كيف تعمل الاشياء بحوث متنوعة ومتجددة

[dododa]

الوصول المتعدد بالتقسيم التردديFrequency division multiple access (FDMA)
في كل محطة اتصال جوال توجد محطة ارسالة راديوية ترسل الاشارة بترددات مختلفة خلال النطاق المخصص من المدى الترددي. وتعتمد تقنية FDMA على تقسيم هذا المدى الترددي إلى عدة قنوات ترددية أصغر كما في الشكل الموضح حيث تم تخصيص مدى ترددي مقداره 45 ميجاهيرتز وكل محطة ارسال تستخدم تردد مختلف لارسال الاشارات بطريقة تناظرية للاتصال وتدعم نقل البيانات الرقمية، ولكن لا تعتبر هذه التقنية فعالة للاتصالات الرقمية.

في تقنية FDMA كل جوال يستخدم تردد مختلف

الوصول المتعدد بالتقسيم الزمنيTime division multiple access (TDMA)

شرح توضيحي لنظام TDMA
يخصص لكل مستخدم حيز زمني متكرر كما هو موضح في تعاقب تكرار الالوان في الشريط الأول مثلاً، ويمثل كل شريط قناة ذات تردد محدد وعلى نفس التردد تجد ثلاثة الوان مختلفة تتكرر خلال الزمن، يمثل كل لون مكالمة مرسلة وبهذا يمكن على نفس التردد ارسال ثلاثة مكالمات في نفس الوقت.

ويوضح الشكل ادناه النطاقات الزمنية المستخدمة لكل جوال لارسال البيانات الصوتية من خلال تخصيص فترة زمنية تقدر بـ 6.7ms وبمدى ترددي قدره 30 كيلوهيرتز ترسل على نفس قناة اتصال واحدة تعمل على تردد محدد.

يقسم التردد في تقنية TDMA إلى فترات زمنية

يقسم التردد في تقنية TDMA إلى فترات زمنية

الوصول المتعدد بالنظام الكودي Code division multiple access (CDMA)
تستخدم تقنية CDMA وسيلة مختلفة تماما عن تقنية TDMA فهذه التقنية تقوم بعد عملية التحويل (من التناظري إلى الرقمي) بنشر البيانات الرقمية المضغوطة على ما هو متوفر في النطاق الترددي، أي ان البيانات ترسل في صورة حزم أو رزم على ترددات متفرقة متاحة للاستخدام خلال اي فترة زمنية.

شرح توضيحي لنظام CDMA

بدلاً من إرسال البيانات على قنوات مخصصة وترددات محددة فإنه هذه التقنية تقوم بتقسيم المعلومات والبيانات إلى حزم (رزم) ثم ترسلها على أحد القنوات المتاحة. كما هو موضح بالشكل وكل لون من الوان المربعات يعود إلى حزم صادرة من جوال محدد ترسل على نطاقات ترددية مختلفة ثم يعاد تجميعها عند الاستقبال، وبهذه الطريقة اجراء عدد كبير من المكالمات على نفس النطاق الترددي في نفس اللحظة.

في تقنية CDMA كل مكالمة تحول الى بيانات رقمية وتقسم إلى رزم ترتبط مع بعضها البعض بشيفرة مميزة.

[dododa]

[dododa]

وتقنيات الجيل الثالث هذه تعمل على سرعة نقل بيانات كبيرة تصل إلى 3Mbps (بمعنى انك تحتاج إلى 15 ثانية لتحميل مقطوعة موسيقية مدتها 3 دقائق على جوالك) وبالمقارنة فإن اسرع جوالات الجيل الثاني لا يعملبأكثر من 144Kpbs (أي أنك تحتاج إلى 8 دقائق لتحميل مقطوعة موسيقية مدتها 3 دقائق) ولهذا فإن جوالات الجيل الثالث تعتبر جوالات الوسائط المتعددة لدعمها نقل البيانات بسرعات كبيرة وتواصلها مع شبكة الانترنت وتحميل الافلام وتبادل البريد الالكتروني والفا**.

