри. Так происходит потому, что внутри масла есть не только собственно масло, но и вода. Она вскипает при 100 градусах, а масло примерно при 120. Так что вода может перейти в пар еще до таяния масла, и водяной пар разнесет масло по всей печке.

Примерно то же самое может происходить с другими продуктами, которые иногда нужно растопить, например, с шоколадом, поэтому это лучше делать не в микроволновке, а на пару.

• Продукты с плотной оболочкой. Например, это яйца, помидоры, цельная печень птицы. При нагреве некоторая часть воды не просто постепенно нагревается, а сразу превращается в пар. Если греть продукты долго, то еще больше пара образуется от прямого нагрева. Этому пару некуда выйти, поэтому давление внутри емкости растет и приводит к взрыву.
• Герметично закрытую посуду. Например, консервы и бутылки. Причина та же, что и в предыдущих пунктах – высока вероятность взрыва.

Далее во внимание стоит принять советы, как правильно обращаться с продуктами при разогреве или готовке в микроволновке:

• Сосиски, плотно упакованные в оболочку, перед СВЧ-разогревом обязательно нужно проткнуть вилкой, чтобы создать отверстия для выхода пара, иначе он разворотит сосиски изнутри.
• В яйцах и другие продуктах нужно разрушить все внешние и внутренние оболочки, например, сделать омлет или разрезать печень.
• Для варки яиц и других продуктов в микроволновке используются специальные кастрюльки с экранированием. В нее наливается вода, она-то и греется от СВЧ-волн, а до яиц электромагнитное излучение не доходит – их закрывает экран.
• Если в микроволновку ставится небольшое по объему блюдо, следует добавить к нему обычный стакан с водой. Так вы избежите перегрева магнетрона.
• Любые жидкие блюда в микроволновке лучше посолить заранее, а не после приготовления. Так вы сэкономите время и электроэнергию. Дело в том, что дистиллированная (несоленая) вода в микроволновке греется и закипает, но дольше, чем обычная вода.
• Очень сильно замороженный продукт (мясо, например) будет размораживаться в микроволновке довольно долго, и включать СВЧ-печь при этом нужно на минимальную мощность. Причина в том, что молекулы льда – не молекулы воды, СВЧ-волны не расшатывают их так интенсивно. Кроме того, молекулы льда образуют достаточно жесткую структуру и их не так легко «раскачать», как молекулы воды.

Сухой хлеб часто рекомендуют «размягчить» в микроволновке, но он может загореться при длительном воздействии и максимальной мощности СВЧ-излучения. Это же может произойти даже с попкорном, рассчитанным на приготовление именно в микроволновке. Следовательно, когда в микроволновую печь помещаются такие продукты, нужно быть бдительным.

Правила включения/выключения

Нельзя включать пустую микроволновку, тем более на полную мощность:

1. Внутри печи все стенки (и даже дверца) являются специальным металлизированным экраном, отражающим микроволны обратно внутрь микроволновки. Единственное место, где нет экрана – отверстие для выхода электромагнитных волн из магнетрона.
2. Когда на поддоне находятся продукты, микроволны расходуют свою энергию на нагрев этих продуктов. Если же энергию впитывать нечему, СВЧ-излучение отражается от стенок экранирующих поверхностей, при этом плотность волн возрастает все больше.
3. СВЧ-излучение попадает обратно в магнетрон, и если он состоит из металла, то просто перегреется и может выйти из строя.

Считается, что после разогрева блюда в СВЧ-печи лучше дать ему постоять 3-5 минут. Тогда успевают нейтрализоваться так называемые «свободные радикалы», то есть части молекул, распавшихся на части под воздействием микроволн.

Видео: Как работает микроволновка?

Все вышесказанное о принципе работы устройства хорошо иллюстрируется в следующем видео:

После прочтения нашей статьи вы стали намного лучше разбираться в принципе работы СВЧ-печи. Теперь вы знаете, что она может делать лучше обычной духовки и электроплитки, а что не может, и какие действия вообще недопустимы при работе с микроволновкой.

Wi-Fi – это мини-микроволновка?! | Павел Толпежников, ваш бизнес-консультант

Здравствуйте, друзья!

Отвечая на один вопрос, я подумал, что будет очень хорошей идеей поделиться этим ответом со всеми вами. И поэтому, кстати, я прошу вас задавать свои вопросы мне в особом разделе здесь. И вот в чем дело: в одной из статей на сайте, который публикует всякие ужасы из серии «мы для вас нашли страшилки, в которых вы живете» была такая фраза — «Wi-Fi роутер у вас дома настолько же вреден для вас, как ваша микроволновка!

Задумайтесь — они работают на одной и той же частоте!».

Меня заинтересовало это проверить. Лезу в любимый Гугл… лезу в Википедию….. лезу на технический форум……действительно, частота оказывается одна и та же. Неужели правда, — нужно срочно переключаться на проводной интернет, выкидывать такой удобный Wi-Fi, так же, как я перестал использовать микроволновку?

Но все оказалось не так просто. В чем же дело? Поначалу я тоже «повелся» на эту страшилку. А потом вспомнил, что…. мощность микроволновки сколько?  Я недавно писал объявление о продаже своей СВЧ-печки, и помню, что это 800 Ватт. Посмотрите, сколько мощность вашей микропечки? А мощность адаптера Wi-Fi ограничена по-самое-не-могу. С одной стороны, для того, чтобы экономить питание аккумулятора (микроволновке ничего экономить не нужно… она работает от сети). А с другой, в ЕС, например, есть очень жесткие нормы по излучению. И поэтому мощность ограничена….. всего 0.050 Ватта. А точнее, 50 мВт. И это мощность адаптеров старого стандарта.

Самые современные адаптеры Wi-Fi, стандарта 802.11n способны принимать и передавать сигнал уже всего при мощности 0.020 Вт, – то есть, еще в 2.5 раза меньше! Это получается, в 40.000 раз(!) слабее, чем микроволновка. В которой, к тому же, волны распространяются, по большей части, внутри очень маленького пространства, — и направленным пучком (именно поэтому для равномерного «прожаривания» тарелка печки и крутится.

Wi-Fi роутер имеет такой же уровень мощности. И этого вполне хватает, чтобы передавать сигнал на расстояние 50-100 метров в зданиях, или до 300 метров по прямой видимости вне помещений. И даже, для приема на такие расстояния, сигнал становится настолько слабым, что лучше использовать особую антенну для его более лучшего приема и передачи.

 И раз уже я стал рассматривать тему излучений, как тут не вспомнить про телефоны?

 

Да, действительно, частоты и микроволновки и Wi-Fi и Bluetooth совпадают.

И радиотелефонов, которые «продвинутые». Отличаются лишь мощность и направленность действия. Например, использовать Bluetooth handsfree гарнитуру для вашего телефона намного полезнее для здоровья (для головы), чем говорить напрямую по мобильнику. Использовать же проводную гарнитуру – еще полезнее (фактически, даже потенциальный вред от телефона сводится к почти нулю. Если, конечно, не класть при этом телефон в нагрудный карман напротив сердца, или в карман брюк )))

Насчет же Wi-Fi или провода….. Замкнутые контуры проводов также вредны, как и волны, витающие в воздухе. Только почему-то никто не кричит про «проводку, которая в стенах вдоль дивана». Обычно, для экономии, она сделана у всех в домах не-экранированным кабелем. И может «гудеть». И наверное, те люди, которые владеют «рамками» или «маятниками» смогут заметить этот «фон» своими методами.

 

Насчет телефонов же еще добавлю, что телефоны для США вреднее, чем сделанные для ЕС.

Телефоны, выпущенные 6-10 лет назад, при долгих разговорах вреднее, чем выпущенные недавно. Все дело, опять же, в мощности сигнала. Вы замечали, что если в поход за грибами в лес вы берете свой древний телефон, то «зону» он «ловит» практически везде, тогда как ваш современный и «навороченный» аппарат то и дело теряет сигнал или горит только «одна полоска из пяти»? А между тем, известно, что разговаривать по телефону без проводной гарнитуры, когда у него в индикаторе зоны горит всего «одна палочка из пяти» намного вреднее, чем обычно. Почему? Потому что телефон увеличивает мощность своего передатчика до максимально возможной, чтобы «поймать сеть». Косвенным доказательством этого есть и то, что батарейка в таком случае расходуется «почему-то» быстрее. А все дело в мощности.

Ну а в выпущенных недавно лучше по максимуму выключать всякие «Wi-Fi, Bluetooh, GPS, или постоянный интернет, который погоду на экране показывает». Если так уж важно узнать погоду или свое местоположение, то вы всегда сможете это дело так же быстро и включить. А когда выключено — и батарейки хватит надольше, и для здоровья, опять же, полезнее. Чем меньше связей с сетями, тем лучше )))

А как давно покупали свой телефон вы? У вас один телефон или, может быть, вы постоянно носите с собой два? Насколько близко к телу вы их носите?

Ответы, пожалуйста, пишите в комментарии ниже!

И если эта статья оказалась вам полезной, нажмите кнопочки «поделиться», чтобы рассказать об этом друзьям.

С уважением,

 

Павел Толпежников,
Ваша любящая тех. поддержка

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Pinterest

Одноклассники

Как работает СВЧ-печь?

СВЧ-печи — одна из самых обсуждаемых групп товаров среди многообразия бытовой техники. С одной стороны, их и приготовленные в них продукты подозревают в негативном влиянии на человеческий организм, с другой, напротив, считают гарантами полезности еды. Так что же, полезны СВЧ или нет, нужны они в хозяйстве или лучше избегать применения этой техники?

Почему СВЧ подозревают во всех «смертных» грехах, становится понятно после небольшого экскурса в физику. Нагрев в печах производится не тепловой энергией, как на плите или костре, а при помощи электромагнитного излучения. Кроме микроволновок, его «щедро» источают и мобильные телефоны, и телевизоры, и даже теплые полы, а самым гигантским его источником является Солнце. В печах применяют сверхвысокочастотные (то есть самые высокие в своем диапазоне) радиоволны.

Частота, применяемая в СВЧ-печах, одинакова во всех странах и составляет 2450 МГц.

 

Текст: Ольга КУЗЬМИНА

КАКОЙ ЭЛЕКТРОГИМНАСТИКОЙ ЗАНИМАЮТСЯ МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ?

Освежим школьные знания по физике. Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение «магнитных полей». Электрическое поле воздействует только на дипольные молекулы — с «плюсом» на одном конце и «минусом» на другом.

Поле задает молекулам строгую ориентацию вдоль собственных силовых линий, при смене направления на противоположное молекулы послушно разворачиваются за ним. Сосчитаем интенсивность данных «физических нагрузок».

При частоте 2450 МГц происходит 2450 миллионов (!) колебаний за одну секунду. За один период волны дважды меняют свое направление с плюса на минус и обратно.

Получается, что каждая дипольная молекула за ничтожно короткий промежуток времени разворачивается 4900 миллионов раз! Эта «гимнастика» и становится причиной возникновения внутреннего трения в тканях, итогом которого является нагрев. В роли «гимнастов» выступают молекулы воды (прежде всего), жиров и углеводов.

 

ВРЕД ИЛИ БРЕД?

Именно излучение стало «камнем преткновения», из-за которого многие верят в то, что микроволновые печи несут не пользу, а вред. Давайте разберем обычные упреки в адрес этих приборов:

 

«ИЗЛУЧЕНИЕ РАБОТАЮЩЕЙ ПЕЧИ ВРЕДНО ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА?»

