Apakah daya keluaran microwave sebanding dengan massa isinya?

22

Teman saya dan saya mengalami perdebatan sengit.

Di satu sisi, ia berpikir bahwa oven microwave yang kosong, hampir tidak mengkonsumsi daya (tidak mempertimbangkan lampu, lcd, dll). Dia mengatakan bahwa sekali Anda memasukkan barang ke dalam oven, seperti segelas air, oven akan mulai mengkonsumsi lebih banyak daya karena magnetron harus mengeluarkan lebih banyak energi untuk memanaskan isinya. Pada dasarnya, ia mengatakan bahwa konsumsi daya magnetron dalam oven microwave berbanding lurus dengan massa molekul penyerap panas di dalam oven.

Di sisi lain, ada saya. Saya pikir magnetron selalu menghasilkan apa yang diperingkat (di dunia yang ideal). Saya percaya bahwa microwave kosong hanya membuang energinya sebagai panas melalui sasis. Saya membuat analogi menara radio yang ketika mentransmisikan, selalu melakukannya dengan kekuatan yang sama terlepas dari jumlah pendengarnya.

Kami berdua telah mengajukan beberapa argumen yang menarik, tetapi tidak satu pun dari kami adalah insinyur dan tidak memiliki pengetahuan untuk membuktikan teori kami.

Jadi kami berpaling kepada Anda!

Terima kasih!

Matthew Goulart
sumber
1
Kami tidak punya satu yang bisa menghubungkan antara dinding dan microwave.
Matthew Goulart
3
Jika Anda menjalankan microwave kosong, Anda akan segera membeli microwave baru, menurut pengalaman saya. Tidak punya apa-apa untuk menyerap energi yang ditemukannya untuk pergi secara destruktif ... itulah sebabnya saya tidak akan menggunakan Kill-A-Watt dan microwave saya untuk "menguji" teori teman Anda. Ambil satu di toko barang bekas jika itu membuat Anda tetap terjaga di malam hari, tetapi saya sarankan melakukan tes "dengan sesuatu di dalamnya" terlebih dahulu.
Ecnerwal
1
Apakah Anda dan teman Anda sudah mencoba menjalankan pompa air kering? Maksudku, mengapa selalu microwave yang disalahgunakan?
Dmitry Grigoryev
1
@nocomprende Anda tampaknya sangat yakin dengan jawaban Anda, tetapi yang lain menawarkan penjelasan yang sangat masuk akal dan masuk akal. Saya bertanya-tanya, apakah Anda memiliki bukti pendukung yang berlaku untuk microwave? Saya gagal melihat apa yang terkait dengan mesin mobil, menggunakan bensin, dengan cara kerja elektromagnetik microwave yang rumit.
Matthew Goulart
2
pengukuran pendapat truf. Lakukan dengan cara dan ukuran ilmiah
PlasmaHH

Jawaban:

16

Pemikiran sederhana atau eksperimen praktis:

Jika dia benar maka waktu pemanasan untuk membawa air ke titik didih tidak tergantung pada jumlah air. Satu cangkir akan memakan waktu selama dua.

Jika Anda benar, dua gelas air akan membutuhkan waktu dua kali lebih lama untuk mendidih.

Transistor
sumber
3
Ke ruang istirahat!
Matthew Goulart
2
Halo, ini "teman" yang berbicara sekarang: Saya pikir itu poin yang bagus, saya pikir satu cangkir akan memakan waktu kurang dari dua ... tapi saya pikir jika Anda memiliki satu atau dua cangkir, microwave akan memakannya dinilai kekuasaan. Namun, ketika microwave kosong, saya pikir itu tidak memakan daya (atau sangat sedikit)
Matthew Goulart
Microwave 1200W tidak akan menghasilkan lebih dari 1200W terlepas dari massa konten di dalamnya. Namun, itu tidak berarti bahwa microwave 1200W yang kosong kecuali untuk es 1mm ^ 3 (1mg) yang akan mampu menanamkan 1200W ke dalam es itu (yang akan melelehkannya dalam 350usec). Meningkatkan massa material yang diberikan akan meningkatkan daya serap menuju batas asimptotik.
supercat
1
Kami tidak terlalu ingin tahu tentang berapa banyak energi yang diberikan ke dalam isinya, melainkan berapa banyak yang dikonsumsi oleh oven apakah kosong atau tidak.
Matthew Goulart
1
Dua cangkir akan membutuhkan waktu dua kali lebih lama untuk mendidih daripada satu menggunakan elemen pemanas listrik juga, tetapi itu tidak mengubah daya tarik dengan cara apa pun.
13