النمط المتعددMultiple Mode في مواصفات الجوالات تشير هذه الخاصية إلى نوع تكنولوجيا الارسال المستخدم فالجولات التي تدعم AMPS و TDMA من الممكن أن تستخدم كلا من هذين التقنيتين في استقبال وارسال البيانات من وإلى الشبكة اللاسلكية حسب الحاجة، بمعنى لو وجد الجوال في منطقة لا يوجد فيها شبكة رقمية فإن الجوال سوف يستخدم الشبكة التناظرية فينقل اتوماتيكياً إلى خاصية AMPS ولكن بمجرد أن يصل إلى منطقة تدعم الشبكة الرقمية يعود إلى TDMA.

النمط المتعددMultiple Mode في مواصفات الجوالات تشير هذه الخاصية إلى نوع تكنولوجيا الارسال المستخدم فالجولات التي تدعم AMPS و TDMA من الممكن أن تستخدم كلا من هذين التقنيتين في استقبال وارسال البيانات من وإلى الشبكة اللاسلكية حسب الحاجة، بمعنى لو وجد الجوال في منطقة لا يوجد فيها شبكة رقمية فإن الجوال سوف يستخدم الشبكة التناظرية فينقل اتوماتيكياً إلى خاصية AMPS ولكن بمجرد أن يصل إلى منطقة تدعم الشبكة الرقمية يعود إلى TDMA.

من الممكن أن تجد جوال من مواصفاته أنه جوال tri-mode أشارة إلى أن الجوال بعمل بثلاثة تقنيات متعددة وهنا من الممكن أن تكون خدعة قد يقصد بها أحياناً أن الجوال يدعم تقنيتين رقميتين CDMA وTDMA وتقنية تناظرية AMPS. وهذا ممتاز ولكن قد تعني أيضا أن الجوال يعمل بتقنية رقمية واحدة بترددين وتقنية تناظرية، وهذا في الحقيقة من ناحية تقنية جوال تقنيات متعددة ثنائي dual mode.

يمكنك عزيزي القارئ ان تطلع على الموقع التالي www.gsmarena.comوالذي يزودك بمواصفات الجوال وستجد أن من اول المواصفات التي تحدد الجوال هي الجيل الذي ينتمي له الجوال والترددات والنطاقات التي يدعمها.


الجوال مثله مثل باقي الأجهزة الإلكترونية له بعض العيوب والمشاكل منها:

لمزيد من المعلومات http://www.privateline.com/PCS/GSM0.html
كل شيء عن الـ GSM
http://en.wikipedia.org/wiki/Global_...Communications
موضوع شامل عن اساسيات الجوال
http://www.privateline.com/mt_cellbasics/index.html
مصطلحات تقنية للاتصالات اللاسلكيةhttp://www.wirelessadvisor.com/glossary.cfm
كل المعلومات عن الجوالhttp://en.wikipedia.org/wiki/******************************_phone
احدث انواع الجوالات ومواصفاتهاwww.gsmarena.com

[dododa]

وكثيراً ما نسمع ونقرأ في الاخبار عن المضار الصحية للجوال على الانسان وخصوصاً ان الجوال يستخدم بجوار الدماغ مباشرة وهو الجزء الأكثر حساسية في جسم الانسان، وهذا يعني ان الاشارات الراديوية التي يتبادلها الجوال مع محطة الارسال خلال المحادثة التلفونية تعرض أغشية الدماغ مباشرة لطاقة هذه الأشعة. وفي الحقيقة هناك الكثير من التجارب العلمية التي تخبرنا مرة بأن استخدام الجوال ضار وتجارب علمية اخرى تأتي لنا بأخبار مفادها ان الجوال لا مضار من استخدامه على صحة الانسان وكلا الطرفين يقدم أدلته من خلال التجارب والأبحاث العلمية التي قام كل طرف باجرائها والحقائق التي استند عليها.
في هذا المقال سوف نلقى الضوء على هذا الموضوع في محاولة لتوضيح الاختلاف وشرح كيف يصدر الجوال الاشعاع الكهرومغناطيسي، وكيف نقوم بتحديد مستوى الاشعاع، وستجد في نهاية المقال عزيزي القارئ انك قادراً على أن تحكم على مدى خطورة أو سلامة استخدام الجوال.
مصدر الاشعاع
عند التحدث عبر الجوال فإن جهاز الارسال في الجوال يقوم باستقبال الاشارة الصوتية الصادرة عن المتحدث ويقوم بتحويلها وبتشفيرها ثم تحميلها على موجة جيبية متصلة كما هي موضح في الشكل ادناه. (في مقالات اخرى قادمة سوف نقوم بشرح فكرة عمل الراديو وارسال الصوت واستقباله)

