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Forni a microonde: qualche mia curiosità

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[1] Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtentePiercarlo » 25 nov 2023, 12:38

Buongiorno a tutti, scrivo perché essendo (per la prima volta in vita mia) felice possessore da un paio di settimane di un forno a microonde, ho qualche domanda e curiosità da togliermi.

La prima e più importante riguarda la sicurezza: siccome è da evitare l'introduzione di oggetti metallici durante il funzionamento dell'apparecchio, mi sorge spontanea la domanda: che protezioni esistono contro l'inserzione per errore, distrazione o dabbenaggine di oggetti metallici nel forno? (ad esempio dimenticarsi un cucchiaino o di non utilizzare il contenitore di alluminio con cui alle volte viene confezionato un piatto pronto ecc.). Il forno si blocca? Si surriscalda? Si rompe? Ti da del p...?

La seconda è proprio inerente al lasciare dentro al forno un oggetto metallico: che cosa succede esattamente in questo caso? In rete ho visto che in certi casi questo viene fatto di proposito per lavorare i metalli (non ho però approfondito a questione).

La terza è capire come viene regolata la potenza del microonde: viene effettivamente regolata l'emissione del magnetron o più semplicemente viene parzializzato nel tempo il suo funzionamento?

Quarta e ultima curiosità: cosa è oggi esattamente un magnetron? Qual è la fisica del suo funzionamento? I miei arrugginitissimi ricordi in merito lo descrivevano come un particolare tipo di tubo elettronico; è ancora così?

Grazie per l'attenzione e la pazienza nei miei riguardi e per tutti i dinosauri come me! :D

(pian piano ci aggiorniamo anche noi ;-) )
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[2] Re: Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 25 nov 2023, 13:49

Piercarlo ha scritto: che protezioni esistono contro l'inserzione per errore, distrazione o dabbenaggine di oggetti metallici nel forno? (ad esempio dimenticarsi un cucchiaino o di non utilizzare il contenitore di alluminio con cui alle volte viene confezionato un piatto pronto ecc.). Il forno si blocca? Si surriscalda? Si rompe? Ti da del p...?La seconda è proprio inerente al lasciare dentro al forno un oggetto metallico: che cosa succede esattamente in questo caso? In rete ho visto che in certi casi questo viene fatto di proposito per lavorare i metalli (non ho però approfondito a questione).

Nessuna protezione (sebbene sarebbe possibile farlo) è implementata, per una questione di costi.
Se lasci un oggetto piccolo può anche non succedere nulla.
Un oggetto più grosso o con spigoli vivi fa sì che la densità di corrente sia così alta dal generare scintille, le quali generano un campo elettromagnetico che torna verso il magnetron.
In pratica aumenti la potenza reattiva del magnetron e questo non è progettato per sopportarla.
Quello che succede è che lo bruci, cioè, a livello pratico fondi la spira che viene utilizzata per portare fuori la potenza dalle camere risonanti.
Per proteggerlo sarebbe sufficiente inserire un isolatore direzionale, ma non viene fatto perché un isolatore che riesca a dissipare una potenza di qualche kW è costoso.
Nei forni industriali invece viene inserito un isolatore (di solito raffreddato a liquido) nella guida d'onda.

Piercarlo ha scritto:La terza è capire come viene regolata la potenza del microonde: viene effettivamente regolata l'emissione del magnetron o più semplicemente viene parzializzato nel tempo il suo funzionamento?

Nei forni moderni domestici in pratica viene regolata in PWM perché il magnetron è a magneti fissi.
In magnetron grandi (radar) invece dei magneti fissi si mettono degli elettromagneti in cui si fa variare la corrente. Poi in realtà la cosa è più complicata di così perché i radar emettono impulsi.

Piercarlo ha scritto:Quarta e ultima curiosità: cosa è oggi esattamente un magnetron? Qual è la fisica del suo funzionamento? I miei arrugginitissimi ricordi in merito lo descrivevano come un particolare tipo di tubo elettronico; è ancora così?