Из нашего рассказа уже ясно, как СВЧ-волны делают из крупы кашу и из овощей рагу. Человеческое тело, как известно состоящее на 90% из воды, помещенное в СВЧ-печь, под воздействием излучения тоже может «приготовиться», то есть произойдет термическое поражение тканей организма. Однако, производители позаботились о том, чтобы предотвратить утечку волн при работе приборов. Корпус печей выполняется из стали, которая экранирует излучение. Стеклянное окошко дверцы всегда закрыто сеткой, она тоже задерживает волны.

Безопасность работы СВЧ печей регламентируется ГОСТ Р 52161.2.25-2007. В нем указано, что «утечка микроволнового излучения не должна превышать 50 Вт/м² в любой точке на расстоянии 50 мм или более от внешней поверхности прибора». Заметим, что наши стандарты строже зарубежных. Любая печь, что попадает на полки отечественных магазинов, обязательно проходит сертификацию как у себя на родине, так и в наших российских лабораториях.

Как именно это делается, можно составить представление по нашему тесту (№29, осень 2006 г), который показал, что «величина утечки для всех тестируемых моделей (а их было шесть) была в пределах от 0,209 до 0,527 Вт/м²».

Еще один важный фактор — СВЧ в атмосфере очень быстро затухают. Если замерить излучение на расстоянии нескольких сантиметров от печи и сравнить со значением полученным на полметра дальше, то разница составит 100 раз. Отсюда простой вывод, даже те небольшие величины микроволнового излучения, что проникают наружу, не опасны при соблюдении совсем небольшой дистанции.

Кроме того, чтобы исключить риск облучения, печи имеют двойную блокировку, которая не допускает работы магнетрона или инвертора (излучателей) при открытой дверце. Единственно возможный способ «нахвататься» волн — это довести печку до того, что ее дверца будет не в состоянии герметично закрываться, поэтому совет — держите прибор в чистоте, которая, как известно, — залог здоровья!

 

«ВОЛНЫ ЗАРАЖАЮТ ПРОДУКТЫ РАДИАЦИЕЙ?»

СВЧ излучение, в отличие, например, от рентгеновского и гамма-излучения не относят к ионизирующим, они не имеют радиоактивного действия. Поэтому «страшилки», которые так широко представлены в Интернете, не имеют под собой никакой почвы. Вывод: СВЧ не приводят к образованию свободных радикалов, не имеют канцерогенного эффекта, так как не влияют на молекулярную структуру, не приводят к появлению радиолитических соединений (цитирую из одной из статей: «молекулярная гниль — следствие радиации»).

 

«ВОЛНЫ НАКАПЛИВАЮТСЯ В ПРОДУКТАХ И ПОТОМ ПОПАДАЮТ В ОРГАНИЗМ?»

Это утверждение тоже не имеет под собой основания, как только магнетрон перестает работать, прекращается генерация излучения, поток волн прекращается. А накапливаться в тканях волны просто не способны.

 

ВИТАМИН С В ПЕЧКЕ НЕ ИСЧЕЗАЕТ

 

Главным действующим «агентом» нагрева в микроволновой печи являются молекулы воды. Волны проникают вглубь продуктов всего на пару сантиметров, но кинетическая энергия, возникающая при трении этих молекул, превращается в тепловую и передается в более глубокие слои. Причем происходит все это просто стремительно!

Как известно, максимальная температура нагрева воды 100 °С, а это значит, что готовка всегда идет в довольно щадящем режиме. Напомним, что процесс приготовления состоит в превращениях веществ (белков, витаминов, углеводов, минеральных соединений, ароматических веществ и др.) в продуктах под воздействием высокой температуры. Чем выше нагрев, тем больше веществ разрушается. Давайте сравним. Жарение на сковороде в масле протекает при температуре от 140 до 200 °С, запекание в духовке — при 160-280 °С.

Как вы видите, разница очень существенная. Именно поэтому микроволновое воздействие является более бережным по отношению к естественному набору веществ в продуктах. Например, несколько лет назад в институте питания РАМН проводились исследования сохранности витамина С в результате тепловой обработки продуктов в микроволновых печах Samsung (с биокерамикой). В итоге ученые выяснили, что 75-98% этого вещества попадают в тарелку в неизменном виде, если аналогичные блюда готовить на плите цифры получаются иные — 38-60%.

 

НЕ ПОДМАСЛИШЬ, НО ПОЕДЕШЬ

 

Микроволновая кулинария предполагает два важных отличия. Первое — можно использовать гораздо меньше воды при варке или не добавлять ее вообще. Минимум воды не только ускоряет сам процесс готовки, но и существенно влияет на питательные свойства блюд. Ведь известно, что в отвар переходят белки (до 4%), углеводы (до 13%), минеральные вещества (до 30%), витамины, например, из группы В — порядка 40%.

Второе отличие — нет необходимости применять масла или жиры, что делает блюда легче. Но если хочется положить ложку сливочного маслица или сбрызнуть блюдо подсолнечным, вреда не будет. Хотя именно масла при жарке образуют ряд вредных соединений (формальдегид, акролеин, амины, аммиак, полициклические ароматические вещества и др.), в данном случае это не так актуально, просто потому, что необходимая для подобных реакций температура в СВЧ не достигается.

 

КОГДА ХОЧЕТСЯ РУМЯНЕНЬКОГО

 

Как вы уже поняли из нашего повествования, микроволновая еда по вкусу напоминает вареную, кому-то это нравится, кому-то не очень. Так вот, чтобы сделать блюда более аппетитными, производители активно оснащают свои печи грилем.

Гриль — элемент с особым инфракрасным излучением, которое нагревает не воздух, а непосредственно продукты. Грили бывают ТЭНовыми, кварцевыми и галогенными. Элементы разогреваются до очень высокой температуры — 600-800 градусов, но их тепло не способно быстро проникать вглубь. Оно работает прежде всего на поверхности.

Интенсивный высокотемпературный нагрев приводит к стремительному образованию хрустящей корочки. Уложенные на решетку продукты получают мощный тепловой заряд, от которого поры на поверхности закрываются. Благодаря этому эффекту сок мяса, рыбы, овощей остается внутри, при этом снаружи образуется румяная корочка.

Грилирование считается щадящим способом жарки, так как здесь масла и жиры не используются. Зажаренная корочка предохраняет все компоненты продуктов, определяющие его естественную питательность, вкус и аромат от разрушения. Да и сама она остается нежной. Пища получается вполне диетическая, легкоусвояемая, и вопреки стереотипу о полезной еде, с чудесным вкусом и пьянящим ароматом.

 

МИКРО-ПАРНАЯ

 

Повысить качество и вкус готовых блюд можно и иначе — при помощи пара. Сочетание работы СВЧ-излучения и действия раскаленной влаги творят чудеса — приготовление становится более равномерным, продукты сохраняют свою сочность, объем, цвет, вкус. Пар помогает лучше и быстрее размораживать, более качественно разогревать.

Принципы парообразования у печей разных компаний отличаются. Вода может превращаться в пар при помощи микроволн или специальных нагревателей, как в обычных пароварках.

Пропаривание в СВЧ — специфический процесс. Замкнутое пространство прибора или формы наполняется горячим паром, который окружает продукты со всех сторон. Поэтому рыба или мясо быстрее и равномернее нагреваются, а значит, и доходят до готовности. Но витамины и минеральные вещества остаются нетронутыми.

Пар создает интересный эффект на поверхности продуктов: он словно запечатывает поры, эти пробки и противостоят потерям веществ, они же позволяют сохранить форму. Продукты не теряют своего вкуса и аромата. При готовке на пару можно использовать меньше соли и специй.

 

ПОЛЕЗНО — ЭТО КОГДА УДОБНО

 

Микроволновки — не только гаранты диетической еды, они еще очень существенно упрощают жизнь своих владельцев!

В ЧЕМ ПРАКТИЧЕСКАЯ ПОЛЬЗА СВЧ?

1. Прибор способен упростить многие хлопотливые процессы. Один из них — размораживание. Кусочек теста или тушка рыбы приобретут комнатную температуру всего за несколько минут. С печью проще планировать свое меню, т.к. можно активнее применять продукты из морозилки, даже если загодя вы забыли вынуть их оттуда.

Особенно легким становится разогрев даже сложных в этом отношении блюд — картофельного пюре или каши. Раньше приходилось изобретать различные хитроумные способы, но теперь нужно только выложить порцию на тарелку и отправить в печку на две минуты!

2. Прибор позволяет тратить меньше времени на приготовление, размораживание и разогрев. А это делает человека более свободным, дает возможность потратить время на отдых или иные интересные занятия.

3. Современные печи стремятся быть все более функциональными. Они уже конкурируют с духовками, ростерами и пароварками, так как дают возможность выпекать при нужной температуре (режим конвекции), жарить на двух грилях (сверху и снизу), пропаривать. Все чаще можно встретить СВЧ с функцией хлебопечки для домашнего приготовления ароматного белого или бородинского. Комбинации обладают особым преимуществом, так как совместное действие разных способов обработки ускоряет процесс, повышает его качество.

4. Микроволновые печи, даже с большим набором функций, имеют элементарное управление, освоить которое может кто угодно. Но и его можно упростить, для чего создаются автоматические программы, в них уже учтены все необходимые настройки, пользователю нужно задать один или два параметра, например, вес порции и тип продукта. Нужный режим работы и продолжительность цикла расчитываются прибором автоматически.

Для более точного определения степени разогрева, разморозки или готовки применяют сенсоры — датчики, которые оценивают реальное состояние продукта и через электронную систему управляют продолжительностью цикла.

Споры о пользе и вреде могут вестись бесконечно, но те, кто уже обзавелся микроволновкой, несомненно, оценили преимущества этого достижения технической мысли и научились с толком применять его в своей жизни.

 

БУРЯ В СТАКАНЕ

 

Многие новые для человечества товары начинались с красивой или забавной легенды. Так случилось и с микроволновками. Уже тогда, в середине прошлого века, управленцы компаний понимали — ловко придуманная история привлекает внимание людей. Итак, что же они сочинили?

Дело было вечером, в лаборатории засиделся один человек, это был инженер Перси Спенсер. В то время он изучал поведение нового созданного им устройства для использования в радаре ПВО. Это был излучатель волн сверхвысокой частоты.

В промежутке между экспериментами Спенсер вспомнил о небольшой съестной заначке — батончике, лежавшем в его кармане, и стал нащупывать его рукой. Каково же было изумление нашего героя, когда вместо положенного брусочка, состоящего из орехов и шоколада, он обнаружил бесформенную массу, больше напоминавшую ореховую пасту для бутербродов. Что же случилось?

Нашего гения осенило — волны разогрели батончик, тем самым выведя его «из строя». Мощность СВЧ волн при этом составляла 10 кВт, это как минимум в 10 раз больше, чем в любой современной микроволновке! За кадром осталось только одно — отчего же не разогрелся и сам Спенсер?

Однако ему как раз было не до этого, инженеру стало интересно, а нельзя ли еще что-нибудь «раскочегарить» подобным образом? В дело пошли зерна кукурузы, их просто насыпали перед устройством, и, о чудо, они сами собой превратились в поп-корн — воздушную кукурузу. Говорят, что в тот день был проведен еще один опыт — с яйцом. Его можно назвать одновременно и удачным и неудачным, так как содержимое этого природного контейнера действительно нагрелось, но при этом раздался взрыв и горячие белок и желток разлетелись во все стороны!

Итак, всего через месяц после окончания Второй мировой войны в США был зарегистрирован патент на устройство для приготовления еды с помощью электромагнитного излучения. А спустя всего пару лет в продаже появились первые микроволновые печи.

