Báo cáo nhóm học phần vật lý i chủ Đề lò vi sóng

Tác dụng của điện trường lên lưỡng cực điện...5 a Lực tác dụng lên lưỡng cực đặt trong điện trường...5 b Thế năng của lưỡng cực điện trong điện trường...6 II.CẤU TẠO CỦA LÒ VI SÓNG.. Do

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA HỌC CƠ BẢN

——————*——————

BÁO CÁO NHÓM HỌC PHẦN: VẬT LÝ I

CHỦ ĐỀ: LÒ VI SÓNG

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thế Trường Anh

Nguyễn Văn An

Nguyễn Việt Anh

Phạm Tuấn Anh

Lớp- Khóa : Lớp Cơ Khí 5- K18

Giáo Viên Hướng Dẫn : ThS Ngô Minh Đức

Hà Nam, Tháng 1 Năm 2024

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU 2

BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC 3

NỘI DUNG 4

I LƯỠNG CỰC ĐIỆN ĐẶT TRONG ĐIỆN TRƯỜNG 4

1.Định nghĩa của lượng cực điện 4

2 Tác dụng của điện trường lên lưỡng cực điện 5

a) Lực tác dụng lên lưỡng cực đặt trong điện trường 5

b) Thế năng của lưỡng cực điện trong điện trường 6

II.CẤU TẠO CỦA LÒ VI SÓNG GIẢI THÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA LÒ VI SÓNG BẰNG LÝ THUYẾT LƯỠNG CỰC ĐIỆN 7

1 Cấu tạo của lò vi sóng 7

2 Nguyên lý hoạt động của lò vi sóng dựa trên nguyên lý lưỡng cực điện 10

KẾT LUẬN 11

TÀI LIỆU THAM KHẢO 11

LỜI MỞ ĐẦU

Trong thời đại công nghệ hiện đại, lò vi sóng đã trở thành một lựa chọn phổ biến cho nhiều gia đình và nhà hàng trên khắp thế giới Với sự tiện ích và hiệu suất nấu nướng cao,

lò vi sóng không chỉ mang lại trải nghiệm nấu ăn tuyệt vời, mà còn đóng góp vào việc bảo

vệ môi trường thông qua tiết kiệm năng lượng

Mùa hè năm 1945, kĩ sư Percy Spencer đang tiến hành các thí nghiệm trên một máy phát sóng tần suất cao Đó là một bộ phận tạo nguồn sóng mạnh cho mọi máy ra đa Một lần, ông để quên một thanh sô-cô-la trong túi, đến khi ông rút ra thì nó đã bị tan chảy Ông tự hỏi liệu nó có phải là do magnetron (nguồn phát sóng) không?

Spencer được cấp bằng sáng chế cho phương pháp nấu ăn mới Công ty Raytheon đã phát triển phát minh của ông thành lò vi sóng với tên gọi Radarange Mẫu sớm nhất được tung

ra thị trường nặng 340 kg trị giá 3000 USD với số lượng hạn chế Người cha đẻ vĩ đại của

vi sóng đã mất hơn 20 năm để cho ra đời thế hệ lò vi sóng mới, ngày nay xuất hiện trang trọng trong nhà bếp của mọi gia đình Mỹ

Chiếc lò vi sóng đầu tiên của hãng Raytheon có kích cỡ rất lớn và đắt tiền, vì vậy nó chỉ

có ở những nơi như nhà bếp khách sạn và toa nhà ăn của tàu hỏa Ngày nay, trong 10 hộ gia đình người Mỹ có đến 9 hộ có lò vi sóng

Lò vi sóng truyền một loại bức xạ điện từ gọi là vi sóng qua buồng nấu Thay vì làm nóng không khí trong lò vi sóng, các sóng này tiếp xúc trực tiếp với các phân tử trong thực phẩm Tại đây, các phân tử nước đặc biệt nhạy cảm với sóng điện từ vì chúng chứa các lưỡng cực, gồm đầu dương và một đầu âm riêng biệt Do đó, khi tiếp xúc với lò vi sóng, các phân tử nước trở nên "kích động" - hay nói cách khác là chuyển động cực nhanh, để tạo ra nhiệt năng, và làm chín phần còn lại của thực phẩm

Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, lò vi song ngày càng cần thiết và có tính ứng dụng cao Do yếu tố thời gian, kiến thức và các yếu tố khác nên chắc chắn có nhiều sai sót, rất mong nhận được những nhận xét quý báu của thầy

