La puissance de sortie d'un micro-ondes est-elle proportionnelle à la masse de son contenu?

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Mon ami et moi avons un débat houleux.

D'une part, il pense qu'un four à micro-ondes qui est vide, ne consomme presque pas d'énergie (sans tenir compte des lumières, de l'écran LCD, etc.). Il dit qu'une fois que vous mettez un article dans le four, comme un verre d'eau, le four commencera à consommer plus d'énergie car le magnétron doit produire plus d'énergie pour chauffer le contenu. Fondamentalement, il dit que la consommation d'énergie du magnétron dans un four à micro-ondes est directement proportionnelle à la masse de molécules absorbant la chaleur à l'intérieur du four.

D'un autre côté, il y a moi. Je pense que le magnétron produit toujours ce pour quoi il est évalué (dans un monde idéal). Je crois qu'un micro-ondes vide dissipe simplement son énergie sous forme de chaleur à travers le châssis. J'ai fait l'analogie d'une tour de radio qui, lors de la transmission, le fait toujours avec la même puissance quelle que soit la quantité d'auditeurs.

Nous avons tous deux présenté des arguments intéressants, mais aucun de nous n'est ingénieur et n'a pas les connaissances nécessaires pour prouver nos théories.

Nous nous tournons donc vers vous!

Merci!

heat energy microwave

— Matthew Goulart
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Nous n'en avons pas d'interface entre le mur et le micro-ondes.

— Matthew Goulart

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Si vous utilisez un micro-ondes vide, vous allez bientôt acheter un nouveau micro-ondes, selon mon expérience. Manque de quoi que ce soit pour absorber l'énergie qu'il trouve quelque part où aller de façon destructrice ... c'est pourquoi je n'utiliserai pas mon Kill-A-Watt et mon micro-ondes pour "tester" la théorie de votre ami. Prenez-en un dans un magasin d'aubaines s'il vous tient éveillé la nuit, mais je vous suggère de faire d'abord le test "avec quelque chose dedans".

— Ecnerwal

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Avez-vous déjà essayé avec votre ami de faire fonctionner une pompe à eau à sec? Je veux dire, pourquoi c'est toujours le micro-ondes qui est abusé?

— Dmitry Grigoryev

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@nocomprende Vous semblez si sûr de votre réponse, mais d'autres ont fourni des explications extrêmement solides et plausibles du contraire. Je me demande, avez-vous des preuves à l'appui qui s'appliquent à un micro-ondes? Je n'arrive pas à voir ce qu'un moteur de voiture, utilisant de l'essence, a à voir avec le fonctionnement interne électromagnétique complexe d'un micro-ondes.

— Matthew Goulart

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les mesures l'emportent sur les opinions. Faites-le de manière scientifique et mesurez

— PlasmaHH

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Pensée simple ou expérience pratique:

S'il a raison, le temps de chauffage pour amener l'eau à ébullition est indépendant de la quantité d'eau. Une tasse prendra aussi longtemps que deux.

Si vous avez raison, deux tasses d'eau mettent deux fois plus de temps à bouillir.

— Transistor
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À la salle de pause!

— Matthew Goulart

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Bonjour, c'est "l'ami" qui parle maintenant: je pense que c'est un bon point, je pense qu'une tasse prendra moins de temps que deux ... mais je pense que si vous en avez une ou deux, le micro-ondes consommera sa cote Puissance. Cependant, lorsque le micro-ondes est vide, je pense qu'il ne consomme aucune énergie (ou très peu)

— Matthew Goulart

Un micro-ondes de 1200 W ne produira pas plus de 1200 W quelle que soit la masse du contenu qu'il contient. Cela ne signifie pas, cependant, qu'un micro-ondes de 1200 W qui était vide à l'exception d'un morceau de glace de 1 mm ^ 3 (1 mg) qui serait capable de communiquer 1200 W à cette glace (qui la ferait fondre en 350 usec). L'augmentation de la masse d'un matériau donné augmentera l'absorption de puissance vers une certaine limite asymptotique.