Apakah daya output microwave oven sebanding dengan massa isinya? Tidak. Magnetron mengembangkan kekuatan medan elektromagnetik tertentu (volt per milimeter atau bagaimanapun diukur) sama seperti pemancar radio mana pun. Saya mencoba percobaan, mengukur daya menarik untuk 2 gelas air, 4 dan 8, itu identik: 1380 Watts untuk unit dinilai 700 Watt. Ini adalah tentang apa yang kami harapkan memperhitungkan kerugian akun (sebagian besar pemancar radio sekitar 50% efisien).

Saat mengoperasikan pemancar, ada spesifikasi yang disebut rasio gelombang berdiri, yang menentukan seberapa cocok sumber dengan beban. Jika beban benar-benar cocok, ia menyerap seluruh output, terlepas dari berapa banyak daya yang mungkin. Jika tidak cocok, sebagian daya "dipantulkan kembali" dan menghasilkan tegangan dalam fase pada terminal output perangkat.

Jika daya yang dipantulkan ini menyebabkan voltase aman maksimum dari perangkat output terlampaui, itu akan melengkung. Dimungkinkan juga untuk beban yang tidak cocok untuk menarik arus terlalu banyak, sehingga perangkat akan hancur sendiri karena terlalu panas.

Intinya, Anda memiliki jumlah watt X yang keluar, yang akan diserap dengan baik oleh beban, atau akan menekankan perangkat (magnetron dalam kasus ini) dan mungkin merusak atau menghancurkannya. Daya output tidak berubah, dan input input tidak berubah. Ini seperti menghubungkan motor listrik ke beban: Hentikan motor dan mungkin terbakar, turunkan muatannya dan mungkin melebihi kecepatan dan merusak dirinya sendiri.

Ini berlaku untuk semua bentuk emisi gelombang radio.

Tambahan: Semua perangkat memiliki kerugian juga, jadi bahkan jika "memutar roda" itu masih akan menarik dan membuang energi. Dalam hal penguat audio Kelas A, ini adalah 50% dari daya input. Dalam beberapa sistem itu lebih, di yang lain kurang. Karena magnetron tidak ideal, magnetron hanya akan menarik kekuatan apa pun.


sumber
Apakah saya mengerti bahwa dalam hal ini, muatannya adalah isi microwave? Pada dasarnya Anda mengatakan bahwa isi microwave harus cocok, sedekat mungkin, dengan magnetron agar daya maksimum dapat diberikan. Jadi tidak hanya menjalankan microwave yang kosong berpotensi merusaknya, tetapi menjalankannya dengan mengatakan, secangkir tepung, juga akan merusaknya karena tepung memiliki sedikit air (atau zat lain yang disetel ke microwave).
Matthew Goulart
1
Daya serap yang buruk dapat merusaknya, ya. Air dan minyak atau lemak paling baik menyerap. Serbuk kering sangat sedikit, meskipun pemanasan lokal dapat menyebabkan hangus. Dua benda kecil yang bersentuhan (seperti dua bakso) dapat menyebabkan pembakaran pada titik kontak, karena masing-masing bertindak seperti antena kecil yang mengumpulkan daya pada fase yang berbeda, sehingga terdapat perbedaan tegangan. Banyak sekali efek dari energi gelombang mikro, sulit diprediksi.
Jadi bahaya sebenarnya dari microwave kosong adalah dari penambahan gelombang asli dan gelombang fase-pantul yang menyebabkan tegangan melebihi tegangan pengenal magnetron maksimum. Sangat menarik! Saya berasumsi bahwa gelombang yang dipantulkan akan keluar dari fase dengan gelombang asli.
Matthew Goulart
Lihat: Rasio Gelombang Berdiri oleh ARRL. Saya telah menjadi Operator Radio Amatir sejak 1989.
Anda tidak diragukan lagi benar untuk pandu gelombang / rongga resonansi, tetapi karena oven microwave diaduk dengan mode, gelombang yang dipantulkan akan memiliki fase acak dan tidak akan mengubah VSWR. Pemahaman saya adalah bahwa magnetron masih dipanaskan oleh kekuatan pantulan ini dan gagal setelah beberapa waktu terlepas (misalnya, amplopnya meleleh). Namun, saya akui bahwa saya tidak yakin mana yang merupakan mode kegagalan yang lebih penting dalam praktik dan sedikit yang tampaknya telah melakukan percobaan. Kebanyakan magnetron modern tampaknya cukup kuat untuk VSWR tinggi dan panas berlebih.
Oleksandr R.
2

Jadi saya akhirnya sempat menguji ini.

