微波爐是如何降低微波的洩露的?內部有什麼遮蔽裝置?爐門是利用什麼物理原理,金屬網又是用什麼金屬製成?

時間 2021-07-02 10:07:40

1樓:Antigng

如同樓下說的,要求高的地方可以用金屬網,甚至小管子做成蜂窩狀。後者利用的正是波導管的原理。只要製作波導管的金屬具有良好的導電性,其表面附近任何平行於表面的電場都會激發起電流進而將其抵消掉,因此波導管所能傳播的,必然只有那些能夠滿足邊界處沒有非垂向電場這一邊界條件的電磁波。

如果電磁波的波長很長,也就是說頻率很低,則在波導管左邊滿足邊界條件,必然就沒法在右邊滿足邊界條件;在右邊滿足邊界條件,必然無法在左邊滿足邊界條件(因為波長長,在波導管尺寸這個給定的距離下相位差不夠大)。這就意味著每一根波導管都有乙個截止頻率(波長):低於這個頻率(或大於這個波長)的電磁波無法通過該波導管傳輸。

對於最簡單的,大家在電磁學或電動力學課上都會學到的

a)矩形波導管;

b)圓形波導管;

而言,其所允許傳播的最大波長分別為:

a)矩形較長的邊長的兩倍;

b)半徑的2.6倍。

對於其它更複雜的情形,就算沒有解析的結果,樸素的量綱分析也告訴我們這個截止波長必然是和波導的橫向尺度同一量級的。因此,只要保證管子做得足夠小,遠小於工作波長(家用微波爐的工作波長一般是2~4cm),任何高導電性的材料都可以起到減少微波洩漏的目的。

2樓:棍總

微波爐降低微波洩露的方法靠遮蔽。

對電磁波的遮蔽有兩種方式,吸收和反射。由於微波爐需要盡可能把微波能量照射食物,都採用反射方法。

微波爐內部的矩形空間的5個面都是金屬板,通常是鋁板或者鍍錫鋼板。爐門邊緣是金屬板,在玻璃處採用金屬網格。對於微波爐頻率來說,遇到金屬板即全反射,遇到金屬網格,會有一點點洩露(-60dB,差不多百萬分之一),其餘能量也是反射。

整個矩形空間都反射能量,只有食物吸收能量,最後所有微波能量被食物吸收,食物被加熱。

金屬板對微波的遮蔽作用原理,參見金屬趨膚效應:Skin Effect and Shielding Theory of Schelkunoff" (pages 377-392) , "Electromagnetic Compatibility for Device Design and System Integration" by Karl-Heinz Gonschorek and Ralf Vick。

金屬網格,包括微波爐門和爐體結合處的遮蔽作用原理參見法拉第籠Faraday Cage的原理解釋:https://

en.m.wikipedia.org/wiki

/Faraday_cage

實際上本質原理和金屬板是相同的,只是網格是乙個高通濾波器,截止波長大約為網格直徑的一倍。微波爐上的網格直徑大約1-2公釐,對應60GHz以上的電磁波才會通過。

不論金屬板還是金屬網格,最重要的兩個引數是:1.導電性;2. 厚度。

導電性越好,厚度越厚,遮蔽效果越好。故而多用銅,鋁做材料。對於金屬板,由於趨膚效應,只需要鍍層導電性良好即可,所以鍍錫,鍍銅鋼板也很適合。

微波爐會在這些金屬板再加一層耐高溫塗層,防止久了金屬被腐蝕。

對於網格也是一樣。導電性好,而且厚,對應遮蔽效果好。要求高的地方有時候用甚至用小管子拼接成蜂窩狀的,如下圖:

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