¿La potencia de salida de un microondas es proporcional a la masa de su contenido?

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Mi amigo y yo estamos teniendo un acalorado debate.

Por un lado, piensa que un horno de microondas que está vacío, casi no consume energía (sin tener en cuenta las luces, lcd, etc.). Él dice que una vez que coloque un elemento en el horno, como un vaso de agua, el horno comenzará a consumir más energía ya que el magnetrón debe producir más energía para calentar el contenido. Básicamente, dice que el consumo de energía del magnetrón en un horno microondas es directamente proporcional a la masa de moléculas absorbentes de calor dentro del horno.

Por otro lado, estoy yo. Creo que el magnetrón siempre está produciendo para lo que está calificado (en un mundo ideal). Creo que un microondas vacío simplemente disipa su energía como calor a través del chasis. Hice la analogía de una torre de radio que cuando transmite, siempre lo hace a la misma potencia, independientemente de la cantidad de oyentes.

Ambos hemos presentado algunos argumentos interesantes, pero ninguno de nosotros somos ingenieros y no tenemos el conocimiento para probar nuestras teorías.

¡Entonces nos dirigimos a usted!

¡Gracias!

heat energy microwave

— Matthew Goulart
fuente

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No tenemos uno que pueda interactuar entre la pared y el microondas.

— Matthew Goulart

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Si utiliza un microondas vacío, en mi experiencia pronto comprará uno nuevo. Al carecer de algo para absorber la energía, encuentra un lugar al que ir destructivamente ... por eso no usaré mi Kill-A-Watt y mi microondas para "probar" la teoría de su amigo. Coge uno en una tienda de segunda mano si te mantiene despierto por la noche, pero te sugiero que hagas la prueba "con algo dentro" primero.

— Ecnerwal

1

¿Ya han intentado usted y su amigo hacer funcionar una bomba de agua en seco? Quiero decir, ¿por qué siempre se abusa del microondas?

— Dmitry Grigoryev

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@nocomprende Pareces tan seguro de tu respuesta que otros han ofrecido explicaciones extremadamente sólidas y plausibles de lo contrario. Me pregunto, ¿tiene alguna evidencia de apoyo que se aplique a un microondas? No veo qué tiene que ver el motor de un automóvil, que usa gasolina, con el intrincado funcionamiento interno electromagnético de un microondas.

— Matthew Goulart

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Las mediciones triunfan sobre las opiniones. Hazlo de la manera científica y mide

— PlasmaHH

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Pensamiento simple o experimento práctico:

Si tiene razón, entonces el tiempo de calentamiento para llevar el agua al punto de ebullición es independiente de la cantidad de agua. Una taza tomará tanto como dos.

Si tienes razón, dos tazas de agua tardarán el doble en hervir.

— Transistor
fuente

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¡A la sala de descanso!

— Matthew Goulart

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Hola, este es "el amigo" que habla ahora: creo que es un buen punto, creo que una taza tomará menos tiempo que dos ... pero creo que si tienes una taza o dos, el microondas consumirá está clasificado poder. Sin embargo, cuando el microondas está vacío, creo que no está consumiendo energía (o muy poca)

— Matthew Goulart

Un microondas de 1200 W no va a producir más de 1200 W, independientemente de la masa del contenido que contenga. Sin embargo, eso no significa que un microondas de 1200 W que estaba vacío, excepto por un trozo de hielo de 1 mm ^ 3 (1 mg), que sería capaz de impartir 1200 W en ese hielo (que lo derretiría en 350usec). El aumento de la masa de un material dado aumentará la absorción de energía hacia algún límite asintótico.

— supercat

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No tenemos tanta curiosidad acerca de cuánta energía se imparte en los contenidos, sino cuánto consume el horno, esté vacío o no.

— Matthew Goulart

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Dos tazas tomarían el doble de tiempo para hervir que una usando un elemento de calentamiento eléctrico también, pero no altera el consumo de energía de ninguna manera.

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¿La potencia de salida de un horno microondas es proporcional a la masa de su contenido? No. El magnetrón desarrolla una cierta intensidad de campo electromagnético (voltios por milímetro o como se mida) como cualquier transmisor de radio. Probé el experimento, midiendo el consumo de energía para 2 tazas de agua, 4 y 8, era idéntico: 1380 vatios para una unidad de 700 vatios. Esto es sobre lo que esperaríamos teniendo en cuenta las pérdidas (la mayoría de los transmisores de radio son aproximadamente 50% eficientes).

Cuando se opera un transmisor, hay una especificación llamada relación de onda estacionaria, que determina qué tan bien coincide la fuente con la carga. Si la carga coincide perfectamente, absorbe toda la salida, independientemente de cuánta potencia pueda ser. Si no coincide bien, parte de la energía se "refleja" y genera un voltaje en fase en el terminal de salida del dispositivo.

Si esta potencia reflejada hace que se exceda el voltaje máximo seguro del dispositivo de salida, se arqueará. También es posible que una carga no coincidente consuma demasiada corriente, por lo que el dispositivo se autodestruirá por sobrecalentamiento.

