La potenza di uscita di un forno a microonde è proporzionale alla massa del suo contenuto?

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Io e il mio amico abbiamo un acceso dibattito.

Da un lato, pensa che un forno a microonde vuoto, non consuma quasi energia (senza considerare le luci, l'LCD, ecc.). Dice che una volta messo un oggetto nel forno, come un bicchiere d'acqua, il forno inizierà a consumare più energia poiché il magnetron deve emettere più energia per riscaldare il contenuto. Fondamentalmente, afferma che il consumo di energia del magnetron in un forno a microonde è direttamente proporzionale alla massa di molecole che assorbono il calore all'interno del forno.

D'altra parte, ci sono io. Penso che il magnetron produca sempre ciò per cui è classificato (in un mondo ideale). Credo che un forno a microonde vuoto dissipi semplicemente la sua energia sotto forma di calore attraverso il telaio. Ho fatto l'analogia di una torre radio che, durante la trasmissione, lo fa sempre alla stessa potenza, indipendentemente dalla quantità di ascoltatori.

Entrambi abbiamo escogitato alcuni argomenti interessanti, ma nessuno di noi è un ingegnere e non ha le conoscenze per dimostrare le nostre teorie.

Quindi ci rivolgiamo a te!

Grazie!

heat energy microwave

— Matthew Goulart
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Non ne abbiamo uno in grado di interfacciarsi tra il muro e il forno a microonde.

— Matthew Goulart,

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Se esegui un forno a microonde vuoto, presto comprerai un nuovo forno a microonde, nella mia esperienza. Mancando di tutto per assorbire l'energia che trova un posto dove andare distruttivamente ... ecco perché non userò il mio Kill-A-Watt e il mio forno a microonde per "testare" la teoria del tuo amico. Prendine uno nel negozio dell'usato se ti tiene sveglio la notte, ma suggerisco di fare prima il test "con qualcosa dentro".

— Ecnerwal,

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Tu e il tuo amico avete già provato a far funzionare una pompa dell'acqua a secco? Voglio dire, perché è sempre il microonde che viene abusato?

— Dmitry Grigoryev il

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@nocomprende Sembri così sicuro della tua risposta, ma altri hanno offerto spiegazioni estremamente valide e plausibili al contrario. Mi chiedo, hai qualche prova a sostegno che si applica a un forno a microonde? Non riesco a vedere cosa un motore di un'auto, usando la benzina, abbia a che fare con i complessi meccanismi elettromagnetici interni di un forno a microonde.

— Matthew Goulart,

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misurazioni di briscola opinioni. Fallo in modo scientifico e misura

— PlasmaHH il

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Pensiero semplice o esperimento pratico:

Se ha ragione, il tempo di riscaldamento per portare l'acqua al punto di ebollizione è indipendente dalla quantità di acqua. Una tazza richiederà fino a due.

Se hai ragione, due tazze d'acqua impiegheranno il doppio del tempo per bollire.

— Transistor
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Nella stanza delle pause!

— Matthew Goulart,

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Ciao, questo è "l'amico" che parla ora: penso che sia un buon punto, penso che una tazza impiegherà meno tempo di due ... ma penso che se ne hai una o due, il microonde consumerà è classificato energia. Tuttavia, quando il microonde è vuoto, penso che non stia consumando energia (o molto poco)

— Matthew Goulart,

Un forno a microonde da 1200 W non produrrà più di 1200 W indipendentemente dalla massa del contenuto al suo interno. Ciò non significa, tuttavia, che un forno a microonde da 1200 W che fosse vuoto, tranne per un pezzo di ghiaccio da 1 mm ^ 3 (1 mg) che sarebbe in grado di impartire 1200 W in quel ghiaccio (che lo scioglierebbe in 350usec). L'aumento della massa di un determinato materiale aumenterà l'assorbimento di potenza verso un certo limite asintotico.

— supercat

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Non siamo così curiosi di quanta energia viene impartita nel contenuto, ma piuttosto di quanto viene consumato dal forno, vuoto o no.

