Микроволновая печь (или СВЧ-печь) – бытовой электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или быстрого подогрева пищи, размораживания продуктов. Обычно работает на частоте 2450 МГц, хотя в некоторых производственных печах частота излучения может варьироваться.
Самой важной составляющей частью микроволновой печи является магнетрон. При подаче электрического тока на магнетрон он начинает генерировать высокочастотные электромагнитные волны (микроволны). Рабочая камера печи оборудована металлическими стенками со специальным покрытием, отражающими микроволны, и вращающимся поддоном, обеспечивающим равномерный нагрев продуктов (см. рисунок).
Распределение микроволн в приборах с вращающимся поддоном
Разогрев продуктов в микроволновой печи происходит по всему объёму продукта, содержащего полярные молекулы (например, воды), так как радиоволны проникают достаточно глубоко почти во все пищевые продукты. Это сокращает время разогрева продукта. Микроволны могут проходить сквозь стекло, бумагу, пластик и фарфор, но не проникают через металл.
Высокочастотное электрическое поле заставляет двигаться (поворачиваться) полярные молекулы внутри вещества, что приводит к разогреванию продукта. Происходит это так. Электромагнитное поле приводит к развороту молекул, выстраиванию их в соответствии с направлением электрического поля. А так как поле переменное, то молекулы поворачиваются в соответствии с частотой электромагнитного излучения. Сдвигаясь, молекулы «раскачиваются», сталкиваются, ударяются друг о друга, передавая энергию соседним молекулам в этом материале и вызывая дополнительное хаотическое тепловое движение. Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии теплового движения атомов или молекул в материале, значит, такое перемешивание молекул увеличивает температуру материала. Таким образом, происходит преобразование энергии электромагнитного излучения во внутреннюю энергию материала.
Задание №1
Для разогрева пищи в СВЧ-печи нельзя использовать посуду из
1)меди
2)стекла
3)фарфора
4)керамики
Задание №2
В полярных молекулах центры положительного и отрицательного зарядов не совпадают, поэтому эти молекулы схематически изображают в виде диполей. В отсутствие внешнего электрического поля диполи расположены хаотично (см. рисунок)
В электрическом поле, созданном разноимённо заряженными пластинами, диполи выстраиваются в соответствии с рисунком
1)
2)
3)
4)
Задание №3.
Микроволновое излучение, используемое в СВЧ-печи, имеет длину волны порядка
1) 0,1 мм
2) 1 мм
3) 1 см
4) 10 см
Тест 10. Магнитная подвеска
Средняя скорость поездов на железных дорогах не превышает
150 км/ч. Сконструировать поезд, способный состязаться по скорости с самолетом, непросто. При больших скоростях колеса поездов не выдерживают нагрузку. Выход один: отказаться от колес, заставив поезд лететь. Один из способов «подвесить» поезд над рельсами — использовать отталкивание магнитов.
В 1910 году бельгиец Э. Башле построил первую в мире модель летающего поезда и испытал ее. 50-килограммовый сигарообразный вагончик летающего поезда разгонялся до скорости свыше 500 км/ч! Магнитная дорога Башле представляла собой цепочку металлических столбиков с укрепленными на их вершинах катушками. После включения тока вагончик со встроенными магнитами приподнимался над катушками и разгонялся тем же магнитным полем, над которым был подвешен.
Практически одновременно с Башле в 1911 году профессор Томского технологического института Б.Вейнберг разработал гораздо более экономичную подвеску летающего поезда. Вейнберг предлагал не отталкивать дорогу и вагоны друг от друга, что чревато огромными затратами энергии, а притягивать их обычными электромагнитами. Электромагниты дороги были расположены над поездом, чтобы своим притяжением компенсировать силу тяжести поезда. Железный вагон располагался первоначально не точно под электромагнитом, а позади него. При этом электромагниты монтировались по всей длине дороги. При включении тока в первом электромагните вагончик поднимался и продвигался вперед, по направлению к магниту. Но за мгновение до того, как вагончик должен был прилипнуть к электромагниту, ток выключался. Поезд продолжал лететь по инерции, снижая высоту. Включался следующий электромагнит, поезд опять приподнимался и ускорялся. Поместив свой вагон в медную трубу, из которой был откачан воздух, Вейнберг разогнал вагон до скорости 800 км/ч!