 

МИРНЫЙ МАГНЕТРОН

 

У этого живописного рассказа есть один недостаток — это неправда. Инженер Перси Спенсер — действительно существовал, он работал в компании Raytheon, которая, как тогда, так и теперь, выполняет военные заказы правительства США. Спенсер был самородком, не имевшим высшего образования, но добившимся успеха исключительно благодаря природной одаренности, особому техническому таланту. На его счету числится более ста патентов на изобретения.

Спенсер занимался изучением волн высокой частоты и, безусловно, по публикациям и на собственном опыте узнал об их способности разогревать предметы, способные проводить электричество. Но практического применения эта информация не имела.

Эра микроволновок началась на одном из заседаний руководства компании. Обсуждался всего один вопрос — война заканчивалась и в обозримом будущем продавать военную технику будет просто некому (тогда о холодной войне еще никто не думал). Чтобы остаться на плаву, фирме требовалось перейти «на мирные рельсы», то есть освоить выпуск продукции, востребованной обычными покупателями. Вот тогда-то Спенсер и додумался, что энергия СВЧ может разогревать бутерброды, а не «засекать» немецкие и японские самолеты.

 

ЕСТЬ ИДЕЯ!

 

В чем состояла идея? Каждая печь будет оборудована магнетроном — приспособлением, генерирующим волны. Эти волны оказывают влияние только на молекулы воды (которые имеются во всех продуктах). Волны придают этим молекулам колебательные движения. А вибрация вызывает внутреннее трение, которое приводит к повышению температуры.

Еще один эффект — нагрев из-за внутреннего электрического сопротивления. Причиной этому — вихревые токи — токи Фуко, которые возникают из-за меняющегося воздействия электромагнитного поля.

 

ПРОБЛЕМЫ СВЧ-ВЕДЕНИЯ

 

Когда вопрос о создании микроволновки «перекочевал» в практическую плоскость, компания обратилась в Федеральную комиссию по связи США для выделения особой, специальной частоты. Связисты решили, что 2450 МГц — будет оптимально. Они не исходили из требований нового прибора, просто это была свободная частота, которая не использовалась ни радио- и телестанциями, ни в радиолокации. «Обретение» собственной частоты не упростило разработку печей, а только усложнило, так как длина волны составляла 12 см, то есть была в одних габаритах с внутренними размерами прибора. Проблема состояла в том, что частота не могла равномерно прогревать продукты из-за образования «стоячих» волн.

Надо сказать, что Перси Спенсер теперь работал не один, ему помогал инженер Марвин Бок. Именно он нашел решение. Марвин предложил подвесить к потолку камеры вращающийся пучок из металлических стержней. Он, словно венчик миксера, «размешивал» поле, делая его равномерным. Затем догадались устроить вращающийся поддон для продуктов, который и теперь имеется в большинстве микроволновок мира.

Еще одно решение до сих пор используется почти повсеместно (исключая несколько компаний) — это периодическое включение и отключение магнетрона. Зачем — спросите вы. Очень просто. Мощность СВЧ нельзя регулировать, но использовать ее по максимуму постоянно тоже не имеет смысла, ведь порции могут существенно отличаться, например, горсть кукурузы и цельная курица.

Если просто снизить напряжение, подаваемое на магнетрон, то волны не образуются. Спенсер додумался делать паузы в работе излучателя. Чем больше они, тем бережнее воздействие. Уровни мощности, те самые, что стоят в тех. характеристиках, просто указывают, сколько времени магнетрон работает, а сколько бездельничает. Например, при мощности 25% 75% времени уходит на «перекур». Микроволновки, вооруженные новой технологией, теперь могли размораживать, подогревать и готовить крошечные и огромные порции.

 

ГУЛЛИВЕР В СТРАНЕ ЛЮДЕЙ

 

Вернемся к пиару. Презентация первой в мире СВЧ-печи состоялась в 1947 году. Прямо скажу, в представленном агрегате мы с вами вряд ли бы признали привычную микроволновку. Детище Raytheon по габаритам смахивало скорее на холодильник — его высота была 1,7 м! А вес 340 кг! Именно поэтому демонстрировать первенца пригласили ослепительную блондинку гигантского роста, чтобы печка не казалась слишком уж громоздкой.

Обыватели новинку не оценили, эта штука с трубой для водяного охлаждения и непривычным напряжением 220 еще и стоила целых 3 тыс. долларов! А вот рестораторы, напротив, сразу поняли — прибор что надо. На разогрев каких-нибудь булок, сэндвичей и хот-догов уходили считанные минуты, обслуживание посетителей стало много оперативнее и проще.

 

ДА БУДЕТ БУМ

 

Теперь любой из нас знает как «должна» выглядеть настоящая микроволновка. Ее размеры и цена постепенно снижались до современных, но на это ушло почти 30 лет! Люди свыкались с мыслью, что греть их продукты будут волны, а не тепло. Но только в восьмидесятых доверие к уже не очень новому прибору сумело превратиться в реальный рост продаж, и микроволновка дома стала нормой.

СВЧ – волны. Свойства микроволн.

Свойства сверхвысокочастотных волн

В современной жизни сверхвысокочастотные волны используются весьма активно. Взгляните на ваш сотовый телефон – он работает в диапазоне сверхвысокочастотного излучения.

Все технологии, такие как Wi-Fi, беспроводной Wi-Max, 3G, 4G, LTE (Long Term Evolution), радиоинтерфейс малого радиуса действия Bluetooth, системы радиолокации и радионавигации используют сверхвысокочастотные (СВЧ) волны.

СВЧ нашли применение в промышленности и медицине. По-другому СВЧ волны ещё называют микроволнами. Работа бытовой микроволновой печи также основана на применении СВЧ излучения.

Микроволны – это те же самые радиоволны, но длина волны у таких волн составляет от десятков сантиметров до миллиметра. Микроволны занимают промежуточное место между ультракороткими волнами и излучением инфракрасного диапазона. Такое промежуточное положение оказывает влияние и на свойства микроволн. Микроволновое излучение обладает свойствами, как радиоволн, так и световых волн. Например, СВЧ излучению присущи качества видимого света и инфракрасного электромагнитного излучения.

Станция мобильной сети стандарта LTE

Микроволны, длина волны которых составляет сантиметры, при высоких уровнях излучения способны оказывать биологическое воздействие. Кроме этого сантиметровые волны хуже проходят через здания, чем дециметровые.

СВЧ излучение можно концентрировать в узконаправленный луч. Это свойство напрямую сказывается на конструкции приёмных и передающих антенн, работающих в диапазоне СВЧ. Никого не удивит вогнутая параболическая антенна спутникового телевидения, принимающая высокочастотный сигнал, словно вогнутое зеркало, собирающее световые лучи.

Микроволны подобно свету распространяются по прямой и перекрываются твёрдыми объектами, наподобие того, как свет не проходит сквозь непрозрачные тела. Так, если в квартире развернуть локальную Wi-Fi сеть, то в направлении, где радиоволна встретит на своём пути препятствия, вроде перегородок или перекрытий, сигнал сети будет меньше, чем в направлении более свободном от преград.

Излучение от базовых станций сотовой связи GSM довольно сильно ослабляют сосновые леса, так как размеры и длина иголок приблизительно равны половине длины волны, и иголки служат своеобразными приёмными антеннами, тем самым ослабляя электромагнитное поле. Также на ослабление сигнала станций влияют и густые тропические леса. С ростом частоты увеличивается затухание СВЧ–излучения при перекрытии его естественными препятствиями.

Аппаратуру сотовой связи можно обнаружить даже на столбах электроснабжения

Распространение микроволн в свободном пространстве, например, вдоль поверхности земли ограничено горизонтом, в противоположность длинным волнам, которые могут огибать земной шар за счёт отражения в слоях ионосферы.

Данное свойство СВЧ излучения используется в сотовой связи. Область обслуживания делиться на соты, в которых действует базовая станция, работающая на своей частоте. Соседняя базовая станция работает уже на другой частоте, чтобы рядом расположенные станции не создавали помех друг другу. Далее происходит так называемое повторное использование радиочастот.

Поскольку излучение станции перекрывается горизонтом, то на некотором удалении можно установить станцию, работающую на той же частоте. В результате мешать такие станции друг другу не будут. Получается, что экономиться полоса радиочастот, используемая сетью связи.

Антенны базовых станций GSM

Радиочастотный спектр является природным, ограниченным ресурсом, наподобие нефти или газа. Распределением частот в России занимается государственная комиссия по радиочастотам – ГКРЧ. Чтобы получить разрешение на развёртывание сетей беспроводного доступа порой ведутся настоящие “корпоративные войны” между операторами мобильных сетей связи.

Почему микроволновое излучение используется в системах радиосвязи, если оно не обладает такой дальностью распространения, как, например, длинные волны?

Причина в том, что чем выше частота излучения, тем больше информации можно передавать с его помощью. К примеру, многие знают, что оптоволоконный кабель обладает чрезвычайно высокой скоростью передачи информации исчисляемой терабитами в секунду.

Все высокоскоростные телекоммуникационные магистрали используют оптоволокно. В качестве переносчика информации здесь служит свет, частота электромагнитной волны которого несоизмеримо выше, чем у микроволн. Микроволны в свою очередь имеют свойства радиоволн и беспрепятственно распространяются в пространстве. Световой и лазерные лучи сильно рассеиваются в атмосфере и поэтому не могут быть использованы в мобильных системах связи.

У многих дома на кухне есть СВЧ–печь (микроволновка), с помощью которой разогревают пищу. Работа данного устройства основана на поляризационных эффектах микроволнового излучения. Следует отметить, что разогрев объектов, с помощью СВЧ–волн происходит в большей степени изнутри, в отличие от инфракрасного излучения, которое разогревает объект снаружи внутрь. Поэтому нужно понимать, что разогрев в обычной и СВЧ–печи происходит по-разному. Также микроволновое излучение, например, на частоте 2,45 ГГц способно проникать внутрь тела на несколько сантиметров, а производимый нагрев ощущается при плотности мощности в 20 – 50 мВт/см² при действии излучения в течение нескольких секунд. Понятно, что мощное СВЧ–излучение может вызывать внутренние ожоги, так как разогрев происходит изнутри.

На частоте работы микроволновки, равной 2,45 Гигагерцам, обычная вода способна максимально поглощать энергию сверхвысокочастотных волн и преобразовывать её в тепло, что, собственно, и происходит в микроволновке.

В то время пока идут неутихающие споры о вреде СВЧ-излучения военные уже имеют возможность проверить на деле так называемую “лучевую пушку”. Так в Соединённых штатах разработана установка, которая “стреляет” узконаправленным СВЧ-лучом.

Установка на вид представляет собой что-то вроде параболической антенны, только невогнутой, а плоской. Диаметр антенны довольно большой – это и понятно, ведь необходимо сконцентрировать СВЧ-излучение в узконаправленный луч на большое расстояние. СВЧ-пушка работает на частоте 95 Гигагерц, а её эффективная дальность “стрельбы” составляет около 1 километра. По заявлениям создателей – это не предел. Вся установка базируется на армейском хаммере.

По словам разработчиков, данное устройство не представляет смертельной угрозы и будет применяться для разгона демонстраций. Мощность излучения такова, что при попадании человека в фокус луча, у него возникает сильное жжение кожи. По словам тех, кто попадал под такой луч, кожа будто бы разогревается очень горячим воздухом. При этом возникает естественное желание укрыться, сбежать от такого эффекта.

Действие данного устройства основано на том, что микроволновое излучение частотой 95 ГГц проникает на пол миллиметра в слой кожи и вызывает локальный нагрев за доли секунды. Этого достаточно, чтобы человек, оказавшийся под прицелом, ощутил боль и жжение поверхности кожи. Аналогичный принцип используется и для разогрева пищи в микроволновой печи, только в микроволновке СВЧ-излучение поглощается разогреваемой пищей и практически не выходит за пределы камеры.