Menggunakan watt meter ini saya menguji 0, 1, 2 dan 4 gelas air dalam mangkuk plastik.

Secara keseluruhan, ada perbedaan sekitar 1 watt antara jumlah air, termasuk yang kosong.

Matthew Goulart
sumber
Baik. Sekarang, mudah-mudahan Anda akan tidur setelah sekian lama.
redup
1

Sebuah magnetron yang memanaskan makanan menghasilkan frekuensi sekitar 2,5 GHz. Antena dibentuk di dalam oven dan sesuai teori antena, di luar sekitar satu panjang gelombang, gelombang elektromagnetik yang sebenarnya dihasilkan dan kekuatan nyata dihasilkan. Satu panjang gelombang sekitar 120mm. Kekuatan ini dilakukan dan hilang selamanya jadi kecuali ada semacam refleksi dekat dengan antena antena. Saya rasa daya yang diambil oleh magnetron akan cukup mantap apakah ada makanan di dalamnya atau tidak. Jangan mencobanya di rumah.

masukkan deskripsi gambar di sini

Pengaduk mendistribusikan gelombang mikro ke area yang lebih besar di dalam oven dengan refleksi. Begitu mereka keluar dari titik ini, tidak ada jalan untuk rekonsiliasi energi.

Andy alias
sumber
1
Saya ingin menandai ini sebagai jawaban yang benar, tetapi menghitungnya tidak akan memotongnya. Bisakah Anda mengarahkan ke artikel halaman wikipedia yang mendukung atau membuktikan klaim Anda? Atau mungkin halaman tentang semua sirkuit yang menjelaskan prinsip yang kita lewatkan? Terima kasih.
Matthew Goulart
Terima kasih atas hasil edit yang informatif. Untuk menenangkan pikiran teman saya, dapatkah Anda menjelaskan ke mana energi yang dihasilkan digunakan untuk microwave kosong? Saya berpendapat bahwa itu diserap oleh sasis dan dipancarkan dengan kipas.
Matthew Goulart
1
Jangan terburu-buru untuk menandainya sebagai jawaban yang benar - biarkan orang lain mengatakan dan berkomentar. Penting agar pertanyaan ini dijawab dengan benar. Mungkin ada sesuatu yang online yang dapat Anda temukan.
Andy alias
1
Iya nih. Dinding menyerap sebagian, pelat kaca itu sendiri menyerap banyak. Beberapa memang memantulkan kembali ke magnetron, tetapi mereka dirancang untuk bekerja menjadi beban yang mengerikan.
tomnexus
1

Ketika oven dihidupkan, magnetron memancarkan gelombang elecromagnetic transversal ke dalam rongga. Segera setelah gelombang EM mengisi rongga itu mulai mengenai dinding dan memantulkan kembali, sekarang gelombang berdiri terbentuk. Dalam gelombang berdiri medan-E dan medan-H keluar dari fase sebesar 90 derajat, itu berarti tidak ada kekuatan nyata yang mentransfernya hanya memantul dari dinding ke dinding dan ke magnetron, di mana medan-E persis dalam fase dan besarnya seperti bidang yang diproduksi oleh magnetron, ini menyiratkan bahwa tidak ada perbedaan potensial dan emisi diblokir.
Ketika ada item di rongga, maka ia menekuk gelombang berdiri, sehingga magnetron "melihat" beban dan gelombang TEM tambahan ditumpangkan ke gelombang berdiri yang ada.
Praktisnya gelombang berdiri bertindak seperti saluran penghantar dan "membawa" beban yang terhubung ke sumber tanpa kabel.

