Mikrodalga enerjisi

Mikrodalga radyo dalgasından biridir ve radyo dalgası elektromanyetik dalgadır. Elektromanyetik dalga elektrik alan ve manyetik alan etkileşimi ile yayıldığı için, vakumda da yayılabilir.

Elektromanyetik dalga, dalga boyu ve frekans gibi iki elemente sahip bir dalgadır. Dalga uzunluğu dalganın tepesinden tepesine kadar olan uzunluktur, frekans bir saniyede görünen dalga sayısıdır. Vakum ve hava gibi boş bir alandaki elektromanyetik dalganın hızı, frekanstan bağımsız olarak saniyede 300.000 km’dir. Dalga boyu buna frekansa bölünür.

Özelliklerine göre çeşitli uygulamalarda kullanılır. Işık aynı zamanda bir tür elektromanyetik dalgadır. 3000GHz’den düşük olan elektromanyetik dalgalar radyo dalgası olarak sınıflandırılır. 300MHz ila 300GHz frekansına sahip radyo dalgası (1m ​​ila 1mm dalga uzunluğu) mikrodalga olarak bilinir.

Mikrodalga iletişim, astronomi için radyo teleskop, radar gözetim sistemi ve ayrıca araç navigasyon sistemi olarak bilinen GPS konumlandırma sistemine uygulanmıştır. Isıtma, başka bir mikrodalga uygulamasıdır.

Elektromanyetik spektrum

Elektromanyetik spektrum, elektromanyetik radyasyonun enerji veya frekans veya dalga boyuna göre dağılımıdır.

TipDalga boyu
(m)
Frekans
(Hz)
Enerji
(eV)*
Elektrik5 10550 – 60
Uzun dalga, televizyon105 – 102< 3 109
Kısa dalga, radyo102 – 10-1108 – 3 109< 10-5
Microdalga10-1 – 10-33 109 – 3 101210-5 – 10-2
Infrared10-3 – 7 10-73 1012 – 3 101410-2 – 2
Görünür ışık7 10-7 – 4 10-74.3 1014 – 7.5 10142 – 3
Ultraviolet4 10-7 – 10-97.5 1014 – 3 10173 – 103
X-ışını10-9 – 10-113 1017 – 3 1019103 – 105
Gamma ışını10-11 – 10-133 1019 – 1021> 105
Kozmik ışın10-13 – 10-201021 – 1025

eV = elektron volt

Mikrodalga Isıtma Prensibi

Eektromanyetik dalgalar ve ısı transferini içeren bir multifizik olgusudur; elektromanyetik radyasyona maruz kalan malzemeler ısıtılacaktır.

Hızla değişen elektrik ve manyetik alanlar ısıtma kaynağına yol açar. İletken bir malzemeye uygulanan herhangi bir elektrik alanı akımın akmasına neden olur. Ek olarak, zamanla değişen bir elektrik alanı, su gibi dipolar moleküllerin ileri geri salınmasına neden olur.

İletken bir malzemeye uygulanan zamanla değişen bir manyetik alan da akım akışını indükleyecektir. Bazı manyetik malzeme türlerinde histerezis kayıpları da olabilir.

Mikrodalga Isıtma

Mikrodalgalar gıda ürünlerine nüfuz eder ve ısıtma tüm ürün içinde uzanır. Cam, seramik ve çoğu termoplastik malzeme gibi paketleme malzemeleri mikrodalgaların çok az emilip emilmeden geçmesine izin verir.

Mikrodalga ısıtmanın bariz bir örneği bir mikrodalga fırındadır. Bir mikrodalga fırına yiyecek koyduğunuzda ve “başlat” düğmesine bastığınızda, elektromanyetik dalgalar fırın içinde 2,45 GHz frekansında salınmaktadır. Bu alanlar gıda ile etkileşime girerek ısı oluşumuna ve sıcaklık artışına yol açar.

Mikrodalga ısıtmanın verimliliği malzeme özelliklerine bağlıdır. Örneğin, çeşitli su içeriğine sahip yiyecekleri bir mikrodalga fırına koyarsanız, farklı oranlarda ısınırlar. Ayrıca, gıdanın birbirine göre konumu da fırın içindeki elektromanyetik alanı etkileyecektir. Bu nedenle çoğu mikrodalga fırın, yiyecekleri döndürmek ve hatta ısıtmayı teşvik etmek için pikaplara sahiptir.

Elektromanyetik dalgaların dalga boyu, frekans ve hız ilişkisi:

λ = c / f                              (1)

λ = dalga boyu(m)

c = ışık hızı (3 108 m/s) 

f = frekans (Hz, 1/s)

Mikrodalga fırınlar için izin verilen frekanslar

  • 915 +- 13 Mhz
  • 2450 +- 50 Mhz

Dalga boyları şu şekilde hesaplanabilir:

λ1 = (3 108 m/s) / (915 106 1/s)

  = 0.328 (m)

λ2 = (3 108 m/s) / (2450 106 1/s)

  = 0.122 (m)

Enerji yaklaşık olarak 1.6575 10-23 J 

Elektromanyetik dalga enerjisi formül kullanılarak hesaplanabilir:

E=h⋅f

h = planck sabiti6.63 x 10-34 J.s = 4,14 x 10-15 ev.s = 1,58 x 10-34 cal.s

E = 6.63 10-34 J.s 2450 106 1/s)

E= 16.575 10-24 J

Microdalgadan salınan enerji (J) = toplam mikrodalga voltajı (Watt) x times (s) x 1 ((J/s)/watt)

Su tarafından absorbe edilen enerji = suyun kütlesi (g) x ΔT (°C) x 4.18 J/g °C

Verim (%) = Su tarafından absorbe edilen enerji/ Mikrodalgadan salınan enerji

Yararlanılan kaynak veya site linki

Jeotermal enerji nedir

Hidroelektrik enerjisi nedir

Hidrojen enerjisi nedir

Dalga enerjisi nedir

Rüzgar enerjisi nedir

Hüseyin Sümer

Chemical and Mechanical engineer. Entrepreneur. Passionate about, Technology and Research.

Yorumlar