— Matthew Goulart,

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Due tazze richiederebbero il doppio del tempo di ebollizione di una usando anche un elemento riscaldante elettrico, ma non altera in alcun modo l'assorbimento di potenza.

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La potenza di uscita di un forno a microonde è proporzionale alla massa del suo contenuto? No. Il magnetron sviluppa una certa intensità di campo elettromagnetico (volt per millimetro o comunque sia misurata) proprio come qualsiasi trasmettitore radio. Ho provato l'esperimento, misurando l'assorbimento di potenza per 2 tazze d'acqua, 4 e 8, era identico: 1380 Watt per un'unità da 700 Watt. Si tratta di ciò che ci aspetteremmo dal prendere in considerazione le perdite (la maggior parte dei trasmettitori radio ha un'efficienza del 50% circa).

Quando si utilizza un trasmettitore, esiste una specifica chiamata rapporto di onda stazionaria, che determina la corrispondenza della sorgente con il carico. Se il carico è perfettamente abbinato, assorbe l'intero output, indipendentemente dalla potenza che potrebbe essere. Se è scarsamente abbinato, parte della potenza viene "riflessa" e genera una tensione in fase sul terminale di uscita del dispositivo.

Se questa potenza riflessa provoca il superamento della massima tensione di sicurezza del dispositivo di uscita, si innescherà. È anche possibile che un carico non corrispondente assorba troppa corrente, quindi il dispositivo si autodistruggerà surriscaldandosi.

In sostanza, hai una quantità X di watt in uscita, che sarà assorbita correttamente da un carico o stresserà il dispositivo (magnetron in questo caso) e probabilmente lo danneggerà o lo distruggerà. La potenza di uscita è invariata e l'assorbimento di ingresso è invariato. È come collegare un motore elettrico a un carico: fermare il motore e potrebbe bruciarsi, scaricarlo e potrebbe sovraccaricare e danneggiarsi.

Questo è vero per tutte le forme di emissione di onde radio.

Aggiunta: anche tutti i dispositivi presentano perdite, quindi anche se "gira le ruote", assorbirà e sprecherà un po 'di energia. Nel caso di un amplificatore audio di classe A, questo è il 50% della potenza in ingresso. In alcuni sistemi è di più, in altri di meno. Dal momento che un magnetron non è l'ideale, semplicemente attirerà un po 'di energia, non importa quale.

Devo capire che in questo caso il carico è il contenuto del microonde? In sostanza stai dicendo che il contenuto di un forno a microonde deve corrispondere, il più vicino possibile, al magnetron per poter impartire la massima potenza. Quindi non solo svuotare un forno a microonde potrebbe danneggiarlo, ma eseguirlo con una tazza di farina, lo danneggerebbe anche perché la farina ha poca acqua (o altra sostanza sintonizzata su un forno a microonde).

— Matthew Goulart,

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Un carico poco assorbente può danneggiarlo, sì. Acqua e oli o grassi assorbono meglio. Polveri secche molto poco, sebbene il riscaldamento locale possa causare bruciature. Il contatto di due piccoli oggetti (come due polpette) può causare bruciature nel punto di contatto, poiché ognuna si comporta come una piccola antenna che raccoglie energia in diverse fasi, quindi c'è una differenza di tensione. Molti effetti dall'energia delle microonde, difficile da prevedere.

Quindi il vero pericolo di un forno a microonde vuoto sarebbe dovuto all'aggiunta dell'onda originale e di un'onda riflessa in fase che provoca una tensione superiore alla tensione nominale massima del magnetron. Molto interessante! Ho ipotizzato che l'onda riflessa sarebbe sfasata rispetto all'onda originale.

— Matthew Goulart,

Vedi: Standing Wave Ratio dell'ARRL. Sono un radioamatore dal 1989.

