{"id":133173,"date":"2018-04-09T10:47:37","date_gmt":"2018-04-09T12:47:37","guid":{"rendered":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/?p=133173"},"modified":"2018-04-09T10:51:14","modified_gmt":"2018-04-09T12:51:14","slug":"magnetron","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/lab.fabricadelandings.com.br\/portalsaofrancisconovo\/ciencias-da-natureza\/fisica\/magnetron","title":{"rendered":"Magnetron"},"content":{"rendered":"

Defini\u00e7\u00e3o de Magnetron <\/strong><\/p>\n

Um Magnetron <\/strong>\u00e9 um tubo de v\u00e1cuo de dois elementos no qual o fluxo de el\u00e9trons est\u00e1 sob a influ\u00eancia de um campo magn\u00e9tico externo, usado para gerar ondas de r\u00e1dio extremamente curtas.<\/p>\n

O que \u00e9 um Magnetron?<\/strong><\/p>\n

Um magnetron<\/strong> \u00e9 um dispositivo que utiliza a intera\u00e7\u00e3o de um fluxo de el\u00e9trons, guiado por um campo magn\u00e9tico, com cavidades dentro de um bloco de cobre para produzir radia\u00e7\u00e3o de microondas. A faixa de freq\u00fc\u00eancia da radia\u00e7\u00e3o depende do tamanho das cavidades.<\/p>\n

Os dispositivos s\u00e3o usados no radar e fornos de microondas, onde a radia\u00e7\u00e3o faz com que as mol\u00e9culas dos alimentos – particularmente mol\u00e9culas de \u00e1gua – vibrem, levando a um aumento r\u00e1pido da temperatura que \u00e9 suficiente para cozinhar os alimentos.<\/p>\n

\"Magnetron\"<\/p>\n

Magnetrons, como aqueles encontrados em fornos de microondas,
\nusam \u00edm\u00e3s e guias de onda para gerar e direcionar a radia\u00e7\u00e3o de microondas<\/strong><\/p>\n

Como funciona<\/strong><\/p>\n

Um Magnetron<\/strong> consiste de um pequeno cilindro de cobre com um n\u00famero de cavidades que se abrem para uma c\u00e2mara de v\u00e1cuo central, que cont\u00e9m um c\u00e1todo de metal. Um im\u00e3 permanente fornece um campo magn\u00e9tico que corre paralelo ao eixo do cilindro. O c\u00e1todo \u00e9 aquecido por uma corrente direta de alta voltagem, fazendo com que ele produza el\u00e9trons que fluem em dire\u00e7\u00e3o \u00e0 parede do cilindro, perpendicularmente ao campo magn\u00e9tico. Os el\u00e9trons s\u00e3o desviados pelo campo em caminhos curvos, fazendo com que eles estabele\u00e7am correntes circulares dentro das cavidades. Essas correntes produzem radia\u00e7\u00e3o de microondas em freq\u00fc\u00eancias relacionadas ao tamanho das cavidades.<\/p>\n

As microondas devem ent\u00e3o ser direcionadas para onde s\u00e3o necess\u00e1rias. Isto \u00e9 conseguido por uma estrutura met\u00e1lica conhecida como guia de ondas, ao longo da qual as ondas viajam. Normalmente se estende para fora do corpo principal a partir de uma das cavidades, capturando as microondas e guiando-as ao longo de seu comprimento. No caso de um magnetron usado para radar, o guia de ondas se conectar\u00e1 a uma antena que transmite as ondas. Em um forno de microondas, ele direcionar\u00e1 as ondas para a c\u00e2mara do forno, de modo que elas possam ser usadas para cozinhar.<\/p>\n

Usos<\/strong><\/p>\n

Magnetrons<\/strong> s\u00e3o usados para gerar microondas para o radar, pois eles podem alcan\u00e7ar a pot\u00eancia necess\u00e1ria. Uma desvantagem de um magnetron simples \u00e9 que, embora a faixa de frequ\u00eancias produzidas seja determinada pelo tamanho das cavidades, h\u00e1 uma varia\u00e7\u00e3o dentro dessa faixa, devido \u00e0s flutua\u00e7\u00f5es na corrente e \u00e0s mudan\u00e7as de temperatura. Embora isso n\u00e3o seja um problema quando a energia produzida \u00e9 usada para aquecimento, ela afeta a precis\u00e3o das imagens de radar. Isso pode ser superado usando materiais condutores ajust\u00e1veis que podem ser inseridos nas cavidades para ajustar a radia\u00e7\u00e3o conforme necess\u00e1rio.<\/p>\n

