Frage:
Warum verwenden Mikrowellenherde Magnetrons?
user163416
2019-10-19 11:42:18 UTC
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Mit großen Fortschritten in der Festkörperelektronik und Signalmanipulation ist es nicht einfacher, einfach Signale mit hoher Amplitude mit Frequenzen nahe 1 MHz aufzunehmen und die Signale mit Dioden und Frequenzfiltern (LC / RLC) zu multiplizieren, als a zu verwenden Magnetron?

Da bei der Frequenzmultiplikation die Amplitude halbiert wird, können wir für die niedrigen Originalfrequenzen viel höhere Amplituden verwenden, was einfacher ist als die Verstärkung von Signalen mit sehr hoher Frequenz.

Fragen Sie nach Mikrowellenherden oder nach Mikrowellen im Allgemeinen?
@Jasen Mikrowellenherde.
Was bedeutet der Absatz?
@Jasen Nun, es bedeutet, dass wir ein Magnetron benötigen, das angeblich sperrig und teuer ist, da es einfacher ist, niedrige Frequenzen mit hoher Amplitude mit geringen Schwierigkeiten zu synthetisieren und diese Signale mit Frequenzmultiplikatoren zu multiplizieren und mit sehr guter Amplitude nach der erforderlichen Frequenz zu filtern?Nur wenige Transistoren, Dioden, Kondensatoren, Widerstände und Induktivitäten sind viel billiger und effizienter, ohne Rauschen wie ein Magnetron.
Es gibt einfache Möglichkeiten, solche Frequenzen zu erzeugen, als sie zu synthetisieren
Hochleistungs-Gigahertz-Transistoren sind eine ziemlich neue Sache.https://www.mwrf.com/industrial/will-today-s-microwave-oven-soon-be-thing-past-part-2#close-olyticsmodal
@Jasen das war sehr hilfreich.
Robustheit;Ein Magnetron ist ein ausgefräster Hohlraum in einem Kupferblock
Sie unterschätzen viele Dinge.Mikrowellen benötigen hohe Leistung.Was ist billiger für hohe Leistung?Ein Stück Metall oder ein Bündel großer Halbleiterkristalle, die gezüchtet werden müssen?Haben Sie darüber nachgedacht, wie groß diese teuren Transistoren, Kappen und Dioden sein müssen, um 1500 W zu bewältigen?Sie sprechen hier nicht von einem kleinen Radio.Es ist, als würde man sagen, es sei einfacher, mit einem Lautsprecher wirklich laute Geräusche zu machen, als nur etwas wirklich hart zusammenzuschlagen.
Dies erinnert mich an die Frage "Warum verwenden wir mechanische Relais, wenn es SSRs gibt?"."Veraltete Technologie" bedeutet nicht, dass es etwas Neueres gibt.Es bedeutet, dass es etwas gibt, das sowohl billiger als auch leistungsfähiger ist.
Drei antworten:
Spehro Pefhany
2019-10-19 15:05:35 UTC
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Magnetrons sind billig, zuverlässig, ziemlich effizient (65% oder so - und sie vertragen hohe Temperaturen, so dass das Absenken einfach ist) und mit ausgereifter Technologie hergestellt. Sie sind auch einigermaßen tolerant gegenüber VSWR-Problemen (wenn der Benutzer beispielsweise den Ofen nicht richtig belädt). Sie lassen nicht wirklich zu, dass sich die Frequenz stark ändert, ohne dass eine teure mechanische Abstimmung erforderlich ist, die bei Verbraucheröfen nicht verfügbar ist. Daher treten im Ofen häufig stehende Wellen auf.

Eine andere Mikrowellenleistung von 1000 W zu erhalten, wäre teurer und möglicherweise zerbrechlicher. Es ist heute möglich, aber zu teuer. Natürlich suchen die Halbleiterhersteller immer nach dem nächsten großen Markt, aber der Ofenmarkt wird meiner Meinung nach noch einige Jahre warten müssen. Einer der wenigen Vorteile, die sie haben könnten, besteht darin, die Frequenz modulieren zu lassen, wodurch die Notwendigkeit von Plattenspielern und Rührern verringert oder beseitigt werden könnte. Dies könnte jedoch Auswirkungen auf andere Bereiche des Ofendesigns haben, beispielsweise auf die Tür, die eine bestimmte Frequenz dämpfen soll.