На данный момент биологическое воздействие микроволнового излучения до конца не изучено. Поэтому, чтобы не говорили создатели о том, что СВЧ-пушка не вредна для здоровья, она может причинить вред органам и тканям человеческого тела.

Стоит отметить, что СВЧ-излучение наиболее вредно для органов с медленной циркуляцией тепла – это ткани головного мозга и глаз. Ткани мозга не имеют болевых рецепторов, и почувствовать явное воздействие излучения не удастся. Также с трудом вериться, что на разработку “отпугивателя демонстрантов” будут отпускаться немалые деньги – 120 миллионов долларов. Естественно, это военная разработка. Кроме этого нет особых преград, чтобы увеличить мощность высокочастотного излучения пушки до такого уровня, когда его уже можно использовать в качестве поражающего оружия. Также при желании её можно сделать и более компактной.

В планах военных создать летающую версию СВЧ-пушки. Наверняка её установят на какой-нибудь беспилотник и будут управлять им удалённо.

Вред микроволнового излучения

В документах на любой электронный прибор, который способен излучать СВЧ-волны упоминается так называемый SAR. SAR – это удельный коэффициент поглощения электромагнитной энергии. Простым языком – это мощность излучения, которая поглощается живыми тканями тела. Измеряется SAR в ваттах на килограмм. Так вот, для США определён допустимый уровень в 1,6 Вт/кг. Для Европы он чуть больше. Для головы 2 Вт/кг, для остальных частей тела и вовсе 4 Вт/кг. В России действуют более строгие ограничения, а допустимое излучение меряется уже в Вт/см². Норма составляет 10 мкВт/см².

Несмотря на то, что СВЧ излучение принято считать неионизирующим, стоит отметить, что оно в любом случае оказывает влияние на любые живые организмы. Например, в книге “Мозг в электромагнитных полях” (Ю. А. Холодов) приводятся результаты множества экспериментов, а также тернистая история внедрения норм на облучение электромагнитными полями. Результаты весьма любопытны. Микроволновое излучение влияет на многие процессы, протекающие в живых организмах. Если интересно, почитайте.

Из всего этого следует несколько простых правил. Как можно меньше болтать по мобильному телефону. Держать его подальше от головы и важных частей тела. Не спать со смартфоном в обнимку. По возможности использовать гарнитуру. Держаться подальше от базовых станций сотовой связи (речь идёт о жилых и рабочих помещениях). Не секрет, что антенны подвижной связи ставят на крышах жилых домов.

Также стоит “швырнуть камень в огород” мобильного интернета при использовании смартфона или планшета. Если вы “сидите в интернете”, то устройство постоянно передаёт данные базовой станции. Даже если излучение по мощности небольшое (всё зависит от качества связи, помех и удалённости базовой станции), то при длительном использовании негативный эффект обеспечен. Нет, вы не облысеете и не начнёте светиться. В мозгу нет болевых рецепторов. Поэтому он будет устранять “проблемы” по “мере сил и возможностей”. Просто будет сложнее сконцентрироваться, усилится усталость и пр. Это как пить яд малыми дозами.

Главная &raquo Технологии &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

действие и принцип работы, устройство СВЧ печи и вред, на какой частоте работает

Микроволновые печи вошли в наш быт достаточно давно, но споры об их полезности и безопасности ведутся до сих пор. Любопытно, что, решая подобные вопросы на всевозможных форумах и при личных встречах, подавляющее большинство даже приблизительно не представляет себе принцип работы микроволновки.

Именно поэтому прежде чем задаваться вопросом: друг она вам или враг, имеет смысл выяснить, что собой представляет этот удивительный агрегат, способный вскипятить стакан воды или приготовить курочку без использования видимого источника тепла. Практически каждый видел микроволновку в работе, но мало кто представляет, как она это делает.

Действие и принцип работы

Принцип работы микроволновой печки заложен в ее названии — воздействие на тело (в данном случае продукты) — сверхвысокочастотным излучением (СВЧ-излучением или просто СВЧ). Под воздействием высокочастотных электромагнитных колебаний продукты нагреваются до высокой температуры, что позволяет разогревать или даже готовить блюда без использования классических термонагревателей. Кстати, этот же метод используется не только для приготовления пищевых продуктов, но и для тепловой обработки технических изделий: отжига и закалки, скажем, сверл, шестеренок, ножей и т. п.

Главное условие, необходимое для работы микроволновки, — наличие в объекте так называемых полярных молекул. Именно на них и воздействует электромагнитное поле прибора. К счастью, практически во всех продуктах питания (за исключением, разве что, полностью обезвоженных) присутствует вода, которая и состоит из таких молекул. Попадая в мощное переменное электромагнитное поле, такие молекулы начинают быстро менять свое положение, следуя за постоянно изменяющимся направлением магнитного поля. В процессе вращения эти молекулы в буквальном смысле трутся друг о друга, а что при этом происходит – знает всякий. Попробуйте быстро потереть ладони одна о другую — чувствуете тепло?

Благодаря переменному электромагнитному полю полярные молекулы воды начинают быстро вращаться.

Основное же отличие воздействия микроволнового излучения на объект от обычного трения или нагрева открытым пламенем состоит в том, что нагревается не только поверхность предмета, но и глубинные его слои. Это обусловлено тем, что СВЧ излучение действует не только на поверхности объекта, но и проникает вглубь него, заставляя молекулы двигаться и нагреваться.

Глубина проникновения зависит от частоты излучения. И для стандартных микроволновых печей, работающих на частоте 2.4 ГГц, составляет 1.5–2.5 см. Нетрудно догадаться, что, к примеру, пирожок, помещенный в СВЧ печь, прогреется полностью и равномерно и изнутри, и снаружи. Причем сделает он это за самое короткое время, поскольку скорость нагрева тела в СВЧ поле составляет 0.3-0.5 градусов в секунду. 10 секунд — +5 градусов. Минута — +30 градусов.

Достоинства и недостатки

Итак, пора сформулировать главные отличия СВЧ подогрева от классического:

1. Высокая скорость прогрева. Поскольку обработка высокочастотным (ВЧ) полем ведется одновременно по всему объему, продукт разогревается исключительно быстро — за считаные минуты.
2. Равномерный прогрев. Благодаря равномерному прогреву нет необходимости нагревать его внешний слой до повышенной температуры. Это исключает подгорание.
3. Возможность автоматизации приготовления. При использовании СВЧ печи отпадает необходимость следить за процессом — мешать, переворачивать и пр. Достаточно указать вес и тип заложенного продукта и описать необходимую операцию: прогрев, готовка и пр. Все остальное прибор сделает самостоятельно.
4. Невозможность обжарки. СВЧ поле, в отличие от сковороды или гриля, прогревает продукты равномерно, а значит не в состоянии их зажарить до хрустящей корочки.

Единственным, казалось бы, недостатком, присущим микроволновкам, является невозможность обжаривания, но и этот вопрос конструкторы решили, оснастив устройство обычными термоэлектронагревателями, как у электродуховки. С их помощью вы можете легко обжарить продукт. Кроме того, существуют так называемые тарелки Крусти, выполненные из специального материала, который безопасно разогревается токами СВЧ. Положите на такую тарелку отбивную и печка не только быстро ее приготовит, но и зажарит, поскольку этот поддон накаляется до 200 градусов.

Устройство СВЧ печи

Теперь пришло время разобраться, как устроена микроволновка. Сердцем любой подобной печки является специальный генератор, создающий высокочастотное электромагнитное поле большой интенсивности. Называется он магнетроном. Далее, поле, им созданное, при помощи волноводов специальной конструкции направляется в камеру для продуктов. Делает он это таким образом, что весь внутренний объем камеры «заполняется» полем равномерно, обеспечивая качественный прогрев продуктов любого объема. Дополнительно этому способствует и вращающийся поддон, которым оснащают большинство микроволновок.

Магнетрон занимает самое почетное место под крышкой прибора.

Контролирует работу ВЧ генератора электронный блок, собранный на микропроцессоре. Встроенные в блок микропрограммы позволяют устанавливать желаемый режим приготовления продуктов, контролируют температуру в камере, влажность, время приготовления. Они же следят и за безопасностью использования печки — закрыта ли защитная дверца, нет ли пробоя изоляции, не поднялась ли температура внутри камеры выше критической и пр. Управление контроллером осуществляется с пультов того или иного типа — кнопочных, сенсорных и пр. Ну и, естественно, имеется в печи и блок питания, обеспечивающий энергией всю электронику и сам магнетрон.

Вот так выглядит микроволновая печь на схеме.

Опасность и вред микроволновки

А теперь самый главный вопрос, который беспокоит едва ли не каждого владельца микроволновки: представляет ли прибор какую-либо опасность для окружающих? Существует множество мифов об опасности использования СВЧ технологий в быту. Основные из них:

1. Радиационная опасность.
2. Опасность электромагнитного излучения.
3. Плохое влияние СВЧ на качество приготовляемых продуктов.
4. Возможность физического поражения полем СВЧ.
5. Повышенная опасность поражения электрическим током высокого напряжения.

Радиационное поражение

Согласно этому мифу, все, кто находятся рядом с СВЧ печью, получают радиационное облучение. Более того, даже выключенная печка «лучит» не хуже чернобыльского трактора. Но если верить основам ядерной физики (все проходили ее в школе), радиацией, которую все так боятся и которая действительно представляет опасность, является ионизирующее излучение.

Взгляните на список, в котором перечислены виды электромагнитного излучения, расположенные в порядке убывания их длины волны:

1. радиоволны — 10 км – 0.1 мм;
2. инфракрасное излучение — 1 мм – 780 нм;
3. видимое излучение (свет) — 780 – 380 нм;
4. ультрафиолетовое излучение — 380 – 10 нм;
5. рентгеновское излучение — 10 – 5 пм;
6. жесткое (гамма) излучение — менее 5 пм.

Из всего списка только два последних пункта являются полноценным ионизирующим и частично ионизирующим — третий снизу (УФ свет). А оставлять после себя наведенную радиацию может только гамма-излучение. Длина волны электромагнитного поля микроволновой печи — 12 см. Гораздо логичнее бояться видимого света, излучаемого лампочкой Ильича, ионизирующая способность которой на 3 порядка выше излучения микроволновки. Но, несмотря на очевидное, лампочек не боится никто, микроволновых печей — почти все.

Меняет ли высокочастотное излучение свойства продуктов.

Бытует мнение, что, побывав в микроволновке, продукты меняют свою физическую структуру. Одни связи якобы разрушаются, другие появляются, меняется заряд, полюс, градус, память — все что угодно. После всего этого безобразия полезные продукты питания превращаются в яд.

Микроволновое излучение, как было сказано выше, воздействует на полярные молекулы, которыми являются молекулы воды. На сегодня науке достоверно известно, что вода — аморфное тело и вообще не имеет структуры, если не находится в замерзшем состоянии. Как может эта самая структура измениться, если у аморфного тела ее нет вовсе?

Рождение подобного мифа связано, скорее всего, с понятием «структурированная вода», которое появилось благодаря всевозможным лженаукам типа гомеопатии и «бизнесменам», продающим «заряжающие» подносы для воды и прочие чудеса техники параллельных миров.

Электрическим током

Насколько прибор электробезопасен.

Опасения, будто бы микроволновая печка опасна в плане поражения электрическим током, в принципе, понятны. Для работы магнетрона требуется источник высокого напряжения — порядка 4 кВ. Если добавить к этому еще и мощность современной микроволновки, которая может достигать киловатта, то весь ужас человека, далекого от электрики, становится понятным. Тем не менее этот же человек совершенно спокойно пользуется полуторакиловаттным пылесосом и двухкиловаттной электроплитой.

