Как разогреть колету (продолжение)
В результате из-за разогрева этими поверхностными токами (смотрите первую часть) у стального изделия образуется как бы раскаленная докрасна рубашка. Происходит все это очень быстро, и даже, несмотря на высокую теплопроводность металла, в глубину нагрев распространиться не успевает. После резкого охлаждения раскаленного слоя на поверхности изделия остается твердый износоустойчивый покров, сердцевина же никаких структурных изменений не претерпевает, металл там сохраняет свою вязкость. Подбирая разную частоту тока, можно прокаливать металл на разную глубину. Чем ниже частота, тем глубже закалка.
Если в ту же катушку поместить кусок дерева или какого-либо другого неметаллического материала, то с ним ничего не произойдет — магнитное поле его не нагреет.
Иная картина получится, если дерево будет помещено между обкладками конденсатора колебательного контура. Быстропеременное электрическое поле приводит к появлению в неметаллических материалах диэлектрических потерь, которые вызываются, с одной стороны, токами проводимости, возникающими в таких материалах вследствие несовершенства их изоляционных свойств, а с другой стороны, — «трением» между молекулами, которые меняют свое положение внутри вещества при каждой перемене направления электрического поля. Чем выше частота тока, тем больше диэлектрические потери этих видов.
В отличие от токов высокой частоты в металлах, которые распространяются в основном только по поверхности, диэлектрические потери имеют место во всей толще материала, а следовательно, и прогрев его происходит равномерно по всей толщине. В этом заключается главнейшее отличие такого способа нагрева от всех других методов, основанных на использовании внешнего тепла; там нагрев начинается снаружи и тепло лишь постепенно проникает внутрь тела. Преимущества такого «сплошного» прогрева огромны: он позволяет во много раз сократить время сушки и прогрева и почти полностью устранить брак, который был неизбежен при применении прежних методов из-за неравномерности нагревания по толщине (например, растрескивание дерева). Этот способ позволяет почти моментально разогреть и котлету, разогреть сразу по всей ее толщине.
Для сушки и прогрева неметаллических материалов — дерева, пластмасс и многих органических веществ — применяются токи значительно более высоких частот, чем для закалки, примерно от 300 килогерц до 20 мегагерц, а в отдельных случаях даже до 100 мегагерц. Выбор частоты зависит от назначения высокочастотной установки. Например, для сушки дерева хорошие результаты дают частоты 300—500 килогерц, для предварительного прогрева пластмасс перед прессованием 20—40 мегагерц, а для склеивания плоских слоистых пластмасс типа гетинакса и текстолита — еще более высокие частоты: 40—100 мегагерц.
Чем лучше изоляционные свойства прогреваемого материала, тем более высокая частота тока нужна, чтобы вызвать в материале достаточно большие диэлектрические потери.
Так, используя в отдельности магнитное и электрическое поля, создаваемые токами высокой частоты, можно получить при помощи их самые различные и на первый взгляд—противоположные по своему характеру результаты.
Интересно, что еще лет 7 — 8 назад некоторые журналы в качестве юмористического примера указывали на перспективу использования токов высокой частоты для таких «нетехнических» целей, как например, кулинария. Мы воспроизводим рисунок из журнала «Радио» за 1947 г. В наши дни такое применение токов высокой частоты для таких «нетехнических» целей, как, например, кулинария, стало реальностью: мясо мгновенно прогревается по всей толщине в особых высокочастотных печах, и качество полученного продукта оказывается несравненно лучшим, чем при прожаривании на огне.
Комментарий администратора:
Как вы уже догадались, наверное, речь в статье “Как разогреть котлету” идет о микроволновой печи. Так вот, о чем я хотел сказать: когда читаешь эти публикации (материал этот создан в 1956 году – я восстановил его с издания “Занимательной радиоэлектроники”), то возникает некотрая… грусть, что ли. Дело в том, что в той же “Радиоэлектронике” можно увидеть, что в СССР было создано (и когда !) столько разработок, такая масса всего, а сейчас мы все просрали !
Прочитайте еще раз статью – правда ведь, неплохо написано, как и вся эта замечательная книга ! А теперь – кто расскажет мне, где вы видели микроволновую печь производства России ? Магнитофон, плеер, CD-проигрыватель ? Да нигде. И не потому, что сейчас нет таких интузиастов-разработчиков (а в то время это было куда труднее – детекторный приемник был предметом исследований !), а потому, что это у нас никому не нужно. И книжек таких уже тоже нет, никакой “Электроники в пионерлагере” нету, и МРБ тоже нету. Только учебники остались. Вот ведь какие дела !