En esencia, tiene una cantidad X de vatios que será absorbida adecuadamente por una carga o estresará el dispositivo (magnetrón en este caso) y probablemente lo dañará o destruirá. La potencia de salida no cambia y el consumo de entrada no cambia. Es como conectar un motor eléctrico a una carga: detenga el motor y podría quemarse, descargarlo y podría excederse y dañarse.

Esto es cierto para todas las formas de emisión de ondas de radio.

Además: todos los dispositivos también tienen pérdidas, por lo que incluso si "girando las ruedas" aún dibujará y desperdiciará algo de energía. En el caso de un amplificador de audio de Clase A, esto es el 50% de la potencia de entrada. En algunos sistemas es más, en otros menos. Como un magnetrón no es ideal, simplemente va a obtener algo de energía sin importar qué.

¿Debo entender que en este caso, la carga es el contenido del microondas? Básicamente, está diciendo que el contenido de un microondas debe coincidir, lo más cerca posible, con el magnetrón para que se imparta la máxima potencia. Por lo tanto, el funcionamiento de un horno de microondas vacío no solo lo dañaría, sino que también lo dañaría con una taza de harina, también lo dañaría, ya que la harina tiene poca agua (u otra sustancia sintonizada en un microondas).

— Matthew Goulart

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Una carga mal absorbida puede dañarla, sí. El agua y los aceites o grasas se absorben mejor. Los polvos secos muy poco, aunque el calentamiento local puede causar quemaduras. Dos objetos pequeños que se tocan (como dos albóndigas) pueden causar quemaduras en el punto de contacto, porque cada uno actúa como una pequeña antena que recolecta energía en diferentes fases, por lo que hay una diferencia de voltaje. Muchos efectos de la energía de microondas, difíciles de predecir.

Por lo tanto, el peligro real de un microondas vacío sería la adición de la onda original y una onda en fase reflejada que causa un voltaje por encima del voltaje nominal máximo del magnetrón. ¡Muy interesante! Supuse que la onda reflejada estaría fuera de fase con la onda original.

— Matthew Goulart

Ver: relación de onda estacionaria por el ARRL. He sido un operador de radioaficionado desde 1989.

Indudablemente tiene razón para las guías de onda / cavidades resonantes, pero dado que el horno de microondas se agita en modo, las ondas reflejadas tendrán una fase aleatoria y no cambiarán el VSWR. Tengo entendido que el magnetrón todavía se calienta por esta potencia reflejada y, por lo tanto, falla después de un tiempo independientemente (por ejemplo, la envoltura se derrite). Sin embargo, admito que no estoy seguro de cuál es el modo de falla más importante en la práctica y pocos parecen haber hecho el experimento. La mayoría de los magnetrones modernos parecen ser bastante robustos tanto para VSWR alto como para sobrecalentamiento.

— Oleksandr R.

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Así que finalmente pude probar esto.

Usando este vatímetro probé 0, 1, 2 y 4 tazas de agua en un recipiente de plástico.

En general, hubo una diferencia de aproximadamente 1 vatio entre cualquiera de las cantidades de agua, incluido el vacío.

— Matthew Goulart
fuente

Bueno. Ahora, ojalá puedas dormir un poco después de todo este tiempo.

— dim

1

Un magnetrón que calienta los alimentos produce una frecuencia de aproximadamente 2.5 GHz. Se forma una antena dentro del horno y según las teorías de la antena, más allá de aproximadamente una longitud de onda, se genera una verdadera onda electromagnética y se produce potencia real. Una longitud de onda es de aproximadamente 120 mm. Este poder está hecho y se ha ido para siempre, así que a menos que haya algún tipo de reflejo cerca de la placa de la antena, creo que el poder que toma el magnetrón será bastante estable, ya sea que haya comida adentro o no. No lo intentes en casa.

El agitador distribuye las microondas a un área más grande dentro del horno por reflexión. Una vez que han salido de este punto, no hay regreso para ninguna reconciliación energética.

— Andy alias
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Me gustaría marcar esto como la respuesta correcta, pero calcularlo no va a ser suficiente. ¿Puede señalar un artículo de la página de Wikipedia que respalde o demuestre su reclamo? ¿O tal vez una página sobre circuitos de allabout que explique un principio que nos falta? Gracias.

— Matthew Goulart

Gracias por la edición informativa. Para tranquilizar a mi amigo, ¿podría explicar a dónde va la energía producida en el caso de un microondas vacío? Creo que el chasis lo absorbe y lo irradia con ventiladores.

— Matthew Goulart

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No se apresure a marcarlo como la respuesta correcta; deje que otros den su opinión y comenten. Es importante que esta pregunta se responda correctamente. Quizás haya algo en línea que pueda encontrar.

— Andy aka

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Sí. Las paredes absorben algo, la placa de vidrio absorbe mucho. Algunos se reflejan de nuevo en el magnetrón, pero están diseñados para funcionar en una carga terrible.