Вспомните обычный кинескопный телевизор, который служил нам не одно десятилетие и продолжает служить по сей день. Напряжение на ускоряющем аноде его кинескопа достигает 30 кВ. Это почти на порядок выше напряжения на магнетроне. Если вскрыть микроволновку, то можно и под напряжение попасть. Но и в телевизоре ведь задняя крышка всего на четырех винтах! А теперь подумайте: много у вас знакомых, убитых током злого телевизора? Таким образом микроволновая духовка в плане электробезопасности ничем не отличается от любого другого бытового прибора.

Вредно ли излучение микроволновки для организма.

Да, СВЧ вредны для человека. Но ведь масса современных устройств работает на той же частоте: Wi-Fi модем, мобильник, смартфон. Работа с ними считается безопасной. Так вредно микроволновое излучение или невредно? Вредно, но лишь при превышении определенного уровня. Ваш мобильник излучает, но мощность его передатчика невелика. Хоть вы и держите его у самого виска, периодические разговоры по телефону особого вреда здоровью не нанесут. Другое дело – микроволновая печка. Мощность ее «передатчика» достигает тысячи ватт.

Но, во-первых, в отличие от мобильника, излучение магнетрона направлено не во все стороны, а в рабочую камеру. Во-вторых, и это главное, камера, как и ее дверца, имеют специальное покрытие, предотвращающее выход излучения за пределы рабочей области. Конечно, покрытие не задерживает СВЧ на 100%, но этого и не нужно. Вы не держите микроволновку у виска, как телефон, и не пользуетесь ею, часами уткнувшись носом в дверцу. Кроме того, интенсивность СВЧ убывает пропорционально квадрату расстояния.

Что по этому поводу говорят цифры? Открываем медицинские документы, нормирующие максимально допустимое безопасное для человека СВЧ излучение и читаем: не более 10 мкВт/см.кв. Много это или мало? Самое время посмотреть на рисунок ниже:

Зависимость напряженности поля от расстояния до СВЧ печи.

У самой дверцы микроволновой печи напряженность электромагнитного поля достаточно высока — 5 мВт/см.кв. Но уже на дистанции в полметра оно ослабевает на два порядка, а на расстоянии в полтора метра ниже максимально допустимого уровня вдвое. Таким образом, если вы не сидите со включенной микроволновкой буквально в обнимку, а пользуетесь ею не круглые сутки, то за свое здоровье можете не опасаться. Но ведь дверцу можно открыть? Можно, только магнетрон сразу же отключится, поскольку имеет защиту “от дурака”. Эта же защита не даст сунуть руку (а кое-кому и голову) в работающий прибор, дабы проверить его исправность «на ощупь».

Как только вы откроете дверцу, автоматика снимет питание с магнетрона.

Таким образом исправная микроволновая печь при соблюдении элементарных правил эксплуатации, подробно описанных в прилагаемой инструкции, абсолютно безопасна для человека.

Принцип работы и внутреннее устройство микроволновой печи

Если вам пришел в голову вопрос, как работает микроволновка, то ответить на него будет несложно, ведь это устройство присутствует на рынке бытовой техники достаточно давно, и его характеристики изучены вдоль и поперек. Принцип работы микроволновой печи основывается на воздействии микроволн на продукт, помещенный внутрь прибора. Подробно о том, что такое СВЧ-печь и микроволны, будет рассказано ниже.

Принцип работы СВЧ-волн

Для работы микроволн необходимы дипольные молекулы. Они заряжены одновременно и положительно, и отрицательно. Таких молекул более чем достаточно в овощах, фруктах и мясной продукции. Средняя концентрация, к примеру, в килограмме рыбы составляет несколько миллионов частиц. В обычной среде, без электрического поля, молекулы находится в хаотичном состоянии. Но как только начинает работать магнетрон в СВЧ-печке, то частицы выстраиваются в определённом порядке. Положительно заряженные направляются в одну сторону, а отрицательно – в другую. В момент смены полярности молекулы меняет своё направление на противоположное, разворачиваясь на 180 градусов.

СВЧ волны вызывают разворот молекул

Микроволны в классических СВЧ-моделях двигаются на частоте в 2450 МГц, где каждый герц равен одному колебанию в секунду. Смена поля происходит 2 раза за период одной волны. После включения печки частицы ускоряются, начинают тереться друг о друга, наращивая температуру в камере. Причём волны затрагивают только лишь поверхностный слой, проникая в пищу не глубже 3 см.

С оглядкой на физику теплопроводности можно сделать вывод, что если необходимо разогреть какой-то крупный объект, то гораздо практичнее выставить мощность устройства на средний уровень. Таким образом продукт прогреется заметно лучше, пусть и с бо́льшими временными затратами. Если же включить микроволновую печь на полную мощность, то внешняя оболочка объекта будет буквально кипеть, тогда как внутренности останутся прохладными.

Устройство СВЧ-техники

Все микроволновые печи без исключения включают в себя ряд обязательных элементов: камера, интерфейс управления, блок генерации СВЧ-волн и защитные системы. На функциональность, стоимость и другие эксплуатационные качества влияют уже отдельные конструкционные особенности. Разберём главные элементы оборудования.

Магнетрон

Именно это устройство генерирует волны в камере, которые воздействуют на молекулы в пище, в следствие чего и происходит нагрев. Причём для подогрева продуктов какая-то внешняя тепловая стимуляция не нужна. Поэтому внутри камеры температура никогда не превышает отметки в 100⁰С.

Анод устройства имеет форму цилиндра с отдельными плоскостями. Внутри конструкции находится катод с элементом накаливания. По краям магнетрона проходят магниты кольцевидной формы. Создаваемое поле мешает электронам передвигаться от катода к аноду, образуя эффект вращения.

В результате за счёт проволочной петли в камеру проникает сверхвысокочастотное поле (СВЧ). Магнетрон становится активным, как только получает достаточное напряжение, а это порядка 3000-4000 В. Такие показатели предполагают наличие высоковольтного трансформатора.

Магнетрон и другие элементы микроволновки

Читайте также: каковы стандартные размеры микроволновки.

Защитные системы

Главная задача систем – не допустить выход из строя ключевых элементов СВЧ-печи, причём как электронных, так и аппаратных. Подобная техника снабжена многоуровневой защитой: предохранители первичные, вторичные и дополнительные. Последние могут быть самыми разными и зависят от конкретной модели.

Если один из этапов проверки не был пройден, то есть, сработает хотя бы один из предохранителей, то оборудование попросту выключится. К примеру, при открытой дверце напрочь блокируется запуск магнетрона.

Блок управления

Интерфейс может быть либо механическим, либо электронным. Первый отличается повышенной надёжностью, потому как перегорать там нечему в принципе. Чаще всего механический интерфейс состоит всего из двух шайб, регулирующих время и мощность нагрева. Как такового функционала здесь нет.

Читайте также: что делать, если кнопки на микроволновке не работают.

Электронное управление предполагает обилие всевозможных режимов. Посредством кнопок или сенсорного дисплея можно задать желаемую температуру в камере, обозначить время на таймере, выбрать автоматическую программу готовки и многое другое.

СВЧ-печь с сенсорной панелью управления

Все выбранные параметры отображается на ЖК-экране. Модели с электронным управлением встречаются в среднебюджетном и премиальном секторах. Интерфейс отличается удобством, но электроника гораздо чаще выходит из строя, чем механика. К тому же, ремонт первой влетит в серьёзную сумму.

Электрическая схема

Все бытовые модели СВЧ-печей выполнены по одной и той же схеме, а основные блоки располагаются в штатных местах. Техника прошлых поколений отличается только исполнением интерфейса управления. Современные устройства оснащаются электронным блоком, а силовой трансформатор заменён на более эффективный инвертор.

Дополнительные элементы

В продаже можно встретить технику трёх видов: классическую, с грилем, с конвекцией и грилем. В обычной печке можно разогреть продукты, разморозить их, и только. Тогда как наличие гриля и/или конвекции расширяет возможности оборудования. Естественно, что дополнительные элементы заметно прибавляют стоимости печи и увеличивают расход электроэнергии.

Модели с конвекцией оснащаются вентилятором, позволяя качественно поджарить продукты. Пища равномерно запекается и в результате покрывается хрустящей корочкой. В печах с грилем можно поджарить курицу, пирожки и другие блюда. Такой тандем легко заменяет обычную духовку.

Вентилятор равномерно распределяет тепло по камере

Грили в СВЧ-печах могут быть трёх типов – кварцевые, угольные или на ТЭНе. В первом случае мы имеем скрытый за металлической сеткой элемент, который быстро нагревается, расходует заметно меньше энергии, чем остальные разновидности, и в обслуживании не нуждается.

Угольные грили хороши тем, что практически полностью копируют открытый огонь. Блюда на выходе получаются такими же сочными, как если бы их готовили на мангале или в газовой духовке. Нагревательный элемент выполнен из углеволокна и привередлив в обслуживании.

Грили на ТЭНе универсальны. Их сравнительно легко обслуживать – чистить и менять. Трубки могут располагаться либо сверху, либо снизу. Но есть модели с двумя нагревательными элементами и даже с подвижным грилем, где ТЭН опускается при готовке и встаёт на место, когда технику отключают.

Важная функция дверцы микроволновки

Не меньшее внимание во время производства уделяется дверце. В СВЧ-печах дверца является не только декоративным элементом, но еще и выполняет роль своего рода предохранителя. Принцип очень простой: если вы открываете дверцу, срабатывает блокировка и работа агрегатов останавливается. Несмотря на видимую простоту, устройство дверцы довольно непростое, ведь с ним связана безопасная эксплуатация всего аппарата.

Итак, рассмотрим несколько подробнее, как работает дверка микроволновой печи:

1. Во-первых, производителю необходимо проследить, чтобы дверца и корпус устройства идеально прилегали друг к другу с минимальным углом. Большие зазоры не позволяют использовать устройство. Причина проста: дверь служит своего рода щитом от микроволнового излучения, и если зазор будет достаточно велик, излучение может проникнуть за пределы камеры для приготовления пищи. О том, что такое излучение и какова его опасность, уже давно известно.
2. Во-вторых, периметр дверцы оснащают дроссельным заслоном высокой частоты. Этот аппарат служит для понижения излучения до приемлемого уровня.
3. В-третьих, в момент отливки корпуса двери добавляется множество присадок, с помощью которых достигается высокий процент поглощения излучения. Разумеется, нельзя быть полностью уверенным в 100% поглощения излучения, но не стоит сомневаться, что остаточные волны не представляют опасности и значимого вреда для здоровья человека.

Опасны ли микроволны

Споры о вреде СВЧ-печей не утихают с момента запуска их в массовое производство. На сегодняшний день нет сколько-нибудь достоверной информации, подтверждающей вред от использования данного вида устройств.

Не стоит забывать, что микроволновка не излучает радиоактивные волны. Наоборот, микроволновка позволяет готовить продукты без потери их полезных свойств. Пища является более здоровой, т.к. в ней сохраняется до 80% витаминов и минералов.

Традиционные духовки и плиты не могут похвастаться таким результатом. Если эксплуатировать устройство четко по правилам, то никакой опасности от его работы нет. Данное заключение подтверждается  и тем, как устроена микроволновая печь, о чем было сказано выше.

Вред может приносить не полезная еда, приготовленная в СВЧ-печи (так называемый фаст-фуд), а термическое микроволновое воздействие здесь совершенно не при чем. Вред пирогов (и других мучных продуктов) заключается не в том, что они приготовлены в духовке, а в их повышенной калорийности и медленной усвояемости организмом.

