микровълнова енергия взаимодействие с веществото
За да се разбере това, което се случва за сметка на загряване в микровълнова фурна, трябва да отговарят на определени свойства на веществото. Електромагнитното поле се проявява като магнитни, електрически и други подобни, но тъй като продуктите, приготвени в микровълнови фурни са диелектрици, ефектът от магнитното поле на тях е незначително и могат да бъдат пренебрегнати.
Диелектричните свойства на материалите може да ни интересуват по две причини.
На първо място, на готовите продукти, трябва да е възможно да се поглъщат микровълнова енергия, е възможно по друг начин своето отражение обратно в магнетрона с всичките му последствия.
На второ място, в микровълновата камера има дизайнерски детайли диелектрик (микровълнова прозорец, тави и т.н.), че не трябва да се нагрява под влиянието на микровълнова енергия.
Диелектрици, наречени вещество основните електрически имот, който е в състояние да поляризация, и в която електрическо поле може да съществува. Такова поле може да се поддържа постоянно в медиите само лошо, провеждащи електрически ток.
Проводимост - възможността за провеждане на електрически ток - поради присъствието в средата на свободните носители на заряд - на електрически заредени частици, които са под въздействието на външно електрическо поле насочено движат през дебелината на материала, създавайки проводимост ток.
Параметър вещества количествено определящи неговата проводимост, съпротивление на звука е # 961;, измерена в омове на метър (Ohm * т).
Зареждащи носители в диелектрици може да йони, електрони и moliony - заредена колоиден частиците. В реални диелектрици # 961; = 107 - 1018 ома * м, което на практика означава, че няма ток, преминаващ през тях.
Параметърът на диелектричен материал определя способността му да устои разбивка е ЕТР електрическа сила - сила на електрическото поле в диелектрик, който възниква при достигане на нейната разбивка. Механизмът на диелектрик разбивка може да има различен характер. Основните видове са твърди диелектрик разбивка електрическа и топлинна енергия.
Електрическа повреда е разбивка на изолационни съдържание на електричното поле и се придружава от образуването на електронни лавини.
Изолация разбивка се дължи на диелектрична загряване до критичната температура поради диелектрични загуби в диелектрика в нарушение на термично равновесие.
Диелектрик разбивка сила на топлината е 1 - 10 кВ / mm в електрически - около 100-1000 кВ / mm.
В допълнение към съпротивление на обем, обикновено се нарича за краткост съпротивление на диелектрични твърди вещества се въвежда като параметър като съпротивление на повърхността # 961; S. Много често се случва точно диелектрик разбивка на повърхността, особено когато се работи в замърсени или влажна среда.
Един от най-важните параметри е диелектрична проницаемост на материали. Разграничаване диелектрична константа # 949; г (по-рано # 949) и абсолютен проницаемост # 949; г # 949; на (# 949; по - или диелектрична константа, старата терминология проницаемост на вакуум, равна на 8,854 х 10 -12 F / т).
Физическата смисъла на диелектричната проницаемост - количествена мярка за интензивността на процеса на поляризация. Поляризация е отместване свързани заряди под действието на външно електрическо поле. Основните видове поляризация са електронни, йонни и дипол.
Електронни Поляризация - еластичен заместване на електрон орбитите относителните да ядра в атомите и молекулите по външната електрическо поле.
Като пример, помисли поляризация водороден атом, състояща се от положително заредена ядро и въртене около електрон. Ако полето липсва, центърът, около който се върти електрон съвпада с центъра на ядрото, а оттам и на таксите се анулират взаимно напълно. В присъствието на електрическо поле електрон се движи по отношение на сърцевината, както е показано на фиг. 1, в центъра на въртене на електрона и центъра на ядро и се различават в пространството, образувано от дипол. Електронен поляризация се проявява във всички изолатори, независимо от наличието в тях на други видове поляризация.
Фиг. 1.Smeschenie електрон орбита под въздействието на електрическо поле
Йонийски поляризация - еластичен изместване на противоположно заредени йони в кристалната решетка. Присъства в кристални материали. Ion и електрон поляризация се случи без загуба на енергия.
Дипол поляризация е характеристика на полярните диелектрици. Полярните молекули имат асиметрична структура. В центъра на тежестта на противоположни заряди те не съвпадат, поради което при липса на външно електрическо поле, тези молекули са диполи. Типичен пример за дипол диелектрици вода молекула е показана на Фиг. 2.
Фиг. 2.Molekula вода
Една молекула вода се състои от кислороден атом и два водородни атома. Връзката между атоми се осъществява от факта, че всеки електрон от водородните атоми формира двойка с един от атомите на кислорода, който е общ за двата атома. Тъй като размерите и свойствата на водородните и кислородни атоми са различни, наличието на такава двойка води до промяна на центровете на положителни и отрицателни заряди един към друг. момент дипол произтича от факта, че оста между центровете на водородни атоми и кислородни атоми център не съвпадат. между тях на ъгъл е около 105 °. Това, на пръв поглед, незначителен факт има трайни последици. вода като свойствата на разтворителя се дължат главно на съществуването на молекулите имат диполен момент. Тази точка играе важна роля в химични реакции, протичащи в присъствието на вода. Трудно е да си представим това, което светът ще изглежда, ако атомите в молекулата на водата са били поставени в права линия, както и в някои други вещества. Вероятно за да го гледате ще бъде на никого.
