Que sont les micro-ondes?
Les micro-ondes désignent les rayons électromagnétiques dont les fréquences sont comprises entre 300 MHz et 300 GHz dans le spectre électromagnétique. Les micro-ondes sont petites par rapport aux ondes utilisées dans la radiodiffusion. Leur portée se situe entre les ondes radio et les ondes infrarouges. Les micro-ondes voyagent en lignes droites et seront légèrement affectées par la troposphère. Ils n’ont besoin d’aucun support pour voyager. Les métaux refléteront ces vagues. Les non-métaux tels que le verre et les particules sont partiellement transparents à ces ondes.
Les micro-ondes conviennent pour transmission sans fil de signaux d'avoir une bande passante plus grande. Les micro-ondes sont les plus couramment utilisés dans les communications par satellite, les signaux radar, les téléphones et les applications de navigation. Les autres applications où les micro-ondes sont utilisées sont les traitements médicaux, les matériaux de séchage et dans les ménages pour la préparation des aliments.
Pratiquement, une technique hyperfréquence a tendance à s'éloigner des résistances, condensateurs et inducteurs utilisés avec des ondes radio de basse fréquence. Au lieu de cela, la théorie distribuée et de la ligne de transmission est une méthode plus utile pour la conception et l'analyse. Au lieu de lignes ouvertes et coaxiales utilisées à des fréquences plus basses, des guides d'ondes sont utilisés. Et les éléments localisés et les circuits accordés sont remplacés par des résonateurs à cavité ou des lignes résonnantes. Même à des fréquences plus élevées, où la longueur d'onde des ondes électromagnétiques devient petite par rapport à la taille des structures utilisées pour les traiter, les micro-ondes sont devenues la dernière technologie et les méthodes optiques sont utilisées. Les sources de micro-ondes à haute puissance utilisent des tubes à vide spécialisés pour générer des micro-ondes.
Applications et utilisations des micro-ondes:
Les applications les plus courantes sont comprises entre 1 et 40 GHz. Les micro-ondes conviennent à la transmission sans fil (protocole LAN sans fil Ex-Bluetooth) de signaux ayant une bande passante plus élevée. Les micro-ondes sont couramment utilisées dans les systèmes radar où le radar utilise le rayonnement micro-ondes pour détecter la portée, la distance et d'autres caractéristiques des dispositifs de détection et des applications mobiles à large bande. La technologie micro-ondes est utilisée en radio pour la radiodiffusion et les télécommunications de transmission car en raison de leur petite longueur d'onde, les ondes hautement directionnelles sont plus petites et donc plus pratiques qu'elles ne le seraient à des longueurs d'onde plus longues (fréquences plus basses) avant l'introduction de la transmission par fibre optique. Les micro-ondes sont généralement utilisés dans le téléphone pour les communications longue distance.
Spectre électromagnétique
Plusieurs autres applications où les micro-ondes utilisées sont des traitements médicaux. Le chauffage par micro-ondes est utilisé pour le séchage et le séchage des produits, et dans les ménages pour la préparation des aliments (fours à micro-ondes).
Une application de micro-ondes-four micro-ondes:
Le four à micro-ondes est couramment utilisé à des fins de cuisson sans utiliser d'eau. La haute énergie des micro-ondes fait tourner les molécules polaires de l'eau, des graisses et des sucres des aliments. Cette rotation provoque un frottement qui entraîne une génération de chaleur. Ce processus est appelé chauffage diélectrique. L'excitation par le micro-ondes est presque uniforme de sorte que les aliments chauffent uniformément. La cuisson au four à micro-ondes est rapide, efficace et sûre.
PIÈCES DE FOUR À MICRO-ONDES
Le four à micro-ondes se compose d'un transformateur haute tension qui transmet l'énergie dans le magnétron, une chambre magnétron, une unité de commande magnétron, un guide d'ondes et la chambre de cuisson. L'énergie dans le four à micro-ondes a une fréquence de 2,45 GHz avec une longueur d'onde de 12,24 cm. La micro-onde se propage en cycles alternés pour que les molécules polaires (une extrémité positive et l'autre extrémité négative) s'alignent selon les cycles alternés. Cet auto-alignement provoque la rotation des molécules polaires. Les molécules polaires en rotation frappent d'autres molécules et les mettent en mouvement. Le chauffage induit par micro-ondes est plus efficace si le tissu a une teneur élevée en eau car il y a des molécules d'eau libres de tourner. Les graisses, les sucres, l'eau glacée, etc. montrent moins de chauffage diélectrique en raison de la présence de molécules d'eau moins libres. Le micro-ondes cuit d'abord la partie externe de l'aliment, puis la partie interne de manière similaire à la cuisson ordinaire à l'aide d'une flamme.
La chambre de cuisson du four à micro-ondes est une cage de Faraday qui empêche le micro-ondes de s'échapper dans l'environnement. La porte vitrée du four permet de voir l'intérieur du four. La cage de Faraday, ainsi que la porte, sont bien protégées à l'aide d'un treillis conducteur pour maintenir le blindage. Les perforations dans le treillis sont de taille moindre, de sorte que le micro-ondes ne peut pas s'échapper à travers le treillis. L'efficacité électrique du four à micro-ondes est élevée car le four ne convertit qu'une partie du énergie électrique . Un four typique consomme 1 100 énergie électrique pour produire 700 watts d'énergie micro-ondes. Les 400 watts restants sont dissipés sous forme de chaleur dans le magnétron. Une énergie supplémentaire est nécessaire pour faire fonctionner d'autres composants du four comme une lampe, un moteur de plateau tournant de ventilateur de refroidissement, etc.