Задание №1
При движении поезда на магнитной подвеске
1) силы трения между поездом и дорогой отсутствуют
2) силы сопротивления воздуха пренебрежимо малы
3) используются силы электростатического отталкивания
4) используются силы притяжения одноименных магнитных полюсов
Задание №2
Что следует сделать в модели магнитного поезда Б. Вейнберга, чтобы вагончик большей массы двигался в прежнем режиме? Ответ поясните
Задание №3
Какое из магнитных взаимодействий можно использовать для магнитной подвески?
А. Притяжение разноимённых полюсов.
Б. Отталкивание одноимённых полюсов.
Правильный ответ
1) только А
2) только Б
3) ни А, ни Б
4) и А, и Б
Тест 11. Магнитная подушка
К.Э. Циолковский считал, что при очень высоких скоростях движения транспорта «никакие колеса не могут быть пригодны». Один из эффективных заменителей колес – магнитная подушка. Суть ее можно понять из простейшего опыта: надо приложить друг к другу одноименными полюсами два магнита. Они будут взаимно отталкиваться. Явление, которое положено в основу создания магнитной подушки, называется левитацией.
Если ряд мощных магнитов поместить, например, под полотном железной дороги и в вагонах поезда, можно добиться того, что поезд как бы повиснет над дорогой. Такой проект поезда на магнитной подушке был предложен в России еще в 1911. Сегодня же экспериментальные образцы такого поезда построены и прошли успешные испытания.
Сравним устройство и принцип действия двигателя на магнитной подушке с обычным электродвигателем.
У обычного электродвигателя статор представляет собой стальное кольцо с обмоткой. В двигателе на магнитной подушке кольцо как бы разрезано и распрямлено (поэтому его называют линейным двигателем). При этом статорные обмотки уложены на плоскости вдоль всего пути, по которому движется транспорт. Ротором такого двигателя служит алюминиевый брус, уложенный посередине между обмотками тоже вдоль всего пути (см. рис.).
Принцип работы линейного двигателя, по существу, тот же, что и у обычного электрического двигателя переменного тока: электрический ток через контактные провода поступает в статор, а в роторе-полосе возникают электромагнитные силы. Они направлены вдоль полотна и приводят вагон, установленный на таком линейном двигателе, в движение. Таким образом электрическая энергия непосредственно преобразуется в энергию поступательного движения вагона.
Исключить трение помогают установленные с обеих сторон пути 2 рельса – 2 стальные полосы, которые в сечении похожи на букву П. На вагоне как раз под стальными полосами расположены мощные электромагниты. Они-то и удерживают вагон на весу.
Задание №1
Какое(-ие) преобразование(-я) энергии происходят в двигателе на магнитной подушке?
А. энергия электрического тока – в механическую
Б. энергия магнитного поля – в механическую
В. энергия электрического тока – в электромагнитную
Выберите верное(-ые) утверждение(-я).
1) только А
2) только Б
3) только В
4) А и В
Задание №2
Основными элементами электродвигателя переменного тока являются: статор, ротор, обмотка проводов. Какие из этих элементов используются в линейном двигателе?
1) только ротор
2) только статор и ротор
3) только ротор и обмотка
4) статор, ротор и обмотка
Задание №3
Стальные полосы, установленные с обеих сторон пути, позволяют
А. исключить трение между вагоном и железнодорожным полотном
Б. увеличить скорость поезда
В. приподнять поезд над железнодорожным полотном
Выберите верное(-ые) утверждение(-я).
1) только А
2) только В
3) А и В
4) А, Б и В
Дата: 2019-12-09, просмотров: 409.
