Чи пропорційна вихідна потужність мікрохвильової маси масі її вмісту?

Ми з моїм другом ведемо гострі дискусії.

З одного боку, він вважає, що мікрохвильова піч, яка порожня, не споживає майже ніякої енергії (не враховуючи світла, lcd тощо). Він каже, що як тільки ви покладете предмет у духовку, наприклад, склянку води, піч почне витрачати більше енергії, оскільки магнетрон повинен виділяти більше енергії для нагрівання вмісту. В основному, він говорить, що витрата енергії магнетрона в мікрохвильовій печі прямо пропорційний масі молекул, що поглинають тепло всередині духовки.

З іншого боку, є я. Я думаю, що магнетрон завжди виводить те, за що його оцінюють (в ідеальному світі). Я вважаю, що порожня мікрохвильова піч просто розсіює свою енергію як тепло через шасі. Я зробив аналогію радіохвилі, яка при передачі завжди робить це з однаковою потужністю незалежно від кількості слухачів.

Ми обидва придумали цікаві аргументи, але жоден з нас не є інженерами і не має знань, щоб довести свої теорії.

Тож ми звертаємось до вас!

Спасибі!

Проста думка або практичний експеримент:

Якщо він правильний, то час нагріву для доведення води до температури кипіння не залежить від кількості води. Одна чашка займе стільки, скільки дві.

Якщо ви маєте рацію, дві склянки води закипітимуть удвічі більше.

Чи пропорційна вихідна потужність мікрохвильової печі масі її вмісту? Ні. Магнетрон розвиває певну напругу електромагнітного поля (вольт на міліметр або, однак, це вимірюється), як і будь-який радіопередавач. Я спробував експеримент, вимірявши потужність потужності на 2 склянки води, 4 і 8, вона була однаковою: 1380 Вт для одиниці з номіналом 700 Вт. Це те, про що ми могли б очікувати, враховуючи втрати (більшість радіопередавачів приблизно 50% ефективні).

При роботі передавача існує специфікація, яка називається співвідношенням стоячої хвилі, яка визначає, наскільки добре підходить джерело до навантаження. Якщо навантаження ідеально відповідає, воно поглинає весь вихід, незалежно від того, яка потужність може бути. Якщо вона погано відповідає, частина енергії "відбивається назад" і робить внутрішньофазну напругу на вихідному клемі пристрою.

Якщо ця відбита потужність призведе до перевищення максимальної безпечної напруги вихідного пристрою, воно буде дуговим. Можливо також, що при невідповідному навантаженні вивести занадто велику кількість струму, тому пристрій самознищиться від перегріву.

По суті, у вас виходить X кількість ваттів, які або будуть належним чином поглинені вантажем, або будуть напружувати пристрій (в цьому випадку магнетрон) і, ймовірно, пошкоджують або знищують його. Вихідна потужність є незмінною, а вхідний малюнок - незмінним. Це як підключення електродвигуна до вантажу: Складіть двигун, і він може вигоріти, розвантажити його, а може призвести до перевищення швидкості і пошкодження.

Це справедливо для всіх форм радіохвильового випромінювання.

Доповнення: Усі пристрої також мають втрати, тому навіть якщо "крутиться колеса", воно все одно притягує і витрачає частину енергії. У випадку з підсилювачем звуку класу A це 50% вхідної потужності. В одних системах його більше, в інших - менше. Оскільки магнетрон не є ідеальним, він просто збирається отримати деяку потужність, незважаючи ні на що.

Тому я нарешті взявся до тестування цього.

Використовуючи цей ватметр, я випробував 0, 1, 2 і 4 склянки води в пластиковій мисці.

Загалом, різниця була приблизно в 1 ват між будь-якою кількістю води, включаючи порожню.

Магнетрон, який нагріває їжу, виробляє частоту близько 2,5 ГГц. Антена формується всередині духовки, і відповідно до теорій антен, приблизно за одну довжину хвилі генерується справжня електромагнітна хвиля і виробляється реальна потужність. Довжина однієї хвилі - близько 120 мм. Ця потужність робиться і втрачається назавжди, якщо, якщо не буде якогось віддзеркалення впритул до антенної пластини, я вважаю, що сила, взята магнетроном, буде досить стійкою, чи є їжа всередині чи ні. Не спробуйте це вдома.

Мішалка розподіляє мікрохвилі на більшу площу всередині духовки шляхом відбиття. Після того, як вони вийдуть з цього пункту, немає ніякого повернення до енергетичного узгодження.

Коли духовка включена, магнетрон випромінює в порожнину поперечну електромагнітну хвилю. Як тільки ЕМ-хвиля заповнює порожнину, вона починає вражати стінки, відбиваючись назад, тепер формується стояча хвиля. У стоячій хвилі Е-поле та Н-поле знаходяться поза фазою на 90 градусів, це означає, що жодна реальна потужність не передає його просто відскакує від стіни до стіни та до магнетрона, де Е-поле знаходиться саме у фазі та величині, як поле, вироблене магнетроном, це означає, що різниці потенціалів немає, і випромінювання блокується.
Коли в порожнині є предмет, то він згинає стоячу хвилю таким чином, що магнетрон "бачить" навантаження, а додаткова хвиля ТЕМ накладається на існуючу стоячу хвилю.
Практично стояча хвиля діє як провідний канал і "приносить" навантаження, підключену до джерела, без проводів.

Простий спосіб отримати відповідь - розмістити поточний зчитувач між роз'ємом та мікрохвильовою піччю (приклад: https://en.wikipedia.org/wiki/Kill_A_Watt#/media/File:P3-Kill-a-watt.jpg )

Потім запустіть його порожнім, а потім із чимсь у ньому.

Вихід магнетрона повинен бути постійним, щоб він працював. Однак дві склянки води беруть квадратний (2) разів довше, ніж кипить закон. Це пов’язано з площею поверхні.

Я знаю, що це питання зараз історія, але я хотів би підтвердити, що піч споживає ту саму потужність, що і в ній.

Крім того, що моя піч на 600 Вт витрачає близько 1300 Вт під час роботи

Підтверджено протилежне. Порожня мікрохвильова піч споживає менше енергії, ніж повна.

У лайманському відношенні. Коли мікрохвильова піч порожня, мікрохвилі відбиваються назад до магнетрона, блокуючи її генерувати більше.

На думку приходить 1-й закон термодинаміки.