Выходная мощность микроволновой печи пропорциональна массе ее содержимого?

У меня и моего друга жаркие дебаты.

С одной стороны, он считает, что микроволновая печь пуста, почти не потребляет энергии (не считая лампочек, ЖК-дисплеев и т. Д.). Он говорит, что после того, как вы положите в духовку какой-либо предмет, например стакан воды, духовка начнет потреблять больше энергии, поскольку магнетрон должен вырабатывать больше энергии для нагрева содержимого. В основном он говорит, что энергопотребление магнетрона в микроволновой печи прямо пропорционально массе поглощающих тепло молекул внутри печи.

С другой стороны, есть я. Я думаю, что магнетрон всегда выводит то, на что он рассчитан (в идеальном мире). Я считаю, что пустая микроволновая печь просто рассеивает свою энергию в виде тепла через корпус. Я сделал аналогию с радиомачтой, которая при передаче всегда делает это с одинаковой мощностью независимо от количества слушателей.

Мы оба выдвинули несколько интересных аргументов, но ни один из нас не является инженером и не обладает достаточными знаниями для доказательства своих теорий.

Итак, мы обращаемся к вам!

Благодарность!

Простая мысль или практический эксперимент:

Если он прав, то время нагрева для доведения воды до температуры кипения не зависит от количества воды. Одна чашка займет столько же времени, сколько две.

Если вы правы, две чашки воды закипят вдвое дольше.

Выходная мощность микроволновой печи пропорциональна массе ее содержимого? Нет. Магнетрон развивает определенную напряженность электромагнитного поля (вольт на миллиметр или как она измеряется), как и любой радиопередатчик. Я попробовал эксперимент, измерив потребляемую мощность для 2 чашек воды, 4 и 8, это было идентично: 1380 Вт для блока мощностью 700 Вт. Это примерно то, что мы ожидаем, принимая во внимание потери (большинство радиопередатчиков работают примерно на 50%).

При работе передатчика существует спецификация, называемая коэффициентом стоячей волны, которая определяет, насколько хорошо источник соответствует нагрузке. Если нагрузка идеально согласована, она поглощает всю выходную мощность, независимо от того, сколько мощности это может быть. Если он плохо согласован, часть мощности «отражается назад» и создает синфазное напряжение на выходной клемме устройства.

Если эта отраженная мощность приводит к превышению максимального безопасного напряжения выходного устройства, оно будет дуговым. Несоответствующая нагрузка также может потреблять слишком большой ток, поэтому устройство саморазрушается при перегреве.

В сущности, у вас есть X выходных ватт, которые либо будут должным образом поглощаться нагрузкой, либо будут напрягать устройство (в данном случае магнетрон) и, возможно, повредить или разрушить его. Выходная мощность не изменяется, а входное потребление не изменяется. Это похоже на подключение электродвигателя к нагрузке: заглушите двигатель, и он может перегореть, разгрузиться, он может разогнаться и повредить сам себя.

Это верно для всех форм радиоволнового излучения.

Дополнение: Все устройства также имеют потери, так что даже если «крутить колеса», они все равно будут тянуть и тратить энергию. В случае аудиоусилителя класса A это составляет 50% от входной мощности. В одних системах больше, в других меньше. Так как магнетрон не идеален, он просто собирает энергию, несмотря ни на что.

Итак, я наконец дошел до тестирования этого.

С помощью этого ваттметра я проверил 0, 1, 2 и 4 стакана воды в пластиковой миске.

В целом, между любыми количествами воды, включая пустую, была разница примерно в 1 ватт.

Магнетрон, который нагревает пищу, производит частоту около 2,5 ГГц. Антенна формируется внутри печи, и согласно теориям антенны, за пределами примерно одной длины волны генерируется истинная электромагнитная волна и вырабатывается реальная мощность. Одна длина волны составляет около 120 мм. Эта сила действует и исчезает навсегда, поэтому, если рядом с антенной нет какого-либо отражения, я считаю, что мощность, потребляемая магнетроном, будет довольно стабильной, есть ли внутри еда или нет. Не пробуй это дома.

Мешалка распространяет микроволны на большую площадь внутри духовки путем отражения. После того, как они вышли из этой точки, нет никакого возвращения к энергетическому примирению.

Когда печь включена, магнетрон излучает поперечную электромагнитную волну в полость. Как только электромагнитная волна заполняет полость, она начинает ударяться о стены и отражается назад, и теперь формируется стоячая волна. В стоячей волне E-поле и H-поле не совпадают по фазе на 90 градусов, это означает, что никакая реальная мощность не передает их, просто отскакивает от стены к стене и магнетрону, где E-поле находится точно в фазе и величине, как поле, создаваемое магнетроном, означает, что разности потенциалов нет, и излучение заблокировано.
Когда в полости есть предмет, он изгибает стоячую волну, так что магнетрон «видит» нагрузку, а дополнительная волна ТЕА накладывается на существующую стоячую волну.
Практически стоячая волна действует как проводящий канал и «подводит» нагрузку, подключенную к источнику, без проводов.

Простой способ получить ответ - поместить текущий считыватель между штекером и микроволновой печью (пример: https://en.wikipedia.org/wiki/Kill_A_Watt#/media/File:P3-Kill-a-watt.jpg. )

Затем запустите его пустым, затем с чем-то в нем.

Выход магнетрона должен быть постоянным, чтобы он работал. Тем не менее, две чашки воды требуют в 2 (2) раза больше времени для закона кипения. Это связано с площадью поверхности.

Я знаю, что этот вопрос уже стал историей, но я хотел бы подтвердить, что печь потребляет ту же мощность, что и в ней.

Кроме того, что моя печь на 600 Вт потребляет около 1300 Вт при работе

Противоположное было подтверждено. Пустая микроволновая печь потребляет меньше энергии, чем полная.

С точки зрения дилетантов. Когда микроволновая печь пуста, микроволны отражаются обратно, и магнетрон блокирует его генерацию.

1-й закон термодинамики приходит на ум.