Das deckt es gut ab.+1 Ich entwickelte eine kostengünstige "in situ" -Fasersonde zur Messung von Temperaturen in einem Mikrowellenherd, nachdem ich eine solche für kommerzielle Unternehmen entwickelt hatte (die es sich leisten konnten, mehr für * alles * zu bezahlen, was in einer Operationskammer funktionieren würde)um es in kleinen Mengen auf etwa 70 Dollar zu bringen.Aber selbst mit der Möglichkeit niedriger Kosten für den Hersteller bei hohem Volumen konnte ich Whirlpool / Amana usw. nicht interessieren. Ich dachte, es wäre schön, eine Temperatur einzustellen und sie abschalten zu lassen, wenn sie erreicht ist.Sie taten es auch.Aber sie hatten das Gefühl, dass der Markt sich am Ende nicht genug darum kümmern würde.
* Dies könnte jedoch Auswirkungen auf andere Bereiche des Ofendesigns haben, z. B. die Tür, die eine bestimmte Frequenz dämpfen soll. * Der Durchmesser $ d $ der Löcher ist nicht auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt.Wellen der Wellenlänge $ \ lambda $ werden um $ T = (d / \ lambda) ^ 4 $ gedämpft.Wenn Sie also aus Sicherheitsgründen ein bestimmtes $ T $ möchten und $ d $ festgelegt ist, können Sie einfach ein Minimum von $ \ lambda $ berechnen und nicht darunter gehen.Siehe https://physics.stackexchange.com/questions/141562/diffraction-by-small-holes/141713
@BenCrowell Ich spreche von den Türabdichtungen ** (nicht dem Türfenster), die oft abgestimmt sind.Siehe zum Beispiel US 4523069.
Auch Wechselrichter-angetriebene Magnetrons (z. B. viele Panasonic-Modelle) bieten einige der Vorteile eines Festkörperantriebs, wie z. B. variable Leistung, ohne auf sehr langsame PWM zurückzugreifen.Ich kann im Vergleich zu herkömmlichen Ansteuerschaltungen keine harten Zahlen zur Effizienz finden, aber ich gehe davon aus, dass Wechselrichter etwas besser sind
Ich würde nicht in Betracht ziehen, ein Drittel meiner Kraft "ziemlich effizient" zu verlieren.
@Michael Im Vergleich zu welcher alternativen Methode zur Erzeugung von ~ 1 kW bei GHz-Frequenzen?Gegenwärtiger Stand der Technik ist 1/4 der Leistung bei einem Wirkungsgrad von 58 bis 61% im Festkörper, und natürlich ist das thermische Design bei Halbleitern, die ziemlich kühl gehalten werden müssen, viel kritischer.https://www.slipstream-design.co.uk/introduction-rf-solid-state-microwave-heating/
Autistic
2019-10-19 11:57:06 UTC
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Der Haushaltsmikrowellenherd benötigt eine hohe Leistung zum Kochen der Mahlzeit und eine hohe Frequenz zum Anregen der Wassermoleküle.Was nicht benötigt wird, ist eine hohe Stabilität, da das Absorptionsspektrum der Wasserenergie breit ist.( 1, 2) Das Magnetron macht das billig.Der niedrige Preis und das niedrige Tastverhältnis der Haushaltsmikrowelle bedeuten, dass sie trotz sinkender Magnetronleistung viele Jahre halten sollten.

M KS
2019-10-20 02:40:15 UTC
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Für eine lineare Schaltung können Sie im best-case 50% Ihrer Eingangsleistung auf die Welle übertragen, und die anderen 50% Energie erwärmen Ihre Schaltungen. " https://www.microwaves101.com/encyclopedias/maximum-power-transfer-theorem"

Bei Hochleistungsverstärkern (mit einigen Tricks) liegt der Wirkungsgrad beispielsweise bei Verstärkern der Klasse B bei etwa 70-80%.Sie variiert mit der Impedanz der Last.In diesem Beispiel erzeugt das Ändern des Lebensmittelzustands eine neue Impedanz für die Schaltung und dies ändert den Wirkungsgrad.

Ein harter mechanischer Körper kann also der Temperatur standhalten, wenn Sie hohe Energie übertragen.

Es ist eine billige Technologie und hat eine längere Geschichte als viele bekannte Schaltkreise.



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