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

BẢNG PHÂN CHIA CÔNG VIỆC

Tên thành viên Công việc Thời gian hoàn

thành

Mức độ hoàn thành

Nguyễn Thế Trường

Anh

-làm word -chỉnh sửa, tổ chức làm việc nhóm

-nhóm trưởng

3 ngày

Nguyễn Văn An

-tìm thông tin làm word

-tham gia làm power point

2 ngày

Nguyễn Việt Anh

-tham gia làm power point

- tìm thông tin làm word

2 ngày

Phạm Tuấn Anh

-tìm thông tin làm word

-thuyết trình 1 ngày

Một số các hình ảnh tham khảo của lò vi sóng

NỘI DUNG

I LƯỠNG CỰC ĐIỆN ĐẶT TRONG ĐIỆN TRƯỜNG

1.Định nghĩa của lượng cực điện

Lưỡng cực điện là một hệ hai điện tích có độ lớn bằng nhau nhưng trái dấu + q và − q, cách nhau một đoạn rất nhỏ so với khoảng cách từ lưỡng cực tới các điểm đang xét trong điện trường

Để đặc trưng cho lưỡng cực điện người ta dùng đại lượng vec tơ mô men lưỡng cực điện, gọi tắt là mô men điện của lưỡng cực, kí hiệu là :1( có đơn vị trong hệ SI là C.m), trong

đó l là vec tơ hướng từ – q đến + q (hình 1)

Đường thẳng nối hai điện tích gọi là trục của lưỡng cực

Lưỡng cực điện là một hệ điện tích thường gặp trong các vật thể, ví dụ như các nguyên tử hay phân tử của nhiều vật thể khi đặt trong điện trường ngoài, thì dưới tác dụng của điện trường ngoài, chúng bị biến dạng (vì các hạt mang điện cấu thành chúng bị dịch chuyển

do tác dụng của điện trường), khiến cho về mặt phân bố điện tích, có thể xem chúng là lưỡng cực điện Ngoài ra một số phân tử như phân tử nước, có cấu tạo sao cho tuy toàn bộ phân tử là trung hòa về điện nhưng phân tử có thể xem như một lưỡng cực (ở phân tử nước do ion âm oxi và hai ion dương hidro phân bố không đối xứng như hình 2)

2 Tác dụng của điện trường lên lưỡng cực điện

a) Lực tác dụng lên lưỡng cực đặt trong điện trường

Trước tiên ta hãy xét trường hợp điện trường đều (hình vẽ) Khi đó các lực tác dụng lên hai điện tích của lưỡng cực có độ lớn bằng nhau ( F = qE) và ngược hướng nhau, chúng tạo nên ngẫu lực có mô men (2) với là góc hợp bởi vec tơ và vec tơ E Vec tơ mô men ngẫu lực M có phương trùng với trục quay của lưỡng cực điện, tức là vuông góc với và E

Ngẫu lực này có tác dụng làm cho lưỡng cực điện quay trong diện trường sao cho hai vec

tơ và E song song với nhau Vị trí cân bằng của lưỡng cực điện là vị trí ở đó có mô men ngẫu lực bằng không, ứng với Vị trí ứng với là vị trí cân bằng bền còn vị trí là vị trí cân bằng không bền, vì chỉ cần cho lưỡng cực điện quay lệch khỏi vị trí đó một chút là sẽ có xuất hiện ngay một mô men ngẫu lực làm nó lệch thêm khỏi vị trí này

Với quy ước mô men lực làm lưỡng cực quay theo chiều kim đồng hồ có giá trị âm thì thay cho (2) ta có thể viết: (3)

Bây giờ ta xét lưỡng cực điện đặt trong điện trường không đều Đầu tiên ta giả sử rằng, lưỡng cực điện đã nằm dọc theo một đường sức của điện trường (hình vẽ) Khi đó, lực tác dụng lên các điện tích không bằng nhau và lực điện tổng hợp tác dụng lên lưỡng cực điện

là khác không Ta chọn trục tọa độ x theo hướng của vec tơ (tức là chiều của vec tơ ) Vì điện trường không đều, nên cường độ điện trường tại điểm đặt diện tích – q là E còn cường độ điện trường tại điểm đặt điện tích + q là

Do đó lực tác dụng lên điện tích âm có độ lớn là , và lực tác dụng lên điện tích dương có