الموجة الجيبية

[dododa]

الطيف الكهرومغناطيسي

نلاحظ من الشكل السابق للطيف الكهرومغناطيسي أن أشعة الميكروويف تقع في مدى الترددات الأقل من تردد الضوء المرئي وهذا يعني ان طاقة أشعة الميكروويف أقل من طاقة الضوء المرئي كما أنها تقع ضمن المنطقة المحددة بالأشعة الغير مؤينة non-ionizing radiation.

مخاطر الاشعة المنبعثة من الجوال على الانسان
كل الهواتف المحمولة تبعث قدراً من الاشعة الكهرومغناطيسية التي تحدثنا عنها سابقاً، والابحاث التي يقوم بها العلماء تعتمد على تحديد الكمية التي لو تعرض لها الدماغ فإن هذه الاشعة تصبج غير أمنة للانسان، وكذلك تحديد مخاطر تعرض الانسان لتلك الأشعة الصادرة من أجهزة الجوال على المدى الزمني البعيد.
يمكن تقسيم الاشعة الكهرومغناطيسية إلى نوعين هما:
اشعة مؤينة Ionizing radiation وهي تلك الاشعة التي تحتوي على قدر من الطاقة كافي لانتزاع الذرات والجزيئات من الخلايا الحية، وتعتبر اشعة جاما واشعة ا** من الاشعة المؤينة. وهذا الاشعة بدون شك تسبب اضراراً على الخلايا الحية.
اشعة غير مؤينةNon-ionizing radiation وهي اشعة امنة ولا تشكل خطر على الانسان. ولكن تسبب ارتفاع درجة حرارة الجزء من الجسم الذي يتعرض لها. ومن هذه الاشعة امواج الراديو والضوء المرئي وامواج الميكروويف.
الابحاث العلمية اثبتت عدم وجود اية مخاطر للاشعة المنبعثة عن الجوال على صحة الانسان، ولكن هذا لا يعني انه لا يوجد اي ضرر من استخدام الجوال، فالاشعة الصادرة من الجوال هي من نوع اشعة الراديو RF وقد ثبت التأثير الضار لاشعة الراديو المركزة على خلايا الانسان، حيث ان لهذه الاشعة القدرة على تسخين الخلايا التي تتعرض لها بنفس فكرة امواج الميكروويف التي تستخدم في الافران لتسخين الاطعمة. وبالتالي فإن الضرر من هذه الاشعة يكمن في الاثر الحراري الذي تحدثه تلك الاشعة في الخلايا التي لا تستطيع تبديد الحرارة الزائدة بسهولة مثل الخلايا الموجودة في العين، حيث ان معدل تدفق الدم فيها قليل. هذا بالاضافة الى التأثير على المدى الزمني البعيد والعلماء والباحثون حتى هذه اللحظة لا يجزمون بنفي او اثبات ضرر اشعة الجوال على جسم الانسان، وبعض الدراسات ربطت بين الامراض التي يصاب بها الانسان واستخدامه للجوال ومن هذا الامراض هي السرطان وورم الدماغ والصداع والضعف العام الزهيمر.

في الصورة المقابلة تجربة قام بها باحثون وضعوا بيضة بين جهازين جوال وقاما بالتحدث من خلالهما عبر السماع الخاصة بكل جوال حتي لا تتغير المسافة بينهما وبين البيضة في الوسط. والذي يدعو للدهشة هو ما ورد على لسان الباحثين ان بعد 15 دقيقة لم يلحظا اي تأثير يذكر ولكن بعد 25 دقيقة بدأت قشرة البيضة تسخن تدريجياً وبعد 40 دقيقة بدأ بياض البيضة يجمد دون الصفار وبعد 65 دقيقة اصبحت البيضة مسلوقة تماماً.