\"Magnetron\"<\/p>\n

Forno de Microondas<\/strong><\/p>\n

O uso mais familiar dos magnetrons \u00e9 em fornos de microondas.<\/p>\n

Estes direcionam as ondas para uma pequena c\u00e2mara de cozimento, onde a comida pode ser cozida muito rapidamente.<\/p>\n

Algumas mol\u00e9culas nos alimentos s\u00e3o polares, o que significa que elas t\u00eam uma carga positiva de um lado e uma carga negativa no outro. Essas mol\u00e9culas, quando bombardeadas com radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica na faixa de microondas, se alinham aos campos el\u00e9tricos e magn\u00e9ticos alternados produzidos pelas ondas, fazendo com que elas vibrem rapidamente, o que leva a um r\u00e1pido aquecimento. Uma dessas mol\u00e9culas \u00e9 a \u00e1gua, que est\u00e1 presente em quantidades significativas na maioria dos alimentos.<\/p>\n

Hist\u00f3ria<\/strong><\/p>\n

Na d\u00e9cada de 1920, Albert Hull, funcion\u00e1rio de uma conhecida empresa de eletricidade, pesquisava tubos a v\u00e1cuo quando criou o magnetron. Hull, no entanto, poderia pensar em poucos usos para sua inven\u00e7\u00e3o, e permaneceu praticamente inutilizado por algum tempo.<\/p>\n

No final da d\u00e9cada de 1930 e in\u00edcio da d\u00e9cada de 1940, dois engenheiros chamados Harry Boot e John Randall decidiram explorar mais o dispositivo.<\/p>\n

Vers\u00f5es anteriores consistiam de um c\u00e1todo e anodos dentro de um tubo de vidro, mas Boot e Randall usavam o cobre, um bom condutor el\u00e9trico, para construir um inv\u00f3lucro com cavidades que tamb\u00e9m agiam como um \u00e2nodo. Isso resultou em um dispositivo que era muito mais potente, produzindo uma sa\u00edda de 400 watts em um espa\u00e7o menor que 10 cm.<\/p>\n

Como Boot e Randall desenvolveram tubos de magnetr\u00e3o mais fortes, eles descobriram que estes eram ideais para o radar.<\/p>\n

Durante a Segunda Guerra Mundial, os submarinos dos Estados Unidos come\u00e7aram a us\u00e1-los, o que permitiu que o equipamento de radar detectasse naves inimigas mais rapidamente.<\/p>\n

No final da d\u00e9cada de 1940, o Dr. Percy Spenser, engenheiro e inventor americano, testou ainda mais a produ\u00e7\u00e3o de tubos de magnetr\u00e3o em seu laborat\u00f3rio. Ele notou que a barra de chocolate no bolso havia derretido completamente enquanto ele estava trabalhando com os tubos. Ele decidiu colocar alguns gr\u00e3os de pipoca perto do maquin\u00e1rio para ver o que aconteceria, e notou que isso fazia os gr\u00e3os pipocarem.<\/p>\n

O Dr. Spenser chamou seu assistente e os dois homens decidiram colocar um ovo inteiro perto do aparelho. Quando o ovo explodiu, o Dr. Spenser percebeu que descobrira uma forma fascinante de cozinhar. Spenser ajudou a criar o primeiro forno de microondas do mundo em 1947. O modelo inicial pesava mais de 318 kg e tinha mais de 1,5 metro de altura.<\/p>\n

O que \u00e9 radia\u00e7\u00e3o de microondas?<\/strong><\/p>\n

As microondas s\u00e3o raios eletromagn\u00e9ticos com uma faixa de freq\u00fc\u00eancia de 0,3 GHz a 300 Ghz. Eles s\u00e3o encontrados entre as ondas de r\u00e1dio e as ondas infravermelhas no espectro eletromagn\u00e9tico. A radia\u00e7\u00e3o de microondas \u00e9 o movimento das ondas radiantes no qual a energia de microondas viaja.<\/p>\n