— supercat

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Nous ne sommes pas tellement curieux de savoir combien d'énergie est transmise dans le contenu, mais plutôt combien est consommée par le four vide ou non.

— Matthew Goulart

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Deux tasses mettraient deux fois plus de temps à bouillir qu'une seule avec un élément chauffant électrique, mais cela ne modifie en rien la consommation d'énergie.

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La puissance de sortie d'un four à micro-ondes est-elle proportionnelle à la masse de son contenu? Non. Le magnétron développe une certaine intensité de champ électromagnétique (volts par millimètre ou quelle que soit la mesure), comme n'importe quel émetteur radio. J'ai essayé l'expérience, mesurant la puissance absorbée pour 2 tasses d'eau, 4 et 8, c'était identique: 1380 watts pour une unité nominale de 700 watts. Il s'agit de ce à quoi nous nous attendrions en tenant compte des pertes (la plupart des émetteurs radio sont efficaces à environ 50%).

Lors de l'utilisation d'un émetteur, il existe une spécification appelée taux d'ondes stationnaires, qui détermine l'adéquation entre la source et la charge. Si la charge est parfaitement adaptée, elle absorbe la totalité de la sortie, quelle que soit la puissance qui pourrait être. Si elle est mal adaptée, une partie de la puissance est "réfléchie" et crée une tension en phase à la borne de sortie de l'appareil.

Si cette puissance réfléchie provoque un dépassement de la tension de sécurité maximale du périphérique de sortie, elle se forme en arc. Il est également possible qu'une charge non adaptée consomme trop de courant, de sorte que l'appareil s'autodétruit par surchauffe.

En substance, vous avez X watts qui sortent, qui seront soit correctement absorbés par une charge, soit stresseront l'appareil (magnétron dans ce cas) et l'endommageront probablement ou le détruiront. La puissance de sortie est inchangée et le tirage d'entrée est inchangé. C'est comme connecter un moteur électrique à une charge: caler le moteur et il pourrait brûler, le décharger et il pourrait survivre et s'endommager.

Cela est vrai pour toutes les formes d'émission d'ondes radio.

Addition: Tous les appareils ont également une perte, donc même en "faisant tourner les roues", cela attirera et gaspillera encore de l'énergie. Dans le cas d'un amplificateur audio de classe A, cela représente 50% de la puissance d'entrée. Dans certains systèmes, c'est plus, dans d'autres moins. Puisqu'un magnétron n'est pas idéal, il va simplement consommer de l'énergie quoi qu'il arrive.

Dois-je comprendre que dans ce cas, la charge est le contenu du micro-ondes? Essentiellement, vous dites que le contenu d'un micro-ondes doit correspondre au plus près possible au magnétron pour que la puissance maximale soit transmise. Ainsi, non seulement le fonctionnement d'un four à micro-ondes vide pourrait l'endommager, mais le faire fonctionner avec, disons, une tasse de farine, l'endommagerait également car la farine contient peu d'eau (ou une autre substance réglée sur un four à micro-ondes).

— Matthew Goulart

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Une charge mal absorbée peut l'endommager, oui. L'eau et les huiles ou graisses absorbent mieux. Poudres sèches très peu, bien que le chauffage local puisse provoquer des brûlures. Deux petits objets en contact (comme deux boulettes de viande) peuvent provoquer des brûlures au point de contact, car chacun agit comme une petite antenne collectant de l'énergie à différentes phases, il y a donc une différence de tension. Beaucoup d'effets de l'énergie micro-ondes, difficiles à prévoir.

Ainsi, le véritable danger d'une micro-onde vide proviendrait de l'ajout de l'onde d'origine et d'une onde réfléchie en phase provoquant une tension supérieure à la tension nominale maximale du magnétron. Très intéressant! J'ai supposé que l'onde réfléchie serait déphasée par rapport à l'onde d'origine.

— Matthew Goulart

Voir: Standing Wave Ratio par l'ARRL. Je suis opérateur radio amateur depuis 1989.