Частота работы вашей микроволновки, о которой тоже упоминается, когда речь заходит о вреде, тоже не играет какой-то значимой роли. Она (частота) может меняться сколько угодно, но это (вопреки распространенному заблуждению) не приведет к увеличению или понижению излучения, фон остается одинаковым.

Заключение

Вывод, который напрашивается сам собой: микроволновка – очень простое, но при этом незаменимое на кухне устройство, которое каждый день облегчает нам жизнь. Она удобна и неприхотлива в использовании и обслуживании, легко чистится, занимает мало места и потребляет совсем немного энергии.  Надежность этой техники подтверждена на практике в течение нескольких десятилетий.

методов СВЧ / 5G | Микроволны имеют диапазон частот от 100 МГц до 100 ГГц. В настоящее время полосы частот, используемые для 5G (от 3 ГГц до 28 ГГц), попадают в этот спектр. Для определения характеристик материалов в этом диапазоне частот используются векторные анализаторы цепей. Возможности частотного диапазона, доступные в MSC, варьируются от 10 МГц до 67 ГГц, с будущими возможностями до 110 ГГц. Для покрытия этого частотного диапазона используются различные методы измерения, которые описаны ниже.

Микроволны работают в диапазоне частот от 100 МГц до 100 ГГц. В настоящее время полосы частот, используемые для 5G (от 3 ГГц до 28 ГГц), попадают в этот спектр. Для определения характеристик материалов в этом диапазоне частот используются векторные анализаторы цепей.

Диапазон частот, доступных в MSC, составляет от 10 МГц до 67 ГГц, с будущими возможностями до 110 ГГц. Для покрытия этого частотного диапазона используются различные методы измерения, которые описаны ниже.

Часто выбранный метод измерения основан на ограничениях изготовления образца, его геометрии и / или требуемой частоте измерения. В некоторых случаях диэлектрические свойства материала не позволяют использовать технику. Резонансные методы измеряют одну частоту и часто являются лучшим решением для выборок с низкими потерями. Широкополосные измерения охватывают диапазон частот. Точность измерения и ограничения различаются в зависимости от используемых методов. Пожалуйста, проконсультируйтесь с техническим персоналом для получения дополнительной информации.

Приборы

Keysight P9374A PNA от 300 кГц до 20 ГГц

Anritsu 37369D от 45 МГц до 40 ГГц

Keysight PNA-X N5247B от 10 МГц до 67 ГГц

Обзор методов измерения

Split-Cavity
Этот метод представляет собой резонансное измерение, которое идеально подходит для тонких плоских образцов. Этот метод измеряет диэлектрическую проницаемость и потери на одной частоте ниже 20 ГГц, в зависимости от толщины и диэлектрических свойств образца.Минимальный диаметр образца = 1 дюйм, максимальная однородная толщина <3 мм.

Hakki-Coleman
Этот метод представляет собой резонансное измерение, которое идеально подходит для образцов в форме диска или шайбы. Этот метод измеряет диэлектрическую проницаемость и потери на одной частоте (от МГц до ГГц) в зависимости от размера образца и диэлектрических свойств. Минимальная высота образца = 5 мм. Отношение высоты к диаметру примерно 0,5 дюйма.

Волновод
Доступны диапазоны R, X, Ku и K. Эти методы обеспечивают широкополосные диэлектрические данные во всем диапазоне частот.Образцы должны точно помещаться в волновод

.

Микрополосковый станок / сопло-строгальный станок
Эти методы являются широкополосными. До 40 ГГц. Совместное фрезерование пластин с зондами Formfactor и зондами APC-40, несколько шагов

Открытый резонатор Damaskos
Измерение типа Фабри-Перо, гибридный резонансный и широкополосный. Диапазон частот от 12 ГГц до 67 ГГц. Идеальный размер образца 11см x 11см, плоский, диапазон толщин

мм

Жидкости
Широкополосное измерение диэлектрических свойств некоррозионных жидкостей и гелей с помощью зонда Agilent 85070.Диапазон частот от 200 МГц до 20 ГГц.

Коаксиальный 3 мм
Широкополосное измерение образцов от 300 кГц до 2 ГГц. Образец должен иметь диаметр 3 мм, 0,5–2 мм и быть электродным.

Некоторые дополнительные методы включают
волноводные возмущения, эффективность экранирования электромагнитных помех, кольцевые резонаторы и высокочастотное сопротивление, а также зависимость Q от температуры. Пожалуйста, проконсультируйтесь с техническим персоналом для получения дополнительной информации.

Доступно в будущем.
Диэлектрическое решение для Швейцарии на 12 MCK.От 70 ГГц до 110 ГГц. См. Https://mck.swissto12.ch/

.

Микроволновая частота – обзор

1

«Микроволновые» частоты формально определяются как частоты выше 300 МГц (длины волн менее 1 м), но неофициально мы считаем, что микроволновые частоты превышают примерно 1 ГГц. Частоты выше примерно 30 ГГц называются «миллиметровыми волнами», а частоты выше 300 ГГц – «субмиллиметровыми волнами». Однако следует сказать, что ни одно из этих определений не склонно строго придерживаться.

2

Некоторые неявные предположения о поведении электронных схем, а именно, что токи и напряжения появляются мгновенно во всех точках цепи и что физические размеры проводов и компонентов можно игнорировать для целей анализа электрических цепей. не выполняются на микроволновых частотах, где физические размеры составляют значительную часть интересующей длины волны.

3

Для микроволновых частот нам необходимо использовать модели эквивалентных схем для всех основных компонентов, таких как провода, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности и т. Д., поскольку все они проявляют сложное поведение из-за паразитических элементов.

4

Некоторые часто используемые метрики специфичны для микроволновых систем и не используются в низкочастотных системах. Двумя примерами являются коэффициент отражения и КСВ . Оба могут указывать на качество согласования между источником и нагрузкой, но, в то время как коэффициент отражения – это комплексное число, которое можно использовать для точного определения импеданса нагрузки, КСВ – это скалярная величина, не содержащая никакой информации о фазе.Поэтому сам по себе КСВ не может использоваться для определения импеданса нагрузки.

5

«дБ» – это относительное измерение, используемое для представления отношения двух мощностей, такого как усиление мощности или потеря мощности (затухание), предполагая общий опорный импеданс. Абсолютные уровни мощности иногда относятся к 1 мВт и выражаются в «дБмВт».

6

Коэффициент качества, или коэффициент « Q », характеризует скорость потерь энергии в данной цепи относительно количества запасенной энергии.Более высокое значение Q указывает на более низкий уровень потерь энергии по сравнению с накопленной энергией или более высокое «качество».

7

Загруженный Q определяется как Q данной цепи, когда она подключена к внешним цепям, таким как сопротивление нагрузки и т. Д. Это контрастирует с ненагруженным Q одной цепи , в изоляции. Поскольку внешняя схема может только добавлять (а не вычитать) потери, загруженный Q всегда будет меньше, чем ненагруженный Q .

8

Существует взаимосвязь между загруженным Q и полосой пропускания: чем выше Q , тем уже полоса пропускания данной цепи.

9

«Резонатор» может быть изготовлен из дискретных электронных компонентов (резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности) или в виде физической структуры, такой как металлический резонатор или образец диэлектрика.

Микроволновое и радиочастотное излучение

После Второй мировой войны в телекоммуникационной и других отраслях промышленности произошло много значительных технологических достижений.Одним из них является более широкое использование радиочастотного, то есть микроволнового и радиоволнового, радиационного оборудования. Такое оборудование широко используется в сфере радиовещания и связи в виде сотовых телефонов и вышек; в сфере здравоохранения для лечения; в пищевой промышленности для обработки и приготовления пищи; в деревообрабатывающей, текстильной и стекловолоконной промышленности для сушки материалов; а также в автомобильной, электротехнической, резиновой и пластмассовой промышленности для операций плавления и герметизации.

По оценкам Национального института безопасности и гигиены труда (NIOSH), миллионы американских рабочих работают с оборудованием радиочастотного излучения и подвергаются его воздействию. Члены CWA, которые подвергаются воздействию радиочастотного излучения, включают технических специалистов по обслуживанию микроволновых и радиоволновых систем электросвязи, а также техников, работающих на предприятии, операторов компьютеров (электронно-лучевых трубок), сотрудников, которые используют микроволновые печи на работе, операторов оборудования для радиочастотного излучения, рабочих на производстве и работников здравоохранения. работники по уходу, которые контактируют с медицинским оборудованием для диатермии или работают с ним.

Радиочастота, то есть микроволновое и радиоволновое излучение, представляет собой особый компонент электромагнитного спектра. Радиочастотное излучение находится в неионизирующей части спектра. Неионизирующее излучение включает более низкие частоты в электромагнитном спектре, такие как ультрафиолетовый и видимый свет, инфракрасный, микроволновый и радиоволны (см. Таблицу I).

Электромагнитное излучение состоит из колеблющейся электрической и магнитной энергии или полей, движущихся в пространстве.Например, электрический ток в цепи передатчика создает электрические и магнитные поля в области вокруг себя. Когда электрический ток движется вперед и назад, поля продолжают накапливаться и разрушаться, образуя электромагнитное излучение. Это электромагнитное излучение характеризуется длиной волны и частотой вибрации.

Микроволновое и радиоволновое излучение можно отнести к категории непрерывных волн

(например, оборудование связи), прерывистый (микроволновые печи, медицинское оборудование для диатермии и радиочастотное оборудование) или импульсный режим (радиолокационные системы).При попадании на объект микроволновое и радиочастотное излучение может передаваться, отражаться или поглощаться.

При измерении эмиссии радиочастотного излучения мощность источника следует измерять по напряженности поля. Интенсивность следует измерять в единицах плотности мощности. Плотность мощности – это количество энергии, переносимой радиочастотным, то есть микроволновым или радиоволновым излучением, которое каждую секунду проходит через квадратную меру пространства. Энергия, переносимая микроволновым и радиоволновым излучением, выражается в милливаттах на квадратный сантиметр (мВт / см (2) = 1/1000 ватта) или микроваттах на квадратный сантиметр (мкВт / см (2) = 1/1000 от милливатт).

Влияние на здоровье

Различные виды излучения по-разному воздействуют на человеческий организм. Например, ионизирующее излучение, которое содержит огромное количество энергии и проникающей способности, вызовет изменения в молекулярной системе организма. С другой стороны, как уже отмечалось, неионизирующее излучение работает на гораздо более низких частотах и ​​не считается таким вредным для человеческого организма, как ионизирующее излучение. Тип излучения, которому наиболее часто подвергаются члены CWA, – это неионизирующее излучение, например.g., радиочастота, т. е. микроволновое и радиоволны, излучение.

Однако известно, что воздействие неионизирующего радиочастотного излучения может вызывать серьезные биологические эффекты. Когда высокочастотное радиочастотное излучение, то есть микроволновое излучение, проникает в тело, облученные молекулы перемещаются и сталкиваются друг с другом, вызывая трение и, таким образом, тепло. Это называется тепловым эффектом. Если излучение достаточно мощное, ткань или кожа нагреваются или обжигаются.Такое воздействие на здоровье может быть или не быть обратимым, в зависимости от конкретной ткани или органа, которые подвергаются воздействию, интенсивности излучения, частоты и продолжительности воздействия, температуры и влажности окружающей среды, а также эффективности рассеивания тепла организмом.

В настоящее время накоплен значительный объем научных данных, устанавливающих отрицательные последствия для здоровья, связанные с микроволновым излучением. Например, было продемонстрировано, что микроволновое излучение может вызывать повреждение глаз и яичек.Эти органы очень уязвимы для радиационного поражения, потому что в них мало кровеносных сосудов. Следовательно, они не могут циркулировать кровь и рассеивать тепло от излучения так же эффективно, как другие органы.