Este tipo de energia leva um caminho de linha reta. Como todas as ondas eletromagn\u00e9ticas, elas n\u00e3o exigem que um meio atravesse. Eles podem passar por materiais n\u00e3o met\u00e1licos como pl\u00e1stico e vidro, mas s\u00e3o refletidos em superf\u00edcies de metal. As microondas s\u00e3o absorvidos por alimentos e outros materiais com elevado teor de \u00e1gua, e produzir calor. Este \u00e9 o princ\u00edpio operacional no qual os aparelhos de cozinha de microondas funcionam.<\/p>\n

Um forno de microondas consiste de um transformador de alta voltagem, um tubo de el\u00e9trons chamado magnetron, um ventilador guia de onda e uma c\u00e2mara de cozimento. O transformador passa energia el\u00e9trica para o magnetron, que converte essa energia el\u00e9trica em radia\u00e7\u00e3o de microondas. A radia\u00e7\u00e3o \u00e9 refletida na c\u00e2mara de cozimento e absorvida pela comida.<\/p>\n

Como resultado da absor\u00e7\u00e3o por microondas, as mol\u00e9culas de \u00e1gua nos alimentos come\u00e7am a vibrar. Esse movimento molecular produz calor, que cozinha a comida. Alimentos que possuem concentra\u00e7\u00f5es mais altas de mol\u00e9culas de \u00e1gua cozinham mais rapidamente. Em alimentos mais espessos, a parte externa \u00e9 cozida pelas microondas e a parte interna \u00e9 cozida por condu\u00e7\u00e3o de calor da parte externa aquecida.<\/p>\n

Preocupa\u00e7\u00f5es sobre microondas transformando alimentos radioativos s\u00e3o infundadas. A “radia\u00e7\u00e3o” refere-se \u00e0 maneira como as microondas se movem, e n\u00e3o a radioatividade. As microondas s\u00e3o de car\u00e1ter n\u00e3o ionizante, o que significa que elas n\u00e3o t\u00eam energia para causar altera\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas nas subst\u00e2ncias, como ocorreria no caso da radioatividade.<\/p>\n

O principal perigo das microondas \u00e9 que o tecido do corpo possa ser afetado da mesma maneira que os alimentos. Eles podem causar queimaduras, cataratas nos olhos e outros ferimentos. No entanto, seria necess\u00e1rio altos n\u00edveis de energia para que isso acontecesse. Os n\u00edveis de radia\u00e7\u00e3o nos utens\u00edlios de cozinha s\u00e3o felizmente muito baixos.<\/p>\n

A radia\u00e7\u00e3o de microondas tamb\u00e9m p\u00e1ra assim que um aparelho \u00e9 desligado. Isso significa que os perigos de ficar em frente ao forno de microondas s\u00e3o insignificantes. Ao mesmo tempo, \u00e9 importante que os cozinheiros tomem precau\u00e7\u00f5es sensatas.<\/p>\n

Antes de comprar um aparelho de microondas, o comprador deve certificar-se de que ele atende aos padr\u00f5es de seguran\u00e7a aprovados pelo setor. Ele deve ler e seguir as instru\u00e7\u00f5es do dispositivo antes de us\u00e1-lo. Somente tigelas e vasos projetados especificamente para o uso de forno de microondas devem ser colocados dentro. As pessoas tamb\u00e9m devem evitar o aquecimento de \u00e1gua ou outros l\u00edquidos no forno, pelo menos n\u00e3o por longos per\u00edodos. A porta do forno tamb\u00e9m deve ser mantida fechada quando estiver em opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Constru\u00e7\u00e3o f\u00edsica de um magnetron<\/strong><\/p>\n

O magnetron <\/strong>\u00e9 classificado como um diodo porque n\u00e3o tem grade.<\/p>\n

O \u00e2nodo de um magnetron \u00e9 fabricado em um bloco de cobre s\u00f3lido cil\u00edndrico.<\/p>\n

O c\u00e1todo e o filamento est\u00e3o no centro do tubo e s\u00e3o suportados pelos fios do filamento.<\/p>\n