ان التقليل من مخاطر الجوال على صحة الانسان والاثار الضارة التي من الممكن ان تسببها لنا تطمس في ظل التنافس الشديد بين الشركات لدرجة اننا لا نفكر بمخاطر هذه التقنيات على حياتنا بقدر سعينا لامتلاك الاحدث دائماً، وفي اغلب النشرات العلمية التي تخفف من مخاطر الجوال على الانسان فإنها تكون صادرة من الشركات المصنعة للجوال، ولهذا يتطلب منا الحذر والتقنين قدر الامكان من التحدث لفترات زمنية طويلة ومنع الاطفال تماماً عن استهدامه وهذه بعض النصائح والارشادات للتقليل من مضار الاشعة الصادرة عن الجوال.

معلومات تفصيلية عن الاشعة الكهرومغناطيسية تجدها على الانترنت على الرابط التالي:
http://www.hazemsakeek.com/QandA/EMR...cradiation.htm

[dododa]

كيف تنشأ النار؟

النار يمكنها ان تدمر كل ما هو حولنا في غضون ساعة أو أقل، كما ان النار قادرة على ان تأتي على غبة من الاشجار وتحولها إلى كومة من الرماد. وتستخدم النار **لاح فتاك في الحروب وحسب الاحصائيات السنوية تعتبر كوارث النار الاكثر سببا للوفيات كل عام.
ولكن وبالرغم من الصوةر القاتمة التي بدأنا بها المقال فإن النار مفيدة للغاية. فهي الوسيلة الأولى للنسان استخدمها للاضاءة والتدفئة، هذا بالطبع استخدامها لطهو الطعام ودخل استخدام النار في الصناعة لتشكيل الحديد وتحويله الى الات مفيدة للبشرية. لا يوجد مثيل للنار في المضار التي يمكن أن تسببها للانسان وفي نفس الوقت للنار الكثير من الفوائد. ولذلك فإن النار بالتأكيد مهمة جداً لنا وعنصرا اساسياً للحياة وقوة مهمة للبشرية ولكن ماهي النار؟
في هذه المقالة من تفسيرات فيزيائية سوف نقوم بشرح من كيف تتولد النار وما مصدرها وكيف تتصرف؟؟!!


فيما يلي نستعرض الخطوات التي تحدث لاشتعال الخشب وانطلاق النار.

اذا نستنتج مما سبق ان حرق الخشب يحدث على مرحلتين منفصلتين كل مرحلة عبارة عن تفاعل كيميائي وهما كما يلي:

• <LI style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%; COLOR: #993366" dir=rtl class=MsoNormal>عندما تكون الغازات القابلة للاحتراق والتي تنطلق في صورة دخان عند درجة حرارة 260 درجة مئوية فإن جزيئات الخشب تت**ر وتنفصل عن بعضها البعض وتتحد ذراتها مع الا**جين لتكون الماء واول ا**يد الكربون ومواد أخرى وتلك العملية نسميها عملية الاحتراق.
• الكربون الموجود في الخشب بعد الاحتراق يكون في صورة فحم يتحد مع الا**حين ايضاً في تفاعل كيميائي ولكن عملية الاتحاد مع الأ**حين في هذا التفاعل تكون أبطىء ولهذا نلاحظ ان الفحم المشتعل يبقى حاراً لفترات طويلة. ينتج عن التفاعلات الكيميائة السابقة انطلاق الحرارة والتي تؤدي الى استمرار وبقاء النار مشتعلة.

ولهذا السبب تعلم الانسان كيف يستفيد من تلك الخاصية في الابقاء على النار مشتعلة لفترات زمنية طويلة فنحن نعلم مثلا ان وقود مثل البنزين يحترق في لمح البصر نتيجة لتبخر البنزين بارتفاع درجة الحرارة وتحوله الى غازات قابلة للاشتعال بدون ترك مخلفات مادية مثل الفحم ولكن بااستخدام مادة الشمع يمكن ان نجعل النار مستمرة لفترة طويلة نتيجة لان تبخر الشمع ابطىء بكثير من تبخر البنزين لذا بتقليل معدل التبخر للمادة المحترقة "الوقود" يمكننا الحصول على نار لفترة زمنية طويلة.