độ lớn là

Lực tổng hợp F tác dụng lên lưỡng cực có độ lớn là (4) Và hướng về phía có điện trường mạnh

Ta cũng dễ thấy rằng, trong điện trường đều thì, lúc đó F =0

Như vậy, nếu đặt một lưỡng cực điện vào trong một điện trường không đều, thì nó chịu tác dụng của lực và ngẫu lực Ngẫu lực có xu hướng làm nó quay trong điện trường cho

đến khi mô men lưỡng cực có phương trùng với vec tơ E; còn lực có tác dụng kéo lưỡng

cực về phía có điện trường mạnh Điều này giải thích tại sao đũa thủy tinh hay ebonit nhiễm điện lại có thể hút các vật thể nhẹ Khi ta đưa đũa thủy tinh nhiễm điện lại gần các vật nhẹ, thì dưới tác dụng của điện trường do điện tích trên đũa tạo ra, các vật bị nhiễm điện trở thành lưỡng cực điện lưỡng cực diện này chịu tác dụng của điện trường không đều do dũa tạo ra, bị hút về phía đũa là nơi có điện trường mạnh hơn

b) Thế năng của lưỡng cực điện trong điện trường

Sự định hướng của một lưỡng cực điện trong điện trường có liên quan đến thế năng của nó: khi lưỡng cực được định hướng ở trạng thái cân bằng thì mô men lưỡng cực có hướng trùng với vectơ, thế năng của nó đạt giá trị cực tiểu, thế năng của lưỡng cực có giá trị lớn hơn ở mọi định hướng khác của lưỡng cực Bởi vì chỉ có hiệu thế năng mới có ý nghĩa vật

lý, ta có thể quy ước: thế năng của lưỡng cực bằng không khi góc Dựa vào (3) ta có thể tính được thế năng của lưỡng cực khi góc có giá trị bất kì, bằng cách tính công A mà điện trường cần thực hiện để làm lưỡng cực quay từ đến

Phép tính chi tiết cho ta:(4)

Từ (4) ta thấy thế năng của lưỡng cực là nhỏ nhất khi, nghĩa là vec tơ có hướng trùng với vec tơ và thế năng của lưỡng cực là lớn nhất khi , nghĩa là vec tơ ngược hướng với vec tơ

II.CẤU TẠO CỦA LÒ VI SÓNG GIẢI THÍCH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA

LÒ VI SÓNG BẰNG LÝ THUYẾT LƯỠNG CỰC ĐIỆN

1 Cấu tạo của lò vi sóng

Một chiếc lò vi song gồm các bộ phận chính

Những bộ phận cơ bản của lò vi sóng

*Buồng nấu

Buồng nấu được thiết kế là một chiếc lồng Faraday, bao quanh là lưới kim loại để đảm bảo chắc chắn rằng sóng vi ba không bị

lọt ra ngoài Lưới kim loại có thể được

nhìn thấy khi quan sát cửa ngoài của lò vi

sóng Để có thể ngăn chặn sóng, lỗ trên

lưới bắt buộc phải có kích thước nhỏ hơn bước sóng của vi ba(12cm) Còn lý do vì sao chúng ta vẫn có thể nhìn thấy ánh sáng phát ra từ lò thông qua lưới, đó là bởi ánh sáng có bước sóng ngắn hơn nhiều Việc quan sát thực phẩm từ bên ngoài khi lò vi sóng đang hoạt động là điều hoàn toàn có thể

• Vỏ máy

Lớp vỏ bên ngoài có tác dụng bảo vệ lò vi sóng và đem lại tính thẩm mỹ cho thiết

bị, thường được chế tạo từ kim loại

• Nguồn phát sóng

Đây là bộ phận cốt lõi của một chiếc lò vi sóng với tác dụng tạo sóng để gia nhiệt cho thức ăn Nguyên lý hoạt động của bộ phận này tương đối phức tạp

• Biến thế cao áp

Lò vi sóng sử dụng biến thế tăng áp: 220V điện thế đầu vào ở cuộn sơ cấp, 2000V điện thế đầu ra tại cuộn thứ cấp