Диелектрични свойства, състоящи се от полярни молекули са значително различни от другите видове диелектрици с поляризация. Диелектрична константа на неполярни течности е в близост до 2, а за вода е около 80. РЕЗЮМЕ дипол поляризация се завърта в посока на електрическото поле дипол. При липса на външно електрическо поле диелектрични полярни молекули, които са в произволен топлинна движение, произволно ориентирани (фиг. 3 а) и всеки избран посока отсъства.
Фиг. 3Dipolnaya диелектрична поляризация от външно електрическо поле.
Положението ще се промени, когато диелектрик поставен в електрическо поле.
Електростатични сили ще се стремят да разширят диполи по линиите на полето. В резултат на дипол молекули частично ориентирани по терена и степента на ориентация ще зависи от силата на областта на приложната.
В идеалния случай диелектрични няма свободни таксата превозвачи, така че нетната си заряд винаги е нула. При поставяне на диелектрик в външно електрическо поле поради дипол ориентация по протежение на линии на противоположните страни на диелектричен образува некомпенсирани такси, които създават вътрешния поле в посока, обратна на приложената (фиг. 3b).
В резултат на това е цялото поле в изолатора е по-ниска, отколкото на полето в свободното пространство, при равни други условия.
По този начин, диелектрична константа може да се счита като мярка, която характеризира степента на намаляване на електрическото поле в изолатора в сравнение с вакуум. Въпреки това, от гледна точка на микровълнова техника е по-важно, че скоростта на електромагнитна вълна размножаване в материала е пропорционално √ # 949.
За да илюстрираме този факт и неговите последици, помислете за образа на фиг. 4.
Фиг. 4Izmenenie характеристики поле в вълновода когато пълнене с диелектрик
Електромагнитната вълна се разпространява чрез вълна със скорост Vo и на място, попада в зона, пълна с диелектрик. В резултат на това скоростта му намалява √ # 949; време, което води до подобно намаляване на дължина на вълната. Вълна в диелектрика като се пресова в надлъжна посока. Енергията на електромагнитното поле, съхраняваните в зоните, ограничени от дължини L1 и L2, същият като размера на бизнес в тази цифра са избрани по такъв начин, че те се вписват точно една дължина на вълната енергия. От това можем да направим следната качествена извод: по-висока диелектрична константа на материала, по-голямата плътност на електромагнитната енергия се съхранява в него.
Количествените оценки са по-сложни и зависят от вида на формата на вълната диелектрик и т.н. но тъй като е малко вероятно да помогне в ремонта на микровълновата фурна, че е известно, по-скоро, просто напълно объркан, ние се рови в джунглата няма.
Може да изглежда, че има някаква противоречие в констатациите, получени от една страна, се дължи на поляризацията на амплитудата на терена в диелектрични намалява, а от друга - увеличава натрупаната енергия. Но това очевидно противоречие.
В потвърждение на тези думи дам един пример от статично електричество. Ако се сложи изолатор, капацитета си и следователно увеличаване на акумулирана енергия между плочите на конвенционален кондензатор. В същото време напрегнатостта на полето между електродите се намалява. На теория вълновода може да бъде представена като еквивалент верига се състои от набор от индуктивност и капацитет, и следователно по-горе пример на кондензатора не празна абстракция, но доказателства.
диелектрична поляризация води до промяна в електрическо поле не само вътре, но и извън него. Нека да видим как това се случва. Да приемем, диелектричен сфера (Фигура 5) се поставя между плочите на зарежда кондензатор.
Фиг. 5.Izmenenie електрическо поле на кондензатор, когато е поставен между плочите на топката от своя полярен диелектрик
В резултат на поляризация, близо до полюсите на се формират електрически заряди в диелектрик изравнителната папата. Но тези такси и създаване на външно електростатично поле, както е показано на фиг. 5б. Затова, извън играта, както и вътре в нея, електрическото поле ще се състои от област, която би съществувала в отсъствието на топката и областта, образувана от обвиненията поляризирани диелектрик. Получената картина на полето е показано на фиг. 5в.
Външно, тя изглежда така, сякаш силови линии са изготвени в изолатора. Понякога е удобно да се предположи, че колкото по-високо # 949; г. толкова по-силно прибиране на линиите на полето вътре в диелектрика. Но това е полезно да се помни, че в действителност това е, разбира се, не се случи. Всичко това не е нищо повече от един вид електромагнитно мираж.