ينتج الضوء من النار لان ذرات الكربون في المادة المحترقة تسخن وبالتالي تثار هذه الذرات بالحرارة وتتخلص تلك الذرات من اثارتها باصدار الضوء المرئي كما يحدث في المصباح الكهربي عندما يمر التيار الكهربي في فتيلة المصباح وترتفع درجة حرارتها نتيجة لمقاومتها للتيار فينطلق الضوء منها طالما استمرت درجة حرارة الفتيلة مرتفعة.
ينطلق الضوء من النار في صورة لهب Flame والهب له لون مميز يعتمد على مادة الاحتراق بدرجة رئيسية ويعتمد أيضا على درجة الحرارة. الالوان المختلفة والصادرة من اللهب هي بسبب تغير درجة الحرارة في شعلة اللهب نفسها. فالجزء الاسخن في اللهب يكون في اسفله والجزء الاكثر برودة في اعلى منطقة في اللهب.ولهذا يبدو لون اللهب في الاسفل ازرق بينما أعلى اللهب يكون اللون قريبا من اللون البرتقالي أو الأصفر.

وبالاضافة الى الضوء المنبعث من اللهب فإن جسميات من الكربون تتجمع حول اللهب في صورة شبيه بجسميات الغبار كما في الشكل التالي:

الغازات المحيطة وتأثيرها على شكل اللهب

ولكن لو نظرنا الى اللهب في مكان عديم الجاذبية مثل على سطح مركبة فضائية فإن اللهب يأخذ شكل كروي كما في الشكل التالي:

(A) شكل النار على الأرض، (B) شكل النار في حالة انعدام الجاذبية

[dododa]

تختلف درجات الحرارة اللازم توفرها للوقود لكي يشتعل وينتج النار. وهذا بالتأكيد بسبب اختلاف طبيعة المادة ودرجة الحرارة اللازمة للتحول من حالتها الصلبة او السائلة الى الحالة الغازية.

يلعب حجم المادة القابلة للاشتعال "الوقود" في درجة انتشار النار واتساع تأثيره، فمثلاً في منطقة تكثر فيها الاشجار فإنها تمتص الحرارة بكمية كبيرة وبالتالي سوف توفر الغازات القابلة للاشتعال بكثافة مما يساهم في انتشار النار بسرعة كبيرة.

عند احتراق الوقود فإن الحرارة المنطلقة منها تختلف في مقدارها حسب نوع مادة الوقود وكذلك سرعة انتشاره الذي يعتمد على سرعة تفاعله مع الا**جين.


لمزيد من المعلومات يرجى الاطلاع على الروابط التالية
http://webexhibits.org/causesofcolor/3B.html
http://science.nasa.gov/headlines/y2000/ast12may_1.htm
http://microgravity.grc.nasa.gov/com.../cfm_index.htm

[dododa]

كيف يعمل الموتور الكهربي




موتور كهربي

وفي هذا الموضوع من كيف تعمل الأشياء سوف نتعرف على فكرة عمل الموتور وهذا من خلال دراسة بعض لخواص المغناطيسية وعلاقتها بالكهرباء لان الموتور هو نتاج العلاقة بين الخواص المغناطيسية والخواص الكهربية والتي سوف نستعرضها بشكل مبسط لفهم فكرة عمل هذه الاداة المفيدة "الموتور الكهربي"


مكونات الموتور

لنستعرض مكونات موتور بسيط مكون من قطبين ويعمل بالتيار المستمر وهذا الموتور سوف نجد انه يحتوي على 6 اجزاء موضحة في الشكل ادناه وهذه القطع هي:

• <LI style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%; COLOR: #000099" dir=rtl class=MsoNormal>المحرك الدوراني rotor <LI style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%; COLOR: #000099" dir=rtl class=MsoNormal>الموصل commutator <LI style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%; COLOR: #000099" dir=rtl class=MsoNormal>الفرشاة Brushes <LI style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%; COLOR: #000099" dir=rtl class=MsoNormal>المحور Axle <LI style="TEXT-JUSTIFY: kashida; TEXT-ALIGN: justify; TEXT-KASHIDA: 0%; COLOR: #000099" dir=rtl class=MsoNormal>المجال المغناطيسي field magnet
• مزود التيار الكهربي المستمر DC power supply

فكرة عمل الموتور

اجزاء الموتور الكهربي البسيط

الموتور الصغير
ابسط موتور يمكن ان نجده هو ذلك الموتور الذي يعمل على تشغيل لعب الاطفال مثل الموتور الذي يحرك سيارة والموضح في الشكل ادناه.