Vous avez incontestablement raison pour les guides d'ondes / cavités résonantes, mais comme le four à micro-ondes est agité en mode, les ondes réfléchies auront une phase aléatoire et ne changeront pas le VSWR. Ma compréhension est que le magnétron est toujours chauffé par cette puissance réfléchie et échoue donc après un certain temps (par exemple, l'enveloppe fond). Cependant, j'avoue que je ne sais pas quel est le mode de défaillance le plus important dans la pratique et peu semblent avoir fait l'expérience. La plupart des magnétrons modernes semblent être assez robustes à la fois à un VSWR élevé et à une surchauffe.

— Oleksandr R.

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J'ai donc finalement réussi à tester cela.

En utilisant ce wattmètre, j'ai testé 0, 1, 2 et 4 tasses d'eau dans un bol en plastique.

Dans l'ensemble, il y avait une différence d'environ 1 watt entre n'importe quelle quantité d'eau, y compris vide.

— Matthew Goulart
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Bien. Maintenant, vous espérez dormir un peu après tout ce temps.

— dim

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Un magnétron qui chauffe les aliments produit une fréquence d'environ 2,5 GHz. Une antenne est formée à l'intérieur du four et selon les théories de l'antenne, au-delà d'une longueur d'onde environ, une véritable onde électromagnétique est générée et une puissance réelle est produite. Une longueur d'onde est d'environ 120 mm. Ce pouvoir est fait et disparu pour toujours, donc à moins qu'il n'y ait une sorte de réflexion près de la plaque d'antenne, je pense que la puissance prise par le magnétron sera assez stable, qu'il y ait de la nourriture à l'intérieur ou non. Ne l'essayez pas à la maison.

L'agitateur répartit les micro-ondes sur une plus grande surface à l'intérieur du four par réflexion. Une fois qu'ils sont sortis de ce point, il n'y a plus de retour pour une réconciliation énergétique.

— Andy aka
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Je voudrais marquer cela comme la bonne réponse, mais le calcul ne va pas tout à fait le couper. Pouvez-vous pointer vers un article de la page wikipedia qui soutient ou prouve votre affirmation? Ou peut-être une page sur allaboutcircuits qui explique un principe qui nous manque? Merci.

— Matthew Goulart

Merci pour la modification informative. Pour rassurer mon ami, pourriez-vous expliquer où va l'énergie produite dans le cas d'un micro-ondes vide? Je suppose qu'il est absorbé par le châssis et rayonné par des ventilateurs.

— Matthew Goulart

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Ne soyez pas si pressé de la marquer comme la bonne réponse - laissez les autres avoir leur mot à dire et commenter. Il est important de répondre correctement à cette question. Il y a peut-être quelque chose en ligne que vous pouvez trouver.

— Andy aka

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Oui. Les murs en absorbent une partie, la plaque de verre elle-même en absorbe beaucoup. Certains se reflètent dans le magnétron, mais ils sont conçus pour fonctionner dans une charge terrible.

— tomnexus

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Lorsque le four est allumé, le magnétron émet une onde électromagnétique transversale dans la cavité. Dès que l'onde EM remplit la cavité, elle commence à frapper les murs et se réfléchit, maintenant l'onde stationnaire est formée. En ondes stationnaires, le champ E et le champ H sont déphasés de 90 degrés, ce qui signifie qu'aucune puissance réelle ne le transfère, il rebondit simplement de mur à mur et vers le magnétron, où le champ E est exactement en phase et en amplitude comme le champ produit par le magnétron, cela implique qu'il n'y a pas de différence de potentiel et que l'émission est bloquée.
Lorsqu'il y a un élément dans la cavité, il plie l'onde stationnaire, de sorte que le magnétron "voit" la charge et une onde TEM supplémentaire est superposée à l'onde stationnaire existante.
Pratiquement, l'onde stationnaire agit comme un canal conducteur et "amène" la charge connectée à la source sans fil.

— Marko Buršič
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Veuillez m'aider à vous assurer que je comprends. Lorsque vous dites "aucune puissance réelle ne transfère", cela signifie-t-il qu'un wattmètre entre la prise murale et le micro-ondes indiquerait 0?

