¿Depende el consumo de energía de un microondas de la cantidad de comida que contiene?
Medí el calor absorbido por el agua en un microondas y fue aproximadamente el 80% del máximo. poder de sus especificaciones.
Pero cuando la cantidad de agua disminuye demasiado (100 go menos), la eficiencia disminuye drásticamente.
Me pregunto a dónde va la energía EM en ese caso (o cuando no hay carga térmica en el interior). Es cierto que las paredes internas del dispositivo se calientan, pero no demasiado.
Creo que la corriente es la misma (al mismo nivel de potencia), no importa cuánta comida haya dentro. ¿Quizás el factor de potencia cambia según la carga térmica, y no nos cobran más por calentar varias veces media taza de café, en lugar de un litro una vez?
Respuestas
Según un par de respuestas en https://electronics.stackexchange.com/questions/206206/is-a-microwaves-output-power-proportional-to-the-mass-of-its-contents/361645, donde realizaron experimentos, el consumo de energía (prácticamente) no depende de la cantidad de comida en el horno de microondas. En cuanto a la eficiencia, algo de energía se absorbe en las paredes y otras partes del horno.
Si el horno de microondas se opera sin una carga disipativa en la cavidad, la energía de microondas en la cavidad aumenta hasta llegar a un nivel que comienza a afectar el funcionamiento del magnetrón mismo, con el potencial de destruir el magnetrón en el proceso. Es por eso que los fabricantes de microondas afirman que no debe operar el horno sin una carga en él.
Es posible que su microondas detecte la condición sin carga y reduzca la potencia de salida del tubo para que no se dañe. Los experimentos responderán a esta pregunta.
El magnetrón emite la misma cantidad de energía de RF independientemente de la cantidad de comida que haya en su cavidad (a menos que tenga una función de detección sin carga). Esto significa que si duplica la cantidad de comida que contiene, duplica el tiempo que se tarda en calentarla, y si reduce la carga de comida a la mitad, también reduce el tiempo de cocción a la mitad.
El magnetrón en la mayoría de los hornos de microondas domésticos comunes solo tiene una potencia nominal. Se logran diferentes ajustes de potencia encendiendo y apagando el magnetrón a diferentes intervalos. Ver:https://en.wikipedia.org/wiki/Microwave_oven#Control_panel
Como era de esperar, las microondas son ondas y actúan en consecuencia.
Cuando se crean ondas, se alejan de la fuente hasta que son absorbidas o reflejadas. Esto se conoce como potencia de avance. Un reflector de cavidad cerrada, como un horno de metal, absorbe muy poco, pero los refleja hasta que regresan a la fuente. Esto se conoce como potencia reflejada.
En algún momento, la energía de las olas en la caja cerrada debe ser absorbida, provocando un calentamiento local. Si el horno está vacío, la mayor parte de la energía será absorbida por los circuitos emisores, lo que provocará que se sobrecaliente. Dependiendo de la tecnología, el horno se apagará por sí solo brevemente, se apagará o se estropeará.
La comida es el absorbedor o carga obvio. El teorema de la potencia máxima establece que la cantidad máxima de potencia se absorberá cuando las impedancias de la fuente y la carga sean iguales o coincidan. El horno tendrá un límite de diseño en la cantidad de comida que puede cocinar y estará (o debería) estar diseñado para igualar las impedancias en este punto.
Cualquier cantidad diferente de comida hará que se refleje algo de energía y la fuente debe ser capaz de absorber esa energía reflejada. Esto es tan cierto para cantidades excesivas de comida como para pequeñas cantidades. En la práctica, los alimentos no se caracterizan de forma estrecha electromagnéticamente y casi siempre habrá un 20% o más de potencia reflejada para tratar.
Además de la potencia absorbida por los alimentos, la potencia total emitida incluye cualquier componente reflejado.
La potencia realmente consumida también depende de ineficiencias como la resistencia interna del circuito. La "potencia" cobrada por el proveedor también dependerá del factor de potencia del circuito en funcionamiento, ya que los proveedores cobran realmente por la corriente, no por la potencia; esto es cierto para todos los aparatos eléctricos.