الجزء الخارجي للموتور
يتكون الجسم الخارجي للموتور من اسطوانة معدنية تخرج منها محور الدوران axle وغطاء بلاستيكي مثبت عليه سلكين للتوصيل مع البطارية. لو قمت بتوصيل السلكين بقطبي بطارية فإن محور الدوران سوف يدور طالما استمر مرور التيار الكهربي في السريان. واذا قمت بع** قطبي البطارية فإن محور الدوران سوف يدور في الاتجاه المعا**.

الصورة على اليمين لموتور يوضح المحور والصورة على اليسار للجزء المقابل ويوضح الغطاء البلاستيكي واسلاك التوصيل.

لو قمت بانتزاع الغطاء البلاستيكي لرؤية الجء الداخلي منه فسجد الفرشتين brushes الداخليتين التي تعمل على نقل الكهرباء من البطارية الى قطعة الموصل commutator

الجزء الداخلي للموتور
يثبت على المحور بعض الاجزاء الداخلية للموتور مثل الموصل commutatorوالاطار الحامل armature. ويتكون الاطار الحامل من مغناطيس كهربي في صورة ثلاثة ملفات كهربائية تتكون من اسلاك نحاسية تشكل ثلاثة اقطاب. يخرج من كل ملف سلكين للتوصيل يتم توصيلهم في الموصل commutator كما هو موضح في الشكل ادناه.

الجزء المتبقي في تركيب الموتور هو المغناطيس الدائم والذي يثبت على الجدار الداخلي للغلاف المعدني الاسطواني ويكون عبارة عن ثلاثة قطع في صورة مغناطيس منحني كما في الشكل ادناه./

[dododa]

المغناطيسات الدائمة داخل الموتور الكهربي

الموتور والمجال المغناطيسي

مغناطيس كهربي المسمار محاط بمغناطيس دائم

اجزاء الموتور الداخلية: المغناطيس الدائم على الجانبين N و S المحور في الوسط تماما ومثبت عليه الموصل commutator ومتصل مع الفرشاتين والمحور يحمل ايضا الملفين الذان يشكلان المغناطيس الكهربي.

سنقوم باستبدال المسمار بالاطار الحامل armature في الموتور الكهربي. وكما ذكرنا فإن هذا الاطار الحامل عبارة عن مغناطيس كهربي في صورة ملف حول قطعتين او ثلاثة قطع معدنية لينتج عنه قطبين او ثلاثة اقطاب. مغناطيسية.

يحتوي الاطار الحامل على الموصل commutator والمتصل بمحور الدوران axle كما هو موضح في الشكل السابق حيث يوضح التركيب الداخلي لاجزاء الموتور التي تعمل مع بعضها البعض للحصول على دوران مستمر للمحور بين قطبي المغناطيس الدائم. وتلاحظ من الشكل ان الموصل commutator عبارة عن زوج من الالواح المتصلة مع المحور وتتصل هذه الالواح ايضا مع الملف المغناطيسي.

أين يستخدم الموتور؟

ولمزيد من المعلومات استعن بالمواقع التالية على شبكة الانترنت.
Simple Electric Motors - http://www.simplemotor.com/
http://en.wikipedia.org/wiki/Motor
http://en.wikipedia.org/wiki/Electric_motor
Beakman's Electric Motor - http://fly.hiwaay.net/~palmer/motor.html
Control of Stepping Motors - http://www.cs.uiowa.edu/%7Ejones/step

[dododa]

كيف يعمل فرن المايكروويف

في عصر السرعة والتطور التكنولوجي اصبح فرن الميكروويف ضرورة من الضروريات الملحة وربما لا يخلو بيت من فرن المايكروويف، وربما تتمنى كل ربة بيتاقتناءها مع جهازي التكييفوالكومبيوتر في عصر يعطي الأولويةلما هو "أسرع".


يعتبر الطهي بواسطة اشعة الميكروويف من تكنولوجيا القرن العشرين لما توفره من سرعة في تحضير الطعام أو تسخينه وكفائته العالية في توفير الطاقة المستخدمة في الافران التقليدية التي تعمل بالكهرباء أو الغاز حيث أنها تعمل على تسخين المواد الغذائية فقط دون غيرها. وتجدر الاشارة إلى أن هذه الاجهزة موجودة في كل بيت في امريكا وأوروبا وبدأت تنتشر عندنا، ولكن كثيراً ما دار التساؤل عن خطورة استخدام هذه الاجهزة على سلامة الانسان، وقبل الاجابة على هذا التساؤل يتوجب علينا شرح فكرة عمل فرن المايكروويف.