— Matthew Goulart

@MatthewGoulart Oui, exactement. Bien sûr, les murs ne sont pas supraconducteurs, il y a donc une perte, mais le magnétron peut réellement voir la charge, si vous mettez un anneau métallique, il fera sauter le fusible - court-circuit et si rien n'est à l'intérieur, il fonctionne librement.

— Marko Buršič

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@dbanet Je vous demande pardon, mais je ne comprends pas ce que vous demandez: "Alors, comment cela endommage-t-il la chose et quelle partie exactement?" Maintenant, à quel dommage et à quoi faites-vous référence?

— Marko Buršič

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Désolé de ne pas être assez précis. Permettez-moi de reformuler: "Comment fonctionne exactement un four à micro-ondes sans rien endommager le four à micro-ondes? Quelle partie exacte de celui-ci échoue de quelle manière?"

— dbanet

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Ma question était motivée exclusivement par le fait que ce mode de fonctionnement est fortement déconseillé par la majorité des fabricants (se référant maintenant aux manuels d'utilisation, et par `` fortement déconseillé '' je veux dire qu'ils disent carrément que cela endommagera probablement l'appareil) et votre prétendent qu'aucune émission réelle de transmission d'énergie ne se produit.

— dbanet

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Un moyen simple d'obtenir la réponse consiste à placer un lecteur actuel entre la prise et votre micro-ondes (exemple: https://en.wikipedia.org/wiki/Kill_A_Watt#/media/File:P3-Kill-a-watt.jpg )

Ensuite, exécutez-le vide, puis avec quelque chose en lui.

— Ricky
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Tous les fours à micro-ondes domestiques utilisent des magnétrons qui ne sont pas efficaces. test est je pense que vous devriez toujours le faire. + 1

— Autistic

Nous essayons de trouver un appareil similaire et mettrons à jour la question lorsque nous aurons une réponse définitive.

— Matthew Goulart

Je l'ai maintenant fait, en utilisant un shunt fait maison pour lire les watts à l'aide de mon multimètre. Il est plat: même tirage pour 2 tasses d'eau, 4 ou 8. Je ne l'ai pas couru vide.

@nocomprende Pourriez-vous faire l'expérience avec rien au micro-ondes?

— Matthew Goulart

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La sortie du magnétron doit être constante pour qu'il fonctionne. Cependant, deux tasses d'eau mettent 2 sqrt (2) fois plus de temps à bouillir. Cela est dû à la surface.

— KrazyKyngeKorny
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Veuillez ne pas utiliser de majuscules. StackExchange a de nombreuses autres façons de mettre l'accent.

— Nick Alexeev

Pourquoi dites-vous que la sortie doit être constante? Comment conciliez-vous cela avec ce que les autres disent du magnétron ne produisant effectivement rien en raison d'une onde stationnaire qui se développe?

— Matthew Goulart

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Je sais que cette question appartient au passé, mais je voudrais confirmer que le four consomme la même puissance, quoi qu'il en soit.

De plus, mon four de 600 watts consomme environ 1300 watts lorsqu'il fonctionne

— Pex
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Merci d'avoir répondu après tout ce temps. Nous n'avons pas dormi depuis que nous avons posé la question. Puis-je demander quelle méthode vous avez utilisée pour tester cela?

— Matthew Goulart

Cette "réponse" a besoin de plus de profondeur et / ou de citations.

— Bort

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Le contraire a été confirmé. Un four à micro-ondes vide consommera moins d'énergie qu'un four à micro-ondes plein.

En termes simples. Lorsque le micro-ondes est vide, les micro-ondes sont réfléchies vers le magnétron qui l'empêche d'en générer plus.

La première loi de la thermodynamique vient à l'esprit.

— Gambino
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Si cela a été "confirmé", veuillez indiquer comment. Un four à micro-ondes vide a de bonnes chances de se casser, car il délivre toute la puissance, mais cette puissance n'a nulle part où aller.

— Selvek