Еще одна проблема для здоровья связана с повреждением глаз. Например, несколько научных исследований показали, что катаракта у людей и лабораторных животных возникла в результате интенсивного нагрева высокочастотным микроволновым излучением. Такие данные показали, что особенно важным фактором, определяющим причину катаракты, вызванной микроволновым излучением, являются временные интервалы между воздействиями, т.е.е. считается, что увеличенные интервалы времени между воздействиями дают восстановительным или защитным механизмам организма больше возможностей для ограничения повреждения линзы глаза.

Как уже отмечалось, микроволновое излучение может также вызвать повреждение мужских семенников / репродуктивных органов. В частности, ученые продемонстрировали, что воздействие микроволнового излучения может привести к частичному или постоянному бесплодию. Кроме того, некоторые научные данные предполагают аналогичные эффекты, связанные с воздействием микроволн и проблемами репродуктивной системы женщин.Кроме того, научная литература указывает на взаимосвязь между воздействием микроволнового излучения и врожденными дефектами, такими как монголизм (синдром Дауна) и повреждением центральной нервной системы.

Воздействие радиоволнового излучения может привести к нетепловой реакции, которая вызывает такие же молекулярные взаимодействия, как и при тепловом эффекте, но без нагревания пораженной ткани или органа. Место поглощения энергии зависит от частоты, то есть воздействие низкочастотного неионизирующего радиочастотного излучения (теоретически) проникает через кожу и вызывает молекулярные взаимодействия, подобные тем, которые вызываются высокочастотным радиочастотным излучением.Такая нетепловая реакция усложняется тем, что тепловая и предупреждающая система тела может не обеспечивать защиты, потому что энергия поглощается в местах ниже нервов.

Очевидно, что обзор медицинской и научной литературы указывает на огромную потребность в дополнительных научных исследованиях. Такие исследования должны быть сосредоточены на влиянии микроволнового и радиоволнового излучения на человека. Особое внимание следует уделять длительному воздействию низкоуровневых биологических эффектов микроволнового и радиоволнового излучения.Такие исследования особенно важны для более точного определения вопроса о воздействии потенциально вредного микроволнового и радиоволнового излучения от микроволновых и радиоволновых передатчиков, а также о воздействии на здоровье человека.

Дополнительной проблемой для здоровья при работе с радиочастотным оборудованием является поражение электрическим током. Это может произойти, когда в ненормальных условиях оператор стоит в воде и контактирует с цепью высокочастотного генератора.

Управление опасностями

Работодатели должны обеспечить работникам, потенциально подвергающимся микроволновому и радиоволновому излучению, безопасное и здоровое рабочее место. Это означает, что работодатели должны внедрять технические средства контроля для минимизации или устранения потенциального воздействия, проводить всестороннее обучение потенциально опасным условиям труда и внедрять программы медицинского наблюдения.

Наиболее эффективным способом устранения и / или минимизации профессионального воздействия радиочастотного микроволнового и радиоволнового излучения является использование технических средств контроля.Например, источник потенциальной проблемы, т. Е. Излучающее излучение оборудование, должно быть закрыто или эффективно экранировано, или работник должен быть отделен от источника. Это требование одинаково важно для всех рабочих, подвергающихся воздействию микроволнового и радиоволнового излучения. Если технический контроль не может быть реализован, следует предоставить и использовать средства индивидуальной защиты, такие как защитная одежда и очки.

Кроме того, работодатели должны проводить комплексное обучение потенциально опасным условиям труда.Такая программа может состоять из письменных и / или аудиовизуальных материалов, в которых подробно описываются потенциальные опасности для безопасности и здоровья, последствия воздействия для здоровья, методы контроля, процедуры первой помощи, использование предупреждающих знаков и этикеток, а также определение зон ограниченного доступа. .

Работодатели должны также ввести программы медицинского наблюдения, которые обеспечили бы работникам регулярные медицинские осмотры, специфичные для любых биологических эффектов, возникающих в результате профессионального радиочастотного облучения.Потенциальные преимущества медицинского наблюдения будут включать: оценку физической пригодности сотрудников для безопасного выполнения работы (состоящую из медицинского и профессионального анамнеза, а также физикального обследования), биологический мониторинг воздействия определенного агента и раннее обнаружение любого биологические повреждения или последствия. Кроме того, задокументированные последствия для здоровья позволят работнику и его / его врачу сделать обоснованные выводы о дальнейшем воздействии.

Стандарт OSHA

Стандарт OSHA для электромагнитного излучения (который не распространяется на низкочастотное радиочастотное микроволновое или радиоволновое излучение) составляет 10 мВт / см (2) (милливатт на квадратный сантиметр) как среднее значение по любому возможному 0.Период 1 час. Это означает следующее:

Плотность мощности: 10 мВт / см (2) (милливатт-час на квадратный сантиметр) в течение 0,1 часа или более.

Плотность энергии: 1 мВт / см (2) (милливатт-час на квадратный сантиметр) в течение любого периода 0,1 часа.

Стандарт основан на исследовании, проведенном в 1953 году, по изучению порога термического (теплового) повреждения тканей. (В частности, количество радиации, которое может вызвать развитие катаракты). Плотность мощности, необходимая для образования катаракты, составляла приблизительно 100 мВт / см (2), к которой применялся коэффициент безопасности 10.Таким образом, был установлен максимально допустимый уровень 10 мВт / см (2).

К сожалению, как уже отмечалось, стандарт OSHA не распространяется на низкочастотное радиочастотное микроволновое и радиоволновое излучение. Поэтому, учитывая обеспокоенность участвующих ученых и практиков, три неправительственные организации, например, Американский национальный институт стандартов (ANSI) и Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE), а также Национальный совет по радиационной защите и измерениям ( NCRP), разработала и выпустила два различных добровольных руководства по радиочастотному микроволновому и радиоволновому излучению.В свою очередь, в 1996 году Федеральная комиссия по связи перевела эти добровольные руководящие принципы в рекомендуемые критерии воздействия (см. Таблицу II).

Что ты умеешь?

Все члены CWA должны убедиться, что их работодатель поддерживает безопасные и здоровые условия труда. Ключом к обеспечению безопасности на рабочем месте для всех членов CWA являются сильные и активные местные комитеты по безопасности и охране здоровья. Комитет может определить опасные условия на рабочем месте и обсудить их с руководством.Если работодатель отказывается сотрудничать, комитет может запросить проверку OSHA. Комитет всегда должен координировать свою деятельность через местных должностных лиц, представителей CWA и согласованные комитеты по безопасности и гигиене труда. Кроме того, члены CWA могут получить информацию и помощь по телефону:

CWA Департамент охраны труда и здоровья
501 Third Street, N.W.
Вашингтон, округ Колумбия 20001-2797
Веб-страница: www.cwasafetyandhealth.org
Телефон: (202) 434-1160.

Разработан в 1981 году и пересмотрен в 1991, 1993, 1994, 2000, 2002, 2004, 2009, 2013 и 2017 годах.

---

Посмотреть все информационные бюллетени по охране здоровья и безопасности CWA

Микроволновая печь

---

2

Лазеры и терагерцовые волны объединены в камере, которая видит «невидимые» детали

18 февраля 2020 г. – Группа физиков успешно разработала первую нелинейную камеру, способную делать снимки внутренних пространств твердых объектов с высоким разрешением с использованием терагерцового (ТГц) диапазона…

---

Рекордный лазерный луч терагерцового диапазона

21 января 2020 г. – Терагерцовое излучение используется для проверок безопасности в аэропортах, для медицинских осмотров, а также для проверки качества в промышленности. Однако излучение в терагерцовом диапазоне крайне сложно …

---

Балансировка луча: термомеханическая микромашина обнаруживает терагерцовое излучение

16 мая 2019 г. – Исследователи разработали микроэлектромеханическое устройство, регистрирующее терагерцовое излучение при комнатной температуре.Это устройство простое в использовании, намного быстрее, чем обычные термодатчики, очень …

---

Терагерцовый приемник для беспроводной связи 6G

8 сентября 2020 г. – Будущие беспроводные сети 6-го поколения (6G) будут состоять из множества небольших радиоячеек, которые необходимо соединить широкополосными линиями связи. В этом контексте беспроводная передача …

---

Изобретение может сделать ускорители частиц в 10 раз меньше

Сен.24, 2020 – Ученые изобрели новый тип конструкции ускорителя, который может сделать ускорители, используемые для данного приложения, 10 раз …

---

Первый лазерный радиопередатчик

25 апреля 2019 г. – исследователи впервые использовали лазер в качестве радиопередатчика и приемника, открыв путь к сверхвысокоскоростному Wi-Fi и новым типам гибридных электронно-фотонных …

---

Настраиваемое устройство био-визуализации от Terahertz Plasmonics

Мар.5 августа 2019 г. – Исследователи разработали простой в использовании настраиваемый биосенсор, адаптированный для терагерцового диапазона. Изображения органов мыши, полученные с помощью их нового устройства, подтверждают, что датчик способен …

---

Терагерц ускоряется за пределы 5G до 6G

3 февраля 2021 г. – Исследователи демонстрируют беспроводную передачу несжатого видео 8K с полным разрешением с использованием терагерцовых волн, ускоряя исследования и разработки Beyond 5G до …

---

Технологии сотовой сети шестого поколения

25 июля 2019 г. – Будущие беспроводные сети передачи данных должны будут достичь более высоких скоростей передачи и более коротких задержек, обеспечивая при этом все большее количество конечных устройств.Исследователи использовали сверхбыстрые электрооптические …

---

Терагерцовая спектроскопия переходит в режим одиночных молекул

3 сентября 2018 г. – Исследователи показали, что длинноволновая терагерцовая (ТГц) спектроскопия может обнаруживать движение отдельных молекул, а не только молекулярных ансамблей. Они использовали конструкцию одномолекулярного транзистора, где пары …

---

Диапазоны частот СВЧ (частоты ISM)

Частота	Длина волны
433,92 МГц ± 0.2%	69,14 см
915 МГц ± 13 МГц	32,75 см
2450 МГц ± 50 МГц	12,24 см
5800 МГц ± 75 МГц	5,17 см
24125 МГц ± 125 МГц	1,36 см

В таблице 1 показаны определяемые на международном уровне ISM-частоты используются в промышленных, научных и медицинских приложениях.С исключением частоты 915 МГц, все указанные частоты разрешены Федеральным законом Германии. Республика. В области промышленного микроволнового нагрева используется частота 2450 МГц. почти исключительно используется для всех приложений.

По сравнению с традиционной высокочастотной технологией, микроволновая технология требует специальные компоненты для выработки и передачи энергии, которая обусловлена ​​значительно более высокой частотой.

Рисунок 1. Частотная зависимость диэлектрических свойств воды

Что такое микроволны? | Живая наука

Микроволны – это разновидность электромагнитного излучения, равно как и радиоволны, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи.У микроволновых печей есть ряд применений, включая связь, радар и, возможно, наиболее известное большинству людей, приготовление пищи.

Электромагнитное излучение передается волнами или частицами с разными длинами волн и частотами. Этот широкий диапазон длин волн известен как электромагнитный спектр электромагнитного спектра). Спектр обычно делится на семь областей в порядке уменьшения длины волны и увеличения энергии и частоты. Обычные обозначения – это радиоволны, микроволны, инфракрасный (ИК), видимый свет, ультрафиолет (УФ), рентгеновские лучи и гамма-лучи.Микроволны попадают в диапазон электромагнитного спектра между радио- и инфракрасным светом.