ماهي أشعة الميكروويف؟
اشعة المايكروويف هي جزء من الاشعة الكهرومغناطيسية ذات طول موجي طويل يقاس بالسنتمتر في المدى من 0.3 إلى 30 سنتمتر تنتج هذه الأشعة في الطبيعة عندما يمر تيار كهربي من خلال موصل وهي تشبه موجات التلفزيون والراديو والجوال. ولهذه الاشعة استخدامات عديدة منها في طهي الطعام وهو مايعرف بفرن المايكروويف Microwave oven كما تستخدم في الاتصالات ونقل المعلومات واجهزة الاستشعار عن بعد واجهزة الرادار ومن هنا فإن استخدامها في الطهي هو جزء بسيط من تطبيقاتها العملية العديدة،

فكرة عمل فرن المايكروويف
يستخدم فرن المايكروويف اشعة المايكروويف لتسخين الطعام الموضوع في داخل الفرن، وللعلم فإن اشعة المايكروويف هي أمواج راديو ذات ترددات 2500 ميجاهيرتز وهذه امواج الراديو عند هذا التردد تمتلك خاصية هامة هي:

الخاصية الأولى
أن أشعة المايكروويف تمتص بواسطة الماء والمواد الدهنية والمواد السكرية، وهذا يعني أن جزيئات تلك المواد التي تحتوي على الماد والدهون والسكريات تمتص هذه الاشعة من خلال ذرات وجزيئات تلك المواد وامتصاص هذه الاشعة (المايكروويف) ت**بها طاقة تجعلتا تتذبذب بدرجة كبيرة مما تتصادم مع بعضها البعض وتنتج حرارة التسخين اللازمة لطهيها.

الخاصية الثانية
أن المواد البلاستيكية بجميع انواعها والمواد الزجاجية والسيراميك والفخار لا تمتص أشعة المايكروويف ولا تتأثر بها، وهذا يعني أنها لن ترتفع درجة حرارتها، أما المواد المعدنية اللامعة مثل الالومنيوم فيع** تلك الاشعة ولذا يحظر استخدامها داخ افران المايكروويف

تاريخ فرنالميكروويف وتصميم

التصميم الفنيلفرن الميكروويف
يعتمدالتصميم الفني للفرن على تركيبات متداخلة من الدوائر الكهربائية والأجهزةالميكانيكية لإنتاج وتنظيم الطاقة اللازمة لتسخين وطهي الطعام، وبصفة عامةفإن فرن الميكروويف يتكون من نظامين رئيسيين للتشغيل وهما: وحدة التحكمووحدة إنتاج الفولط العالي.



كيف يقوم فرن المايكروويف بالطهي

ومن هنا نستنتج من توضيح فكرة عمل فرن المايكروويف أن لا خطر من استخدامه حيث أن الاشعة المستخدمة هي أشعة الراديو التي تحيطنا والاشعة المنبعثة من الفرن لا تخرج إلى خارجه كما أن نظام الحماية يوقف هذه الاشعة بمجرد فتح باب الفرن.

مشكلة البقع الساخنة وكيفية حلها

وجد عمليا ان الطهي بفرن الميكروويف يتنج عنه توزيع غير منتظم للحرارة على مساحة الفرن وهذا يعود إلى مايعرف بتكون البقع الساخنة Hot Spot والذي يعود إلى أن اشعة المايكروويف تنع** على جدران الفرن مما تتسبب في تداخل بين الاشعة الساقطة والاشعة المنع**ة كما يحدث في أمواج الماء، هذه التداخلات تؤدي إلى تراكبات بناءة تكون عندها شدة الاشعة اكبر ما يمكن واخرى هدامة تكون عندها شدة الاشعة اصغر ما يمكن وهذا يسبب اختلاف توزيع الحرارة كما في الشكل.

التداخل البناء والهدام في امواج الماء

التداخل البناء والهدام في امواج الميكروويف