Marko Buršič
sumber
Tolong bantu saya memastikan saya mengerti. Ketika Anda mengatakan "tidak ada kekuatan nyata yang mentransfer", apakah itu berarti bahwa satu watt meter antara stopkontak dan microwave akan membaca 0?
Matthew Goulart
@ MatthewGoulart Ya, tepatnya. Tentu saja dinding tidak superkonduktor, jadi ada kerugian, tetapi magnetron sebenarnya dapat melihat beban, jika Anda meletakkan cincin logam itu akan meniup sekering - korsleting dan jika tidak ada di dalam maka itu berjalan bebas.
Marko Buršič
1
@banban, saya mohon maaf, tapi saya tidak mengerti apa yang Anda tanyakan: "Jadi bagaimana hal itu merusak benda itu dan bagian mana tepatnya?" Sekarang kerusakan apa dan benda apa yang Anda maksud?
Marko Buršič
1
Maaf karena tidak cukup spesifik. Biarkan saya ulangi: "bagaimana tepatnya mengoperasikan oven microwave tanpa apa pun di dalamnya merusak oven microwave? Bagian mana tepatnya yang gagal dengan cara apa?"
dbanet
1
Pertanyaan saya termotivasi secara eksklusif oleh fakta bahwa mode operasional ini sangat tidak direkomendasikan oleh sebagian besar produsen (sekarang merujuk pada manual pengguna, dan dengan `` sangat tidak direkomendasikan '' Maksud saya mereka langsung mengatakan ini kemungkinan akan merusak perangkat) dan Anda mengklaim tidak ada emisi pengalihan daya yang sebenarnya terjadi.
dbanet
1

Cara sederhana untuk mendapatkan jawabannya adalah menempatkan pembaca saat ini di antara steker dan microwave Anda (contoh: https://en.wikipedia.org/wiki/Kill_A_Watt#/media/File:P3-Kill-a-watt.jpg )

Kemudian jalankan kosong, lalu dengan sesuatu di dalamnya.

Ricky
sumber
Semua gelombang mikro domestik menggunakan magnetron yang tidak efisien. Ini adalah cara murah untuk mendapatkan daya tinggi dan cara-cara lain yang mahal untuk membuat 2,4 GHZ juga tidak terlalu efisien. Ini menyiratkan bahwa Anda tidak akan melihat perubahan besar pada meteran daya Anda. tes timur saya pikir Anda harus tetap melakukannya. + 1
Autistic
Kami mencoba menemukan perangkat yang serupa dan akan memperbarui pertanyaan ketika kami memiliki jawaban yang pasti.
Matthew Goulart
Saya sekarang telah melakukannya, menggunakan shunt buatan sendiri untuk membaca watt menggunakan multimeter saya. Itu datar: gambar yang sama untuk 2 gelas air, 4 atau 8. Saya TIDAK menjalankannya kosong.
@nocomprende Apakah Anda dapat melakukan percobaan tanpa apa pun di microwave?
Matthew Goulart
0

Output magnetron harus konstan agar dapat bekerja. Namun, dua gelas air membutuhkan waktu (2) kali lipat lebih lama daripada mendidih. Ini karena area permukaan.

KrazyKyngeKorny
sumber
1
Tolong jangan gunakan semua huruf besar. StackExchange punya banyak cara lain untuk melakukan penekanan.
Nick Alexeev
Mengapa Anda mengatakan bahwa outputnya harus konstan? Bagaimana Anda mendamaikan ini dengan apa yang dikatakan orang lain tentang magnetron secara efektif menghasilkan apa-apa karena gelombang berdiri yang dikembangkan?
Matthew Goulart
-1

Saya tahu pertanyaan ini adalah sejarah sekarang tetapi saya ingin mengkonfirmasi bahwa oven mengkonsumsi kekuatan yang sama apa pun yang ada di dalamnya.

Juga bahwa oven '600 Watt' saya mengkonsumsi sekitar 1300 Watt saat dijalankan

Pex
sumber
Terima kasih telah menjawab setelah semua ini. Kami belum tidur sejak kami mengajukan pertanyaan. Bolehkah saya bertanya metode apa yang Anda gunakan untuk menguji ini?
Matthew Goulart
"Jawaban" ini membutuhkan lebih banyak kedalaman dan / atau kutipan.
Bort
-2

Yang sebaliknya telah dikonfirmasi. Sebuah microwave kosong akan mengkonsumsi daya lebih sedikit daripada yang penuh.

Dalam istilah awam. Ketika Microwave kosong, gelombang mikro dipantulkan kembali ke magnetron sehingga tidak dapat menghasilkan lebih.

Hukum pertama termodinamika muncul di benak.

Gambino
sumber
Jika ini telah "dikonfirmasi", silakan sebutkan caranya. Sebuah gelombang mikro yang kosong memiliki peluang besar untuk pecah, karena mengeluarkan seluruh daya, tetapi daya itu tidak memiliki tujuan.
Selvek