Sicuramente hai ragione per le guide d'onda / cavità risonanti, ma poiché il forno a microonde è agitato in modalità, le onde riflesse avranno una fase casuale e non cambieranno il VSWR. La mia comprensione è che il magnetron è ancora riscaldato da questa potenza riflessa e quindi fallisce dopo un certo tempo (ad esempio, l'inviluppo si scioglie). Tuttavia, ammetto che non sono sicuro di quale sia la modalità di fallimento più importante in pratica e pochi sembrano aver fatto l'esperimento. La maggior parte dei magnetroni moderni sembrano essere abbastanza robusti sia per l'alto VSWR che per il surriscaldamento.

— Oleksandr R.,

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Quindi sono finalmente riuscito a provare questo.

Usando questo wattmetro ho testato 0, 1, 2 e 4 tazze d'acqua in una ciotola di plastica.

Nel complesso, c'è stata una differenza di circa 1 watt tra una qualsiasi delle quantità di acqua, anche vuota.

— Matthew Goulart
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Buono. Ora spero che dormirai dopo tutto questo tempo.

— dim

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Un magnetron che riscalda il cibo produce una frequenza di circa 2,5 GHz. Un'antenna si forma all'interno del forno e secondo le teorie dell'antenna, oltre una lunghezza d'onda viene generata una vera onda elettromagnetica e viene prodotta energia reale. Una lunghezza d'onda è di circa 120 mm. Questo potere è fatto e sparito per sempre, quindi a meno che non ci sia un qualche tipo di riflesso vicino alla piastra dell'antenna, credo che la potenza assorbita dal magnetron sarà abbastanza stabile sia che ci sia del cibo dentro o meno. Non provarlo a casa.

L'agitatore distribuisce le microonde su un'area più grande all'interno del forno per riflessione. Una volta che sono usciti da questo punto, non è più possibile tornare per una riconciliazione energetica.

— Andy aka
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Vorrei contrassegnare questa come la risposta giusta, ma la resa dei conti non ha intenzione di tagliarla. Puoi indicare un articolo della pagina di Wikipedia che supporta o dimostra il tuo reclamo? O forse una pagina sui circuiti allabout che spiega un principio che ci manca? Grazie.

— Matthew Goulart,

Grazie per la modifica informativa. Per mettere a proprio agio la mente del mio amico, potresti spiegare dove va l'energia prodotta nel caso di un forno a microonde vuoto? Suppongo che sia assorbito dal telaio e irradiato da ventole.

— Matthew Goulart,

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Non essere così affrettato a contrassegnarlo come la risposta corretta - lascia che gli altri abbiano la loro opinione e il loro commento. È importante rispondere correttamente a questa domanda. Forse c'è qualcosa online che puoi trovare.

— Andy aka

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Sì. Le pareti assorbono un po ', la lastra di vetro stessa assorbe molto. Alcuni si riflettono nel magnetron, ma sono progettati per funzionare in un carico terribile.

— tomnexus,

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Quando il forno è acceso, il magnetron emette un'onda elecromagnetica trasversale nella cavità. Non appena l'onda EM riempie la cavità inizia a colpire le pareti e si riflette, ora si forma l'onda stazionaria. Nell'onda stazionaria il campo E e il campo H sono sfasati di 90 gradi, il che significa che nessuna potenza reale lo sta trasferendo rimbalza da una parete all'altra e al magnetron, dove il campo E è esattamente in fase e magnitudine come il campo prodotto dal magnetron, ciò implica che non vi è alcuna differenza potenziale e l'emissione è bloccata.
Quando c'è un oggetto nella cavità, allora piega l'onda stazionaria, in modo tale che il magnetron "veda" il carico e l'onda TEM aggiuntiva sia sovrapposta all'onda stazionaria esistente.
Praticamente l'onda stazionaria si comporta come un canale conduttore e "porta" il carico collegato alla sorgente senza fili.

— Marko Buršič
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Per favore, aiutatemi a capire. Quando dici "nessun trasferimento di energia reale", significa che un wattmetro tra la presa a muro e il forno a microonde dovrebbe leggere 0?