Bandes micro-ondes:
Les micro-ondes se trouvent à l'extrémité supérieure du spectre radioélectrique, mais elles sont généralement différentes des ondes radio en fonction de la technologie qui les utilise. Les micro-ondes sont divisées en sous-bandes en fonction de leurs longueurs d'onde qui fournissent des informations différentes. Les bandes de fréquences des micro-ondes sont les suivantes:
Bandes micro-ondes
Bandes de fréquences micro-ondes et leur gamme de fréquences
Bande L:
Les bandes L ont une gamme de fréquences comprise entre 1 GHz et 2 GHz et leur longueur d'onde dans l'espace libre est de 15 cm à 30 cm. Ces gammes d'ondes sont utilisées dans les navigations, les téléphones mobiles GSM et dans les applications militaires. Ils peuvent être utilisés pour mesurer l'humidité du sol des forêts tropicales.
Bande S:
Les micro-ondes en bande S ont une plage de fréquences comprise entre 2 GHz et 4 GHz et leur plage de longueurs d'onde est de 7,5 cm à 15 cm. Ces ondes peuvent être utilisées dans les balises de navigation, les communications optiques et les réseaux sans fil.
Bande C:
Les ondes de la bande C ont une plage comprise entre 4 GHz et 8 GHz et leur longueur d'onde est comprise entre 3,75 cm et 7,5 cm. Les micro-ondes en bande C pénètrent dans les mottes, la poussière, la fumée, la neige et la pluie pour révéler la surface de la terre. Ces micro-ondes peuvent être utilisées dans les télécommunications radio longue distance.
Bande X:
La gamme de fréquences pour les micro-ondes en bande S est de 8 GHz à 12 GHz avec une longueur d'onde comprise entre 25 mm et 37,5 mm. Ces ondes sont utilisées dans les communications par satellite, les communications à large bande, les radars, les communications spatiales et les signaux radioamateurs.
Applications radar utilisant des micro-ondes
Bande Ku:
Compteur d'ondes pour mesurer dans la bande Ku
Ces ondes occupent la plage de fréquences comprise entre 12 GHz et 18 GHz et ont une longueur d'onde comprise entre 16,7 mm et 25 mm. «Ku» fait référence à Quartz-under. Ces ondes sont utilisées dans les communications par satellite pour mesurer les changements d'énergie des impulsions micro-ondes et elles peuvent déterminer la vitesse et la direction du vent à proximité des zones côtières.
Bande K et bande Ka:
La gamme de fréquences pour les ondes de la bande K entre 18 GHz et 26,5 GHz. Ces ondes ont une longueur d'onde comprise entre 11,3 mm et 16,7 mm. Pour la bande Ka, la gamme de fréquences est de 26,5 GHz à 40 GHz et ils occupent la longueur d'onde comprise entre 5 mm et 11,3 mm. Ces ondes sont utilisées dans les communications par satellite, les observations astronomiques et les radars. Les radars dans cette gamme de fréquences fournissent une courte portée, une haute résolution et des quantités élevées de données au taux de renouvellement.
Bande V:
Cette bande reste pour une atténuation élevée. Les applications radar sont limitées pour une courte gamme d'applications. La gamme de fréquences pour ces ondes est de 50 GHz à 75 GHz. La longueur d'onde de ces micro-ondes est comprise entre 4,0 mm et 6,0 mm. Il existe d'autres bandes comme U, E, W, F, D et P ayant des fréquences très élevées qui sont utilisées dans plusieurs applications.
Le rayonnement micro-ondes et ses effets sur la santé:
Le rayonnement est une énergie qui provient d'une source et se déplace à travers un milieu ou un espace. En général, le rayonnement RF sera produit par plusieurs appareils tels que les émetteurs TV et radio, les radiateurs à induction et les radiateurs diélectriques. Le rayonnement micro-ondes sera produit par des appareils radar, des antennes paraboliques et des fours à micro-ondes.
Effet de rayonnement micro-ondes après un appel téléphonique
En raison du rayonnement micro-ondes, la température corporelle peut augmenter. Il existe un risque plus élevé de dommages causés par la chaleur avec les organes dont la température est mal contrôlée, comme le cristallin des yeux. Étant donné que l'énergie de rayonnement absorbée par le corps varie avec la fréquence, la mesure du taux d'absorption est très difficile.
5 avantages de l'utilisation de la technologie micro-ondes:
- Il ne nécessite aucune connexion par câble.
- Ils peuvent transporter de grandes quantités d'informations en raison de leurs fréquences de fonctionnement élevées.
- Nous pouvons accéder à un plus grand nombre de canaux.
- Achat de terrains à bas prix: chaque tour occupe une petite surface.
- Les signaux haute fréquence / longueur d'onde courte nécessitent une petite antenne.
5 Inconvénients:
- Atténuation par les objets solides: oiseaux, pluie, neige et brouillard.
- La construction de longues tours coûte beaucoup plus cher.
- Réfléchi sur des surfaces planes comme l'eau et le métal.
- Diffracté (divisé) autour des objets solides.
- Réfracté par l'atmosphère, provoquant ainsi la projection du faisceau loin du récepteur.
Vous avez maintenant compris le concept des micro-ondes et des applications et des effets de l'article ci-dessus, donc si vous avez des questions sur le sujet ci-dessus ou sur l'électricité et projets électroniques laissez la section commentaires ci-dessous.
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