Rispondere a questa domanda è un casino :D
Il funzionamento di un magnetron è tutt'altro che banale.
E' un tubo elettronico nel senso che vengono generati elettroni liberi per effetto termoelettronico, che poi vengono deviati in un'orbita circolare dalla forza di Lorenz che subiscono per effetto dei magneti.
Per spostarli dal catodo si impone una forte tensione anodica, come si fa in un CRT.
Gli elettroni vengono portati verso delle camere risonanti che all'accensione del magnetron, dopo un transitorio, tendono a sincronizzarsi in frequenza per coerenza, dato che vengono rese comunicanti.
Dopo il transitorio tutto il tubo oscilla alla stessa frequenza, data dalla dimensione delle cavità.
Se ne cerchiamo un equivalente elettrotecnico in pratica è un risonatore LC, dove la parte induttiva è data dalla cavità arrotondata e la parte capacitiva è data dal taglio che rende comunicanti le camere.
Quando la prima cavità viene fatta risuonare, la seconda risuona anch'essa e così la terza, la quarta ecc...
Se ne cerchi un parallelo meccanico è come mettere un martellino che colpisce periodicamente un diapason. Molti altri diapason sono posti nelle vicinanze e quando forzi l'oscillazione del primo si mettono ad oscillare anche tutti gli altri, in modo tale per cui si sincronizzino sulla frequenza media di oscillazione.
Viene poi realizzata, in una delle camere una spira che preleva parte dell'energia (peggiorando la stabilità della frequenza di oscillazione) e la convoglia all'interno di una guida d'onda.
Resterebbe da spiegare come far oscillare il magnetron solo nel modo fondamentale, e per farlo bisogna osservare come viene realizzato il blocco anodico, che contiene da 8 a 20 cavità, che, come dicevo, sono i risonatori di cavità che determinano la frequenza. Quando un risonatore oscilla, eccita anche il risonatore vicino a oscillare, ma con uno sfasamento di 180°. Questo ritardo da risonatore a risonatore fa sì che il blocco dell'anodo agisca come una linea di ritardo autonoma. Manipolando dimensioni e distanze si possono mandare sotto taglio tutti i modi non fondamentali.
Restano i modi TEM che vengono cancellati cortocircuitando in continua le camere risonanti opposte.
In genere un magnetron non è costruito per ottenere una grande stabilità sulla frequenza di funzionamento, piuttosto si utilizza dove si richiede potenza.
Un problema, per esempio, per citarne uno importante, che hanno i magnetron è che durante il funzionamento si riscaldano e la deformazione termica della camera risonanti influenza la frequenza.

Spero di averti confuso abbastanza le idee :mrgreen:


In figura l'interno di un magnetron:
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[3] Re: Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtenteTITAN » 25 nov 2023, 14:30

Da ragazzino misi per sbaglio a scaldare dell'acqua per il tè in una tazza o bicchiere con il bordo dorato ( proprio un bel loop) be sembrava di essere a Beirut.
Scoccavano fiamme e scintille sembrava l'inferno.
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[4] Re: Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtenteEtemenanki » 25 nov 2023, 14:32

PietroBaima ha scritto:...
Rispondere a questa domanda è un casino :D
...

Naah, ormai glie l'hai detto ... ed io che volevo spacciargli la storia del microdemone a contratto che sposta le cariche all'interno delle diverse camere facendole rimbalzare sulle pareti 2.45 miliardi di volte al secondo lungo le linee magnetiche ... :twisted: :mrgreen:
"Sopravvivere" e' attualmente l'unico lusso che la maggior parte dei Cittadini italiani,
sia pure a costo di enormi sacrifici, riesce ancora a permettersi.
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[5] Re: Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtenteSediciAmpere » 25 nov 2023, 15:13

Etemenanki ha scritto: microdemone a contratto che sposta le cariche

è quello nella tua immagine profilo? :lol:
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[6] Re: Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtentePiercarlo » 25 nov 2023, 15:26

PietroBaima ha scritto:Spero di averti confuso abbastanza le idee :mrgreen:


Non abbastanza ma il tentativo merita di essere ricordato :mrgreen: :mrgreen:

Quello che ancora non mi è chiaro (e non da oggi) è come esattamente si muovano gli elettroni in un magnetron. Meglio ancora: non sono riuscito a capire se gli elettroni nel magnetron si mettono a oscillare unicamente perché l'insieme delle cavità magnetiche ha la forma che ha oppure perché gli viene impartita una qualche spinta elettrica (se la si può definire in questo modo).
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[7] Re: Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 25 nov 2023, 15:33

Al minuto 2 di questo video:

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[8] Re: Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtenteFranco012 » 25 nov 2023, 18:19

PietroBaima ha scritto:Al minuto 2 di questo video

Piccolo suggerimento (se a qualcuno può essere utile):
Per far iniziare la riproduzione di un video YouTube da un momento ben preciso, è sufficiente aggiungere all'indirizzo "&t=XmYYs", dove X indica i minuti, e YY i secondi.
In questo caso, sarebbe:

Codice: Seleziona tutto
[youtube]lVu11WWrNbQ&t=2m[/youtube]

Curioso il fatto che, una volta iniziato il video, l'indirizzo cambi, visualizzando il numero di secondi anziché il numero di minuti (in questo caso, appare "&t=120s").

Un altro metodo è quello di bloccare il video al momento desiderato, e cliccando con il tasto destro del mouse selezionare la terza opzione del menu:

Copia link da un punto.jpg
Copia l'URL del video in corrispondenza del minuto corrente.
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[9] Re: Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtenteThEnGi » 25 nov 2023, 18:21

Ho visto proprio ieri sera un video che lo spiegava in modo semplice, non lo trovo :oops:

Lascio questo che parte dal circuito LC


O_/
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[10] Re: Forni a microonde: qualche mia curiosità

Messaggioda Foto UtentePiercarlo » 25 nov 2023, 19:34

Grazie a tutti per i video, ora le cose si sono chiarite un po'. La "spinta" effettivamente c'è ma proviene direttamente da come è costruito il tutto, che costituisce un sistema auto oscillante. Chapeau a chi l'ha inventato! iOi iOi iOi
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