— tomnexus

1

Cuando se enciende el horno, el magnetrón emite una onda electromagnética transversal en la cavidad. Tan pronto como la onda EM llena la cavidad, comienza a golpear las paredes y se refleja, ahora se forma la onda estacionaria. En la onda estacionaria, el campo E y el campo H están desfasados 90 grados, lo que significa que no se transfiere potencia real, solo rebota de pared a pared y al magnetrón, donde el campo E está exactamente en fase y magnitud como En el campo producido por el magnetrón, esto implica que no hay diferencia de potencial y la emisión está bloqueada.
Cuando hay un elemento en la cavidad, dobla la onda estacionaria, de modo que el magnetrón "ve" la carga y la onda TEM adicional se superpone a la onda estacionaria existente.
Prácticamente la onda estacionaria actúa como un canal conductor y "trae" la carga conectada a la fuente sin cables.

— Marko Buršič
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Por favor, ayúdame a asegurarme de que entiendo. Cuando dice "no se está transfiriendo potencia real", ¿eso significa que un vatímetro entre la toma de corriente y el microondas leería 0?

— Matthew Goulart

@MatthewGoulart Sí, exactamente. Por supuesto, las paredes no son superconductoras, por lo que hay una pérdida, pero el magnetrón realmente puede ver la carga, si coloca un anillo de metal se quemará el fusible: cortocircuito y si no hay nada dentro, se libera.

— Marko Buršič

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@dbanet Le ruego me disculpe, pero no entiendo a qué se pregunta: "Entonces, ¿cómo daña eso y a qué parte exactamente?" ¿Ahora a qué daño y a qué se refiere?

— Marko Buršič

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Perdón por no ser lo suficientemente específico. Permítanme reformular: "¿cómo funciona exactamente un horno de microondas sin nada que dañe el horno de microondas? ¿Qué parte exacta falla de qué manera?"

— dbanet

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Mi pregunta fue motivada exclusivamente por el hecho de que este modo operativo no es altamente recomendado por la mayoría de los fabricantes (ahora refiriéndose a los manuales de usuario, y por `` altamente no recomendado '' quiero decir que dicen que esto probablemente dañará el dispositivo) y su afirmar que no se produce una emisión real de transimitación de potencia

— dbanet

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Una forma sencilla de obtener la respuesta es colocar un lector actual entre el enchufe y su microondas (ejemplo: https://en.wikipedia.org/wiki/Kill_A_Watt#/media/File:P3-Kill-a-watt.jpg )

Luego ejecútelo vacío, luego con algo dentro.

— Ricky
fuente

Todas las microondas domésticas usan magnetrones que no son eficientes. Es la forma barata de obtener alta potencia y otras formas costosas de hacer 2,4 GHZ no son muy eficientes de todos modos. Esto implica que no verá grandes cambios en su medidor de potencia. prueba este creo que todavía deberías hacerlo. + 1

— Autista

Estamos tratando de encontrar un dispositivo similar y actualizaremos la pregunta cuando tengamos una respuesta definitiva.

— Matthew Goulart

Ahora lo he hecho, usando una derivación casera para leer vatios usando mi multímetro. Es plano: el mismo sorteo para 2 tazas de agua, 4 u 8. NO lo ejecuté vacío.

@nocomprende ¿Serías capaz de hacer el experimento sin nada en el microondas?

— Matthew Goulart

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La salida del magnetrón debe ser constante para que funcione. Sin embargo, dos tazas de agua toman sqrt (2) veces más tiempo para hervir la ley. Esto se debe a la superficie.

— KrazyKyngeKorny
fuente

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Por favor, no use mayúsculas. StackExchange tiene muchas otras formas de hacer énfasis.

— Nick Alexeev

¿Por qué dices que la salida debe ser constante? ¿Cómo concilias esto con lo que otros dicen sobre el magnetrón que no produce nada debido a una onda estacionaria que se desarrolla?

— Matthew Goulart

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Sé que esta pregunta es historia ahora, pero me gustaría confirmar que el horno consume la misma potencia, sea lo que sea.

También que mi horno de '600 vatios' consume alrededor de 1300 vatios cuando funciona

— Pex
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Gracias por responder después de todo este tiempo. No hemos dormido desde que hicimos la pregunta. ¿Puedo preguntar qué método usaste para probar esto?

— Matthew Goulart

Esta "respuesta" necesita más profundidad y / o citas.

— Bort

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Lo contrario ha sido confirmado. Un microondas vacío consumirá menos energía que uno lleno.

En términos simples. Cuando el microondas está vacío, las microondas se reflejan de vuelta al magnetrón impidiéndole generar más.

La primera ley de la termodinámica viene a la mente.

— Gambino
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Si esto ha sido "confirmado", por favor mencione cómo. Un microondas vacío tiene una buena posibilidad de romperse, ya que está produciendo la cantidad total de energía, pero esa energía no tiene a dónde ir.

— Selvek