• Tụ cao áp

Tụ cao áp có nhiệm vụ biến đổi điện thế cao áp xoay

chiều AC thành điện thế cao áp một chiều DC, nhằm

mục đích kích hoạt nguồn phát sóng Điện thế cao áp DC này sẽ dịch chuyển electron đi từ cực âm sang cực

dương trong từ trường mạnh và tạo thành vi sóng

• Bảng điều khiển

Bảng điều khiển gồm các núm xoay vật lý (đối với lò cơ học) hoặc nút cảm ứng và màn hình điện tử (đối với lò điện tử) Thông qua bảng điều khiển, người sử dụng sẽ điều chỉnh sự hoạt động và các tính năng nấu nướng của lò

• Cánh tản sóng

Có chức năng khuấy đều sóng trong khoang nấu, để sóng được phân bổ đều đặn hơn, đảm bảo thức ăn trong khoang được làm nóng ở tất cả vị trí

• Quạt tản nhiệt

Làm mát các bộ phận sinh nhiệt cao trong lò vi sóng (biến thế cao áp và nguồn phát sóng)

• Tecmit

Tecmit giúp ngắt nguồn điện để ngăn chặn những sự cố

mà lò vi sóng có thể gặp phải trong quá trình hoạt động

(lò quá nóng, thiết bị sản sinh lượng nhiệt vượt ngưỡng )

• Đĩa quay

Người sử dụng đặt thực phẩm lên trên đĩa, sau đó bộ phận này sẽ xoay tròn để giúp

đồ ăn hấp thụ sóng đều Đĩa quay được thiết kế với 2 bộ phận chính: bộ phận xoay gồm động cơ điện có thể đảo chiều và 1 đĩa thủy tinh tích hợp con lăn

2 Nguyên lý hoạt động của lò vi sóng dựa trên nguyên lý lưỡng cực điện.

Khi lò vi sóng (thiết bị nấu chín thức ăn nhờ sóng điện từ bước sóng ngắn) hoạt động, các sóng điện từ có bước sóng ngắn (cỡ) tạo ra trong lò một điện trường biến thiên nhanh cả

về cường độ lẫn chiều Vì phân tử nước có mô men lưỡng cực lớn, nên nếu có nước trong

lò, điện trường biến thiên đó sẽ tác dụng mô men lực lên các phân tử nước làm cho chúng đổi chiều liên tục để định hướng mô men lưỡng cực của chúng theo chiều điện trường Năng lượng (thế năng) mà chúng thu được từ điện trường sẽ chuyển thành năng lượng nhiệt, truyền cho khối nước làm nhiệt độ của nước tăng lên Các thực phẩm có chứa nước đặt trong lò vi sóng được đun nóng (nấu chín) nhờ sự làm nóng nước đó Nếu như phân tử nước không phải là lưỡng cực điện thì không có điều nói trên và lò vi sóng sẽ vô dụng!

KẾT LUẬN

Qua bài báo cáo trên, tìm hiểu về “lò vi sóng”, nhóm chúng em đã rút ra được nhiều sự đúc kết và có những kết luận như sau:

* Về mặt tổng quan:

- Tất cả thành viên đều nêu cao được tinh thần xây dựng, làm việc nhóm

- Nâng cao được kỹ năng tra cứu thông tin, kỹ năng xử lí và tóm tắt lại thông tin tiêu biểu

- Học thêm được kỹ năng tin học cơ bản, cách dung word và power point

- Có thêm kiến thức về cấu tạo và của lò vi song

- Tìm hiểu thêm và biết rõ hơn về cách vận hành, nguyên lí hoạt động và ứng dụng của lưỡng điện cực đặt trong điện trường vào Lò vi sóng

* Về mặt còn hạn chế:

- Chưa tìm được nhiều nguồn thông tin uy tín, đáng tin cậy

- Cách biểu đạt và sắp xếp thông tin vẫn còn sự lộn xộn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 HTTPS://BEPHOANGCUONG.COM/LO-VI-SONG/CAU-TAO-VA-NGUYEN-LY-HOAT-DONG-CUA-LO-VI-SONG.HTML

 HTTPS://VI.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/M%C3%B4MEN_L%C6%B0%E1%BB

%A1NG_C%E1%BB%B1C_%C4%91I%E1%BB%87N



HTTPS://TEXT.XEMTAILIEU.NET/TAI-LIEU/LUONG-CUC-DIEN-182525.HTML

 HTTPS://WWW.SCRIBD.COM/DOCUMENT/539766410/123DOC-BAO-CAO-KHOA-HOC-DE-TAI-VE-LUONG-CUC-DIEN

 HTTP://LUANAN.NLV.GOV.VN/LUANAN?

A=D&D=TTKGBCIYXWFC1995.1.14