전자 레인지의 출력 전력은 내용물의 질량에 비례합니까?

내 친구와 나는 격렬한 토론을하고 있습니다.

한편으로는 비어있는 전자 레인지는 거의 전력을 소비하지 않는다고 생각합니다 (조명, LCD 등은 고려하지 않음). 그는 물 한 잔과 같은 오븐에 물건을 넣으면 내용물을 가열하기 위해 마그네트론이 더 많은 에너지를 출력해야하므로 오븐은 더 많은 전력을 소비하기 시작할 것이라고 말합니다. 기본적으로 그는 전자 레인지에서 마그네트론의 전력 소비는 오븐 내부의 열 흡수 분자의 질량에 정비례한다고 말했다.

다른 한편으로, 나는있다. 나는 마그네트론이 항상 (이상적인 세계에서) 정격을 출력 한다고 생각합니다 . 빈 전자 레인지는 단순히 섀시를 통해 열로 에너지를 소비한다고 생각합니다. 나는 송신 할 때 청취자의 양에 관계없이 항상 동일한 전력으로 그렇게하는 라디오 타워의 비유를 만들었습니다.

우리 둘 다 흥미로운 논증을 내놓았지만, 우리 둘 다 엔지니어가 아니며 이론을 증명할 지식이 부족하지 않습니다.

그래서 우리는 당신에게로 돌아갑니다!

감사!

간단한 생각이나 실제 실험 :

그가 맞다면 물을 끓는점으로 데우는 가열 시간은 물의 양과 무관합니다. 한 컵은 두 시간이 걸립니다.

당신이 맞다면 두 컵의 물이 끓는 데 두 배가 걸릴 것입니다.

전자 레인지의 출력 전력이 내용물의 질량에 비례합니까? 마그네트론은 무선 송신기와 마찬가지로 특정 전자기장 세기 (밀리미터 당 볼트 또는 측정)를 발생시킵니다. 나는 물 2 컵, 4와 8에 대한 전력 소비량을 측정하는 실험을 시도했지만 700 와트 정격 장치의 경우 1380W였습니다. 이것은 손실을 고려할 때 예상되는 것입니다 (대부분의 무선 송신기는 약 50 % 효율입니다).

송신기를 작동 할 때 정재파 비라고하는 사양이 있는데, 이는 소스와 부하가 얼마나 일치하는지 결정합니다. 부하가 완벽하게 일치하면 전력의 양에 관계없이 전체 출력을 흡수합니다. 제대로 일치하지 않으면 일부 전원이 "반사"되어 장치의 출력 단자에서 동 위상 전압이됩니다.

이 반사 전력으로 인해 출력 장치의 최대 안전 전압이 초과되면 아크가 발생합니다. 불일치 부하로 인해 너무 많은 전류가 흐를 수 있으므로 장치가 과열되어 자체 파괴됩니다.

본질적으로 X의 와트가 나옵니다. 이것은 부하에 제대로 흡수되거나 장치 (이 경우 자석)에 스트레스를 주어 손상되거나 파손될 수 있습니다. 출력 전력은 변경되지 않고 입력 드로우는 변경되지 않습니다. 전기 모터를 부하에 연결하는 것과 같습니다. 모터를 정지 시키면 모터가 타거나 내릴 수 있으며 속도가 너무 높아져 자체적으로 손상 될 수 있습니다.

이것은 모든 형태의 전파 방출에 해당됩니다.

추가 : 모든 장치에도 손실이 발생하므로 "바퀴를 돌리더라도"여전히 에너지를 소비하고 낭비합니다. 클래스 A 오디오 증폭기의 경우 입력 전력의 50 %입니다. 어떤 시스템에서는 더 많고 다른 시스템에서는 더 적습니다. 마그네트론은 이상적이지 않기 때문에 어떤 일이 있어도 약간의 전력을 소비 할 것입니다.

그래서 나는 이것을 테스트하기 위해 마침내왔다.

이 전력계를 사용 하여 플라스틱 보울에서 0, 1, 2 및 4 컵의 물을 테스트했습니다.

빈 물을 포함하여 물의 양 간에는 대략 1 와트의 차이가있었습니다.

음식을 가열하는 마그네트론은 약 2.5GHz의 주파수를 생성합니다. 안테나는 오븐 내에 형성되며 안테나 이론에 따라 약 1 파장을 넘어 진정한 전자파가 생성되고 실제 전력이 생성됩니다. 하나의 파장은 약 120mm입니다. 이 힘은 끝나고 영원히 사라 지므로 안테나 판 가까이에 어떤 종류의 반사가 없다면 마그네트론에 의해 섭취되는 힘은 음식이 있는지 여부에 관계없이 꽤 안정적입니다. 집에서 시도하지 마십시오.

교반기는 반사에 의해 전자 레인지를 오븐 내부의 더 넓은 영역으로 분배합니다. 일단이 지점을 빠져 나간 후에는 에너지 조정을 위해 돌아 오지 않습니다.

오븐이 켜지면 마그네트론은 공동으로 전자기파를 가로로 방출합니다. EM 파가 캐비티를 채우 자마자 벽에 부딪히기 시작합니다. 이제 반사파가 형성됩니다. 정상파에서 E- 필드와 H- 필드는 90도 위상이 맞지 않습니다. 즉, 실제 전력이 벽에서 벽으로, 그리고 마그네트론으로 튀어 오르는 것을 의미합니다. 마그네트론에 의해 생성 된 장은 잠재적 인 차이가없고 방출이 차단됨을 의미합니다.
캐비티 내에 아이템이있을 때, 이것은 정재파를 구부리고, 마그네트론은 부하를 "보고"추가 TEM 파는 기존의 정재파에 중첩된다.
실제로 정재파는 전도 채널과 같은 역할을하며 와이어없이 소스에 연결된 부하를 "반입"합니다.

답을 얻는 간단한 방법은 플러그와 전자 레인지 사이에 전류 판독기를 배치하는 것입니다 (예 : https://en.wikipedia.org/wiki/Kill_A_Watt#/media/File:P3-Kill-a-watt.jpg )

그런 다음 공을 비운 다음 무언가를 넣으십시오.

작동 하려면 마그네트론의 출력이 일정해야합니다 . 그러나 2 컵의 물은 제곱 법으로 sqrt (2) 시간이 걸립니다. 이것은 표면적 때문입니다.

나는이 질문이 지금 역사라는 것을 알고 있지만 오븐에 무엇이든지 동일한 전력을 소비한다는 것을 확인하고 싶습니다.

또한 '600W'오븐은 작동 할 때 약 1300W를 소비합니다.

반대가 확인되었습니다. 빈 전자 레인지는 전체 전자 레인지보다 적은 전력을 소비합니다.

평신도 용어로. 전자 레인지가 비어 있으면 전자 레인지가 다시 반사되어 마그네트론이 더 많은 것을 생성하지 못하게합니다.

열역학 제 1 법칙이 떠 오릅니다.