Электромагнитный спектр, от самых высоких до самых низких частот. (Изображение предоставлено Shutterstock)

Микроволны имеют частоты в диапазоне примерно от 1 миллиарда циклов в секунду, или 1 гигагерц (ГГц), до примерно 300 гигагерц, и длины волн от примерно 30 сантиметров (12 дюймов) до 1 миллиметра (0,04 дюйма), соответственно. в Британскую энциклопедию. В соответствии с книгой Джинджер Батчер «Путешествие по электромагнитному спектру» этот регион делится на несколько диапазонов с такими обозначениями, как L, S, C, X и K.”

Связь и радар

По данным Федеральной комиссии по связи (FCC), микроволны используются в основном в системах связи точка-точка для передачи всех типов информации, включая голос, данные и видео, как в аналоговом, так и в цифровом форматах. Они также используются для диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) для удаленного оборудования, переключателей, клапанов и сигналов.

Еще одним важным применением микроволн является радар. Слово «радар» изначально было аббревиатурой от RAdio Detection And Ranging.До Второй мировой войны британские радиоинженеры обнаружили, что коротковолновые радиоволны могут отражаться от удаленных объектов, таких как корабли и самолеты, а возвращаемый сигнал может быть обнаружен с помощью высокочувствительных направленных антенн, чтобы можно было определить присутствие и местоположение этих объектов. . Использование термина «радар» стало настолько распространенным, что теперь это слово само по себе, и может относиться к системам, использующим микроволны или радиоволны.

Малоизвестным историческим фактом является то, что ранняя радарная установка была построена на мысе Кахуку на самой северной оконечности острова Оаху.Согласно веб-сайту штата Гавайи, станция фактически обнаружила первую волну японских самолетов, направлявшихся для атаки на Перл-Харбор, когда они находились на расстоянии 132 миль (212 километров). Однако, поскольку система проработала всего две недели, она была признана ненадежной, и предупреждение было проигнорировано. В ходе войны радар был усовершенствован и усовершенствован, и с тех пор он стал важным элементом национальной обороны и управления гражданским воздушным движением.

Радар нашел много других применений, в некоторых из которых используется эффект Доплера.Пример эффекта Доплера может быть продемонстрирован на приближающейся машине скорой помощи: когда она приближается, звук сирены, кажется, усиливается, пока он не пронесется мимо. Затем, по мере того, как сирена уходит вдаль, звук сирены становится все тише.

Роберт Майанович, профессор физики в Университете штата Миссури, сказал, что доплеровский радар, который часто использует микроволны, используется для управления воздушным движением и обеспечения соблюдения ограничений скорости движения транспортных средств. Когда объект приближается к антенне, возвращающиеся микроволны сжимаются и, таким образом, имеют более короткую длину волны и более высокую частоту.И наоборот, обратные волны от удаляющихся объектов имеют удлиненную форму, более длинную волну и более низкую частоту. Измеряя этот частотный сдвиг, можно определить скорость объекта по направлению к антенне или от нее.

Общие применения этого принципа включают простые детекторы движения, радарные пушки для ограничения скорости, радарные высотомеры и метеорологические радары, которые могут отслеживать трехмерное движение капель воды в атмосфере. Эти приложения называются активным зондированием, потому что микроволны передаются, а отраженные сигналы принимаются и анализируются.При пассивном зондировании наблюдаются и анализируются естественные источники микроволн. Многие из этих наблюдений проводятся со спутников, которые смотрят либо на Землю, либо в космос.

Микроволновые источники тепла

Одно из наиболее распространенных применений микроволн – быстрое нагревание пищи. Микроволновые печи возможны, потому что микроволны могут использоваться для передачи тепловой энергии. Открытие этого явления было чисто случайным. В своей книге «Все смеялись …: от лампочек до лазеров: увлекательные истории о великих изобретениях, изменивших нашу жизнь» (HarperCollins, 1992) автор Ира Флэтоу рассказывает историю изобретения микроволновой печи. печь: “Вскоре после Второй мировой войны Перси Л.Спенсер, гений электроники и герой войны, посещал одну из своих лабораторий в компании Raytheon. Спенсер остановился перед магнетроном, силовой трубкой, которая приводит в действие радар. Внезапно он заметил, что шоколадный батончик в его кармане начал таять ». Дальнейшее расследование привело его к изготовлению первой партии попкорна для микроволновой печи, а также первого взрывающегося яйца.

Первые микроволновые печи были довольно большими и дорогими, но они с тех пор стали настолько доступными, что стали обычным явлением в домах по всему миру.Системы микроволнового нагрева также используются в ряде промышленных приложений, включая пищевую, химическую и материальную обработку как в периодическом, так и в непрерывном режиме.

Этот панорамный вид плато Чаджнантор в Чили показывает антенны Большой миллиметровой / субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) на фоне захватывающего дух звездного ночного неба. (Изображение предоставлено: ESO / B. Tafreshi)

Естественные микроволновые источники

Радиоастрономы проводят наблюдения в микроволновом диапазоне, но из-за ослабления в атмосфере большинство этих исследований проводится с использованием высотных аэростатов или спутников.Однако, пожалуй, самое известное наблюдение внеземных микроволн было проведено двумя учеными Bell Labs, работавшими над телекоммуникационной системой с использованием большой наземной рупорной антенны.

Согласно сайту NASA Science: «В 1965 году, используя длинные микроволны L-диапазона, Арно Пензиас и Роберт Уилсон, ученые Bell Labs, совершенно случайно сделали невероятное открытие: они обнаружили фоновый шум с помощью специального малошумящего устройства. Антенна Самым странным в этом шуме было то, что он шел со всех сторон и, казалось, не сильно различается по интенсивности.Если бы эти статические помехи исходили от чего-то на нашей планете, например, от радиопередач с ближайшего диспетчерского пункта аэропорта, они бы исходили только с одного направления, а не отовсюду. Ученые Bell Lab вскоре поняли, что они случайно обнаружили космическое микроволновое фоновое излучение. Это излучение, которое заполняет всю Вселенную, является ключом к его началу, известному как Большой взрыв ».

Пензиас и Уилсон были удостоены Нобелевской премии по физике 1978 года за свое открытие. С тех пор космическое микроволновое фоновое излучение было нанесено на карту. большая точность по спутникам.Эти наблюдения выявили незначительные изменения температуры, которые в конечном итоге превратились в скопления галактик, которые мы видим сегодня.

Анализ этого фонового излучения также дал астрономам ключи к разгадке состава Вселенной, и теперь ученые считают, что около 95 процентов космоса состоит из материи и энергии, которые невозможно «ощутить» с помощью обычных инструментов, что приводит к называет темную материю и темную энергию. Будущий анализ этого фонового излучения может пролить дополнительный свет на то, что произошло вскоре после рождения Вселенной – и, возможно, даже до того, как эта Вселенная существовала, согласно некоторым космическим моделям.

Дополнительный отчет Чарльза К. Чоя, автора Live Science.

Дополнительные ресурсы

Hackaday.com показывает, как сделать электронику для доплеровского датчика движения.

Почему все беспроводные сети – это 2,4 ГГц

Джон Херман

Вы живете своей жизнью на частоте 2,4 ГГц. Ваш роутер, ваш беспроводной телефон, ваш наушник Bluetooth, ваша радионяня и устройство для открывания гаража – все любят и живут на этой радиочастоте, а не на других.Почему? Ответ на вашей кухне.

О чем мы говорим

Прежде чем мы забегаем слишком далеко вперед, давайте разберемся с основами. Ваш дом или квартира, или кофейня, в которой вы сейчас сидите, пропитаны радиоволнами. На самом деле их немыслимое количество вибрирует от радиостанций, телестанций, вышек сотовой связи и самой Вселенной в пространство, в котором вы живете. Вас бомбардируют постоянно электромагнитными волнами всех видов частот, многие из которых закодированы с определенной информацией, будь то голос, тон или цифровые данные.Черт, может, даже эти самые слова.

Вдобавок вы окружены волнами, созданными вами самими. Внутри вашего дома дюжина крошечных радиостанций: ваш роутер, ваш беспроводной телефон, ваше устройство открывания гаражных ворот. Все, что у вас есть, более или менее беспроводное. Радиоволны Фриггина: они повсюду.

Действительно, странно, что на вашем беспроводном телефоне даже есть наклейка с частотой 2,4 ГГц. Для среднего, не очень технически подкованного покупателя, это число означает: А) ничего или Б) что-то, но не то.(«2,4 ГГц? Это быстрее, чем мой компьютер!»)

На самом деле это число означает частоту вещания или частоту волн, которые базовая станция телефона посылает на трубку. Вот и все. Фактически, сам герц – всего лишь единица измерения частоты в любом контексте: это количество раз, когда что-то происходит в течение секунды. В беспроводной связи это относится к колебаниям волн. В компьютерах это относится к тактовой частоте процессора. Для телевизоров – скорость обновления экрана; для меня, хлопать прямо сейчас перед компьютером, это скорость, с которой я это делаю.Один герц, медленный хлопок.

Тогда возникает вопрос, почему так много ваших гаджетов работают на частоте 2,4 ГГц вместо целых 239999999 частот ниже или любого числа выше него. Это кажется почти контролируемым или управляемым. Кажется, может быть, несколько произвольно. Вроде ну регулировал .

Взгляд на правила FCC подтверждает любые подозрения. Полоса частот, сгруппированная около 2,4 ГГц, была обозначена, наряду с некоторыми другими, как промышленные, научные и медицинские радиодиапазоны.«Многие нелицензионные вещи – например, Wi-Fi – работают на частотах 2,4 или 900 МГц, в диапазонах ISM. Для работы с ними вам не нужна лицензия». Это Ира Келпз, заместитель начальника отдела разработки и технологий Федеральной комиссии по связи, объясняет, почему эти диапазоны ISM привлекательны для производителей гаджетов: их можно использовать бесплатно. Если маршрутизаторы, беспроводные телефоны и что-либо еще отнесены к узкому диапазону 2,4 ГГц, то их радиоволны не будут мешать, скажем, сотовым телефонам, работающим на частоте 1.9 ГГц или AM-радио, которое вещает в диапазоне от 535 кГц до 1,7 МГц. ISM, по сути, представляет собой гетто для нелицензированной беспроводной передачи, рекомендованное сначала тихим небольшим агентством в швейцарском офисе ООН, называемым ITU, а затем формализованное, модифицированное и кодифицированное для практического использования правительствами мира, в том числе , конечно, наш собственный FCC.

Текущие стандарты ISM были установлены в 1985 году и как раз вовремя. Наши телефоны оказались на пороге потери шнуров, и в ближайшем будущем широкополосные интернет-соединения станут реальностью и станут волшебным образом беспроводными.Все эти устройства нуждались в частотах, для которых не требовались лицензии, но которые были расположены между теми, которые требовали. Частоты, которые не были настолько высокими, чтобы приносить в жертву проникновению вещания (например, сквозь стены), но не были настолько низкими, чтобы требовать антенн длиной в фут. Короче говоря, им были нужны диапазоны ISM. Итак, они их взяли.

Почему 2,4?

Сейчас существует очень много частот, которые квалифицируются как «нелицензированные», но лишь некоторые из них используются в наших телефонах, маршрутизаторах и рациях.

В случае чего-то вроде телефонов, которые продаются в паре с определенной базовой станцией, выбор правильной нелицензированной частоты представляет собой довольно простой расчет: система с частотой 900 МГц будет легче осуществлять вещание через многоэтажный дом, но Система 2,4 ГГц будет иметь больший диапазон (при отсутствии препятствий) и, как правило, требует меньшей антенны, которая позволяет контролировать размер телефона.