Os cabos de filamento s\u00e3o grandes e r\u00edgidos o suficiente para manter a estrutura do c\u00e1todo e do filamento fixos na posi\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

O c\u00e1todo \u00e9 indiretamente aquecido e \u00e9 constru\u00eddo de um material de alta emiss\u00e3o.<\/p>\n

Os 8 a 20 furos cil\u00edndricos em torno de sua circunfer\u00eancia s\u00e3o cavidades ressonantes.<\/p>\n

Uma fenda estreita vai de cada cavidade para a por\u00e7\u00e3o central do tubo, dividindo a estrutura interna em tantos segmentos quanto cavidades.<\/p>\n

Cada cavidade funciona como um circuito ressonante paralelo. A parede posterior da estrutura do bloco an\u00f3dico pode ser considerada como a por\u00e7\u00e3o indutiva (uma bobina com uma \u00fanica volta). A regi\u00e3o da ponta da aleta pode ser considerada como a por\u00e7\u00e3o do capacitor do circuito ressonante paralelo equivalente. A frequ\u00eancia de resson\u00e2ncia de uma cavidade de microondas \u00e9 assim determinada pela dimens\u00e3o f\u00edsica do ressonador. Se uma \u00fanica cavidade ressonante oscilar, ela excita a pr\u00f3xima a tamb\u00e9m oscilar. Este oscila em um atraso de fase de 180 graus e excita a pr\u00f3xima cavidade ressonante, e assim por diante. De uma cavidade ressonante para a pr\u00f3xima ocorre sempre este atraso de 180 graus. A cadeia de ressonadores, portanto, forma uma estrutura de onda lenta que \u00e9 independente.<\/p>\n

O c\u00e1todo de um magnetron fornece os el\u00e9trons atrav\u00e9s dos quais o mecanismo de transfer\u00eancia de energia \u00e9 realizado. O c\u00e1todo est\u00e1 localizado no centro do \u00e2nodo e \u00e9 composto por um cilindro oco de material emissivo (principalmente \u00f3xido de b\u00e1rio) em torno de um aquecedor. Os fios de alimenta\u00e7\u00e3o do filamento devem centrar todo o c\u00e1todo. Qualquer excentricidade entre o \u00e2nodo e o c\u00e1todo pode causar graves arcos internos ou mau funcionamento.<\/p>\n

O espa\u00e7o aberto entre o bloco an\u00f3dico e o c\u00e1todo \u00e9 chamado de espa\u00e7o de intera\u00e7\u00e3o. Neste espa\u00e7o, os campos el\u00e9trico e magn\u00e9tico interagem para exercer for\u00e7a sobre os el\u00e9trons. O campo magn\u00e9tico \u00e9 normalmente fornecido por um im\u00e3 forte e permanente montado ao redor do magnetron, de modo que o campo magn\u00e9tico fica paralelo ao eixo do catodo.<\/p>\n

Geralmente consiste em um n\u00famero par de cavidades de microondas dispostas de maneira radial.<\/p>\n

A forma das cavidades varia, como mostrada na figura abaixo:<\/strong><\/p>\n

Tipo de ranhura
\nTipo de palheta
\nSol nascente
\nTipo buraco e ranhura<\/p>\n

\"Magnetron\"<\/p>\n

O tipo de ranhura, o tipo de orif\u00edcio e ranhura e o tipo de sol nascente s\u00e3o usinados usualmente por m\u00e9todos de fresagem com material de cobre s\u00f3lido. Mas pode ser dif\u00edcil cortar metal suavemente (como cobre) em um torno. O tipo de palhetas \u00e9 geralmente composto de palhetas individuais montadas e brasadas em um anel de suporte. O comportamento de resson\u00e2ncia j\u00e1 pode ser testado e calibrado no laborat\u00f3rio antes que o bloco an\u00f3dico seja instalado no tubo de v\u00e1cuo.<\/p>\n

O terminal de sa\u00edda \u00e9 geralmente uma sonda ou um loop que se estende at\u00e9 uma das cavidades ressonantes e \u00e9 acoplado a uma guia de onda ou linha coaxial.<\/p>\n

Fonte:<\/strong> www.dictionary.com\/www.merriam-webster.com\/www.wisegeek.org\/www.radartutorial.eu\/www.britannica.com<\/p>\n<\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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