A potência de saída de um microondas é proporcional à massa do seu conteúdo?

Meu amigo e eu estamos tendo um debate acalorado.

Por um lado, ele acha que um forno de micro-ondas vazio não consome quase nenhuma energia (sem considerar as luzes, o LCD, etc.). Ele diz que quando você coloca um item no forno, como um copo de água, o forno começa a consumir mais energia, pois o magnetron precisa produzir mais energia para aquecer o conteúdo. Basicamente, ele diz que o consumo de energia do magnetron em um forno de microondas é diretamente proporcional à massa de moléculas que absorvem calor no interior do forno.

Por outro lado, sou eu. Eu acho que o magnetron está sempre produzindo o que é classificado (em um mundo ideal). Acredito que um microondas vazio simplesmente dissipa sua energia como calor através do chassi. Fiz a analogia de uma torre de rádio que, ao transmitir, está sempre na mesma potência, independentemente da quantidade de ouvintes.

Nós dois apresentamos alguns argumentos interessantes, mas nenhum de nós é engenheiro e não tem conhecimento para provar nossas teorias.

Então nos voltamos para você!

Obrigado!

Pensamento simples ou experimento prático:

Se ele estiver certo, o tempo de aquecimento para levar a água ao ponto de ebulição é independente da quantidade de água. Um copo demora até dois.

Se você estiver certo, dois copos de água levarão o dobro do tempo para ferver.

A potência de saída de um forno de microondas é proporcional à massa do seu conteúdo? Não. O magnetron desenvolve uma certa força do campo eletromagnético (volts por milímetro ou no entanto é medido) como qualquer transmissor de rádio. Eu tentei o experimento, medindo o consumo de energia para 2 xícaras de água, 4 e 8, era idêntico: 1380 Watts para uma unidade de 700 Watts. É sobre o que esperaríamos considerar as perdas (a maioria dos transmissores de rádio é cerca de 50% eficiente).

Ao operar um transmissor, existe uma especificação chamada taxa de onda estacionária, que determina o grau de correspondência da fonte com a carga. Se a carga for perfeitamente compatível, ela absorve toda a saída, independentemente de quanta energia possa ser. Se não houver correspondência, parte da energia é "refletida de volta" e gera uma tensão em fase no terminal de saída do dispositivo.

Se essa energia refletida fizer com que a tensão máxima segura do dispositivo de saída seja excedida, ela sofrerá um arco. Também é possível que uma carga incompatível consuma muita corrente, para que o dispositivo se autodestrua por superaquecimento.

Em essência, você tem uma quantidade X de watts saindo, que será absorvida adequadamente por uma carga ou sobrecarregará o dispositivo (neste caso, magnetron) e provavelmente o danificará ou destruirá. A potência de saída é inalterada e o consumo de entrada é inalterado. É como conectar um motor elétrico a uma carga: prenda o motor e ele poderá queimar-se, descarregá-lo e poderá ultrapassar a velocidade e danificar-se.

Isso é verdade para todas as formas de emissão de ondas de rádio.

Além disso: todos os dispositivos também têm perdas, portanto, mesmo que "girando as rodas", ele ainda consuma e gaste um pouco de energia. No caso de um amplificador de áudio classe A, isso representa 50% da potência de entrada. Em alguns sistemas, é mais, em outros, menos. Como um magnetron não é o ideal, ele simplesmente consumirá algum poder, não importa o quê.

Então, finalmente cheguei a testar isso.

Usando este medidor de watt , testei 0, 1, 2 e 4 xícaras de água em uma tigela de plástico.

No geral, houve uma diferença de aproximadamente 1 watt entre qualquer quantidade de água, inclusive a vazia.

Um magnetron que aquece os alimentos produz uma frequência de cerca de 2,5 GHz. Uma antena é formada dentro do forno e, de acordo com as teorias da antena, além de cerca de um comprimento de onda, uma verdadeira onda eletromagnética é gerada e a energia real é produzida. Um comprimento de onda é de cerca de 120 mm. Essa energia está acabada e desaparece para sempre; a menos que exista algum tipo de reflexão próximo à placa da antena, eu acho que a energia absorvida pelo magnetron será bastante estável, se houver comida dentro ou não. Não tente em casa.

O agitador distribui as microondas para uma área maior dentro do forno por reflexão. Depois que eles saem desse ponto, não há volta para qualquer reconciliação de energia.

Quando o forno é ligado, o magnetrão emite uma onda elecromagnética transversal na cavidade. Assim que a onda EM preenche a cavidade, começa a bater nas paredes e reflete de volta, agora a onda estacionária é formada. Em ondas estacionárias, o campo E e o campo H estão fora de fase em 90 graus, o que significa que nenhuma potência real está transferindo apenas salta de parede a parede e para o magnétron, onde o campo E está exatamente em fase e magnitude, como o campo produzido pelo magnetron, isso implica que não há diferença de potencial e a emissão está bloqueada.
Quando existe um item na cavidade, ele dobra a onda estacionária, de modo que o magnetron "veja" a carga e a onda TEM adicional é sobreposta à onda estacionária existente.
Na prática, a onda estacionária age como um canal condutor e "traz" a carga conectada à fonte sem fios.

Uma maneira simples de obter a resposta é colocar um leitor atual entre o plugue e o microondas (exemplo: https://en.wikipedia.org/wiki/Kill_A_Watt#/media/File:P3-Kill-a-watt.jpg )

Em seguida, execute-o vazio e, em seguida, com algo nele.

A saída do magnetron deve ser constante para que ele funcione. No entanto, dois copos de água demoram 2 sqrt (duas) vezes mais para ferver a lei. Isto é devido à área da superfície.

Sei que essa pergunta é história agora, mas gostaria de confirmar que o forno consome a mesma energia que estiver nele.

Além disso, meu forno de '600 Watt' consome cerca de 1300 Watts ao operar

O oposto foi confirmado. Um micro-ondas vazio consumirá menos energia que um total.

Em termos leigos. Quando o microondas está vazio, as microondas são refletidas de volta ao magnetrão, impedindo-o de gerar mais.

A 1ª lei da termodinâmica vem à mente.