Ние се проучва ефектът на диелектрика на електростатично поле на кондензатор. Същото нещо се случва в динамика, микровълнови устройства, с единствената разлика, че амплитудата на полето се променя непрекъснато. (В някои материали, микровълнова още допринася своята специфичност. Това води в присъствието на хистерезис явления, в които полето дипол изостава фазата на външното поле.)
Друг важен параметър на диелектрични материали са диелектрични загуби. Те служат за определяне на електрическата енергия, консумирана за отопление на диелектрик в електрическо поле.
В справочна литература за характеризиране на диелектрик способността да абсорбира енергията на променливо електрическо поле с помощта на диелектрична загуба тангента TG # 948;. Такъв сложен термин се използва, тъй като директно влиза във формулата за разсейвана мощност в диелектрика и следователно лесен за технически изчисления. Физическата смисъла TG # 948; Е както следва: в случая без диелектрични загуби в капацитивен токов кръг води напрежението от 90 °. Наличието на загуби води до изместване на фазата между ток и напрежение, а ъгълът между тях става по-малко от 90 ° със сума # 948;.
Количествено, загубите са пропорционални на TG # 948; следователно използваемостта на тази величина.
Помислете два основни типа диелектрични загуби.- Загуба на електропроводимостта открива в диелектрици с ниско съпротивление обем. Такива диелектрици, по-специално, се отнася вода. Химически чиста вода се смята за добър изолатор, но по своята същност това не е чиста. (За да направите това, че не е необходимо да се мият го ботуши). Водата е отличен разтворител и следователно винаги съдържа много примеси. Известно е, че морската вода съдържа всички елементи на Менделеевата таблица, в това число тези елементи, чието съществуване той само е знаел. Следователно, проводимостта на водата се определя не толкова от водните молекули, съдържащи като примеси, които могат да се разпадат в положително и отрицателно заредени йони. Под влиянието на електричното поле променлив йоните започнат да се движат в областта стъпка различна едновременно натискане вода по пътя на молекулата и по този начин превръщане електрическа енергия в топлинна енергия. Където концентрацията на примеси не трябва да бъде висока. Само един йон в хиляди молекули вода на водата престава да бъде приет в диелектричния и полупроводникови отговорност. Не забравяйте поговорката за движение мехлем в мехлема: народната мъдрост за да се установи влиянието на примеси по въпроса преди откриването на молекулярната му структура.
- Релаксация загуба в резултат на въртене на полярните молекули в посока на линиите на електричното поле. Всеки ход се изисква определено количество енергия, особено ако тя се намесва в съседи, които трябва да натиснете един от друг и които, от своя страна се стреми да върне един и същ. Връщайки се към предишния пример, малко промяна на първоначалните условия ще бъдат отведени неспокоен бегач, и за всеки от останалите пътници ще поставят две раница за повече прилика с молекула вода и направени да се върти около оста си. Лесно е да се предположи, че в този случай резултатът е увеличаване на температурата. Тъй като ориентацията на областта е обърната два пъти по време на периода, по-високата честота, толкова по-често се среща изясни връзки между молекулите и повече енергия се превръща в топлина. Това продължава, докато честотата не надвишава стойността, при която молекулата благодарение на инерцията вече няма да има време да се развие напълно в рамките на един половин цикъл. След това идва спад с увеличаване на честотата на загуби, все още не е влязъл в сила, и други механизми за загуба. Но тези области на честотния спектър е твърде далеч от нашата гама от интерес, както и за да можем да ги остави без разглеждане.
Фиг. 6 показва зависимостта на коефициента на поглъщане # 945; водата в целия спектър на електромагнитните честоти.
Фиг. 6. абсорбция на вода на електромагнитното поле, като функция на честотата
Както можем да видим, на работна честота микровълнова енергия се абсорбира близо до максимума, който осигурява добра конверсия на електромагнитна енергия в топлинна енергия.
Диелектрични загуби за единица обем на диелектрика, посочени специфични загуби. Те може да се изчисли по следната формула:
E - електрическо поле,
# 969; - кръгова честота.
От по-горе израз следва, че в загуби вещество се определя от диелектрична константа на продукта # 949; на TG # 948;. Този продукт е понякога се нарича коефициент на диелектрични загуби. Да представлява степента на загряване на вещество в електрично поле, е необходимо да се знае, # 949; и TG # 948;. Тези параметри са някои вещества, показани в Таблица 1.
Анализ на данните, дадени в таблицата, че е лесно да се определи материалите, които могат да бъдат използвани за производството на спомагателни части вътре в камерата. Например, тефлон, полиетилен, слюда - с много нисък коефициент на специфични загуби.
От друга страна, това е лесно да се предвиди резултатът от отоплителни буркани с трансформаторно масло в "Електроника" микровълнова печка с текстолит преграда в горната част на камерата. Този дял ще изгори преди маслото се нагрява в продължение на поне няколко градуса.
Успех в ремонт!
Представено съдържание
Ремонт на перални машини
Ремонт на хладилна техника
Шевна машина ремонти
Ремонт на съдомиялни машини
Микровълновите печки, електрически фурни, и