nauki ścisłe
Autor: Jan Mostowski | dodano: 2012-10-17
Dlaczego metalowe przedmioty iskrzą w mikrofalówce?

Odpowiada prof. dr hab. Jan Mostowski z Instytutu Fizyki PAN

Kuchenki mikrofalowe stosuje się do podgrzewania potraw, wykorzystując do tego celu promieniowanie mi­krofalowe – fale elektromagne­tyczne o długości rzędu kilku lub kilkunastu centymetrów. Te w kuchence mają długość około 12 cm. Przejście promieniowania mikrofalowego przez substancję powoduje jej ogrzanie. Podle­ga mu przede wszystkim woda, ale również inne związki zawie­rające cząsteczki o trwałym mo­mencie dipolowym.

Moc promieniowania w ku­chence wynosi od kilkuset do ponad 1000 W. Jeśli w mikrofa­lówce znajduje się jakiś obiekt (np. szklanka z wodą), to przy ta­kiej mocy pole elektryczne w ko­morze jest stosunkowo słabe – jego natężenie wynosi około kil­kuset woltów na centymetr. Pole o takim natężeniu nie może wy­wołać drastycznych skutków. Podgrzeje ono wodę, ale już nie powietrze czy parę wodną w nim się znajdującą bądź też inne substancje nieprzewodzące (papier, porcelanę, plastik). Pole elektryczne osiąga większe natężenie, gdy komora kuchenki jest pusta. Wówczas promieniowanie pochłaniane jest wyłącz­nie przez ścianki urządzenia, co może doprowadzić do nad­miernego ich ogrzania.

Co się stanie, gdy do ku­chenki włożymy metalo­wy przedmiot? Zmienne pole elektromagnetyczne wytworzy w metalu prądy wirowe, które zwiększą jego temperaturę – od po­wierzchni ogrzeje się wte­dy powietrze w komorze, a więc zwiększy się jego ci­śnienie. Może to spowodo­wać większy lub mniejszy wybuch. Na ogół jednak włożone do kuchenki me­talowe przedmioty, niema­jące mocno zarysowanych brzegów, nie powodują tak dramatycznych efektów.

Natomiast umieszczenie blisko siebie metalowych przedmiotów o ostrych krawędziach lub końcach, na przykład kawałków cienkiej folii aluminiowej, może spowodować iskrzenie. Pole elektryczne ma tę wła­ściwość, że jego natężenie jest znacznie większe w pobliżu metalowego ostrza. W okolicach luźnego styku dwóch me­talowych przedmiotów (np. kawałków metalowej folii) mo­że ono łatwo przekroczyć wartość 3 MV/m, czyli wielkość wystarczającą do „przebicia” powietrza. W tak silnym polu cząsteczki gazu pomiędzy kawałkami metalu ulegają joni­zacji, powstaje przewodząca plazma, widoczna jako iskra. Może ona przeskakiwać między dwoma bliskimi metalowymi krawędziami lub między ostrzem a ścianką kuchenki. W mi­krofalówkach o większych mocach (powyżej 1000 W) ostre metalowe końce lub brzegi mogą wytworzyć na tyle silne po­le elektryczne, że wokół nich powstaje korona (ogień świę­tego Elma), czyli obszar zjonizowanego powietrza. Może to doprowadzić do zapalenia przedmiotów wewnątrz komory lub elementów samej kuchenki.

Mikrofalówka jest urządzeniem bezpiecznym, jeśli używa się jej zgodnie z przeznaczeniem. Nie należy samodzielnie eksperymentować z tym urządzeniem, gdyż może to dopro­wadzić do jego zniszczenia albo pożaru.

 

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 10/2008 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
12/2018
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Grudzień
12
W 1901 r.  Guglielmo Marconi przeprowadził pierwszą transmisję radriową przez Atlantyk.
Warto przeczytać

Skąd się wzięliśmy? Jak to się wszystko zaczęło? To najbardziej fundamentalne pytania we wszechświecie.


Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Jan Mostowski | dodano: 2012-10-17
Dlaczego metalowe przedmioty iskrzą w mikrofalówce?

Odpowiada prof. dr hab. Jan Mostowski z Instytutu Fizyki PAN

Kuchenki mikrofalowe stosuje się do podgrzewania potraw, wykorzystując do tego celu promieniowanie mi­krofalowe – fale elektromagne­tyczne o długości rzędu kilku lub kilkunastu centymetrów. Te w kuchence mają długość około 12 cm. Przejście promieniowania mikrofalowego przez substancję powoduje jej ogrzanie. Podle­ga mu przede wszystkim woda, ale również inne związki zawie­rające cząsteczki o trwałym mo­mencie dipolowym.

Moc promieniowania w ku­chence wynosi od kilkuset do ponad 1000 W. Jeśli w mikrofa­lówce znajduje się jakiś obiekt (np. szklanka z wodą), to przy ta­kiej mocy pole elektryczne w ko­morze jest stosunkowo słabe – jego natężenie wynosi około kil­kuset woltów na centymetr. Pole o takim natężeniu nie może wy­wołać drastycznych skutków. Podgrzeje ono wodę, ale już nie powietrze czy parę wodną w nim się znajdującą bądź też inne substancje nieprzewodzące (papier, porcelanę, plastik). Pole elektryczne osiąga większe natężenie, gdy komora kuchenki jest pusta. Wówczas promieniowanie pochłaniane jest wyłącz­nie przez ścianki urządzenia, co może doprowadzić do nad­miernego ich ogrzania.

Co się stanie, gdy do ku­chenki włożymy metalo­wy przedmiot? Zmienne pole elektromagnetyczne wytworzy w metalu prądy wirowe, które zwiększą jego temperaturę – od po­wierzchni ogrzeje się wte­dy powietrze w komorze, a więc zwiększy się jego ci­śnienie. Może to spowodo­wać większy lub mniejszy wybuch. Na ogół jednak włożone do kuchenki me­talowe przedmioty, niema­jące mocno zarysowanych brzegów, nie powodują tak dramatycznych efektów.

Natomiast umieszczenie blisko siebie metalowych przedmiotów o ostrych krawędziach lub końcach, na przykład kawałków cienkiej folii aluminiowej, może spowodować iskrzenie. Pole elektryczne ma tę wła­ściwość, że jego natężenie jest znacznie większe w pobliżu metalowego ostrza. W okolicach luźnego styku dwóch me­talowych przedmiotów (np. kawałków metalowej folii) mo­że ono łatwo przekroczyć wartość 3 MV/m, czyli wielkość wystarczającą do „przebicia” powietrza. W tak silnym polu cząsteczki gazu pomiędzy kawałkami metalu ulegają joni­zacji, powstaje przewodząca plazma, widoczna jako iskra. Może ona przeskakiwać między dwoma bliskimi metalowymi krawędziami lub między ostrzem a ścianką kuchenki. W mi­krofalówkach o większych mocach (powyżej 1000 W) ostre metalowe końce lub brzegi mogą wytworzyć na tyle silne po­le elektryczne, że wokół nich powstaje korona (ogień świę­tego Elma), czyli obszar zjonizowanego powietrza. Może to doprowadzić do zapalenia przedmiotów wewnątrz komory lub elementów samej kuchenki.

Mikrofalówka jest urządzeniem bezpiecznym, jeśli używa się jej zgodnie z przeznaczeniem. Nie należy samodzielnie eksperymentować z tym urządzeniem, gdyż może to dopro­wadzić do jego zniszczenia albo pożaru.