— Matthew Goulart,

@MatthewGoulart Sì, esattamente. Ovviamente le pareti non sono superconduttive, quindi c'è una perdita, ma il magnetron può effettivamente vedere il carico, se si mette un anello di metallo si brucerà il fusibile - cortocircuito e se non c'è nulla all'interno si corre libero.

— Marko Buršič,

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@dbanet Chiedo scusa, ma non capisco a cosa stai chiedendo: "Allora, come fa a danneggiare la cosa e quale parte esattamente?" Ora a quale danno e a cosa ti riferisci?

— Marko Buršič,

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Ci scusiamo per non essere abbastanza specifico. Consentitemi di riformulare: "in che modo il funzionamento di un forno a microonde senza nulla al suo interno danneggia il forno a microonde? Quale parte esatta di esso non riesce in che modo?"

— dbanet,

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La mia domanda è stata motivata esclusivamente dal fatto che questa modalità operativa è altamente sconsigliata dalla maggior parte dei produttori (ora si riferisce ai manuali dell'utente e da `` altamente sconsigliato '' intendo dire che questo potrebbe danneggiare il dispositivo) e il tuo affermare che non si verificano emissioni di trasmissione di potenza effettive.

— dbanet,

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Un modo semplice per ottenere la risposta è posizionare un lettore corrente tra la spina e il forno a microonde (esempio: https://en.wikipedia.org/wiki/Kill_A_Watt#/media/File:P3-Kill-a-watt.jpg )

Quindi eseguilo vuoto, quindi con qualcosa dentro.

— Ricky
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Tutte le microonde domestiche usano magnetroni che non sono efficienti. È il modo economico per ottenere alta potenza e altri modi costosi per produrre 2,4 GHZ non sono comunque molto efficienti. Ciò implica che non vedrai grandi cambiamenti sul tuo misuratore di potenza. Perché è un test est Penso che dovresti ancora farlo. + 1

— Autistico

Stiamo cercando di trovare un dispositivo simile e aggiorneremo la domanda quando avremo una risposta definitiva.

— Matthew Goulart,

Ora l'ho fatto, usando uno shunt fatto in casa per leggere watt usando il mio multimetro. È piatto: stesso sorteggio per 2 tazze d'acqua, 4 o 8. NON l'ho fatto svuotare.

@nocomprende Saresti in grado di fare l'esperimento con niente nel microonde?

— Matthew Goulart,

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L'uscita del magnetron deve essere costante affinché funzioni. Tuttavia, due tazze d'acqua impiegano circa 2 volte più a lungo per bollire la legge quadrata. Ciò è dovuto alla superficie.

— KrazyKyngeKorny
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Per favore non usare maiuscole. StackExchange ha molti altri modi per enfatizzare.

— Nick Alexeev

Perché dici che l'output deve essere costante? Come si concilia questo con quello che gli altri dicono sul magnetron che non produce nulla in modo efficace a causa di un'onda stazionaria che si sviluppa?

— Matthew Goulart,

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So che questa domanda è ormai storia, ma vorrei confermare che il forno consuma la stessa potenza qualunque cosa ci sia dentro.

Inoltre, il mio forno da '600 Watt consuma circa 1300 Watt durante il funzionamento

— Pex
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Grazie per aver risposto dopo tutto questo tempo. Non abbiamo dormito da quando abbiamo posto la domanda. Posso chiederti quale metodo hai usato per testarlo?

— Matthew Goulart,

Questa "risposta" richiede più profondità e / o citazioni.

— Bort

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È stato confermato il contrario. Un forno a microonde vuoto consumerà meno energia di uno pieno.

In parole povere. Quando il microonde è vuoto, le microonde si riflettono sul magnetron impedendogli di generarne di più.

Mi viene in mente la prima legge della termodinamica.

— Gambino
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Se questo è stato "confermato", si prega di citare come. Un forno a microonde vuoto ha buone probabilità di rompersi, perché sta emettendo tutta la potenza, ma quel potere non ha nessun posto dove andare.

— Selvek