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标题: WIFI和微波炉都工作在2.4GHz，为什么微波炉能加热而WiFi不行？ [打印本页]

作者: ylzhang 时间: 2018-5-11 08:41
标题: WIFI和微波炉都工作在2.4GHz，为什么微波炉能加热而WiFi不行？
WIFI和微波炉都工作在2.4GHz，为什么微波炉能加热而WiFi不行？

作者: BIGBON 时间: 2018-5-11 08:41
1.
其实你这两点，归结到一起就是一个能流密度的问题，与工作频率关系不大。
不管是WIFI和微波炉，还是我们平时肉眼所见的五光十色，都属于电磁波。
之前说的2.4G就是指电磁波的频率。

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频率等于波速与波长的比，对于电磁辐射来说，就是光速c与波长之比。
2.4G的频率,在空气中相当于波长12.5厘米。

而能流密度，指的是一定空间范围内，单位面积的能量值。
具体计算的话等于能量值除以面积。

2.

由于Wi-Fi设备的发射装置很小，可以近似看做点光源（辐射源）。
因此若不考虑空气中的衰减，在与设备距离为d点处，能流密度可以表示为d的函数：

WIFI和微波炉都工作在2.4GHz，为什么微波炉能加热而WiFi不行？-2.jpg

可以看出，能流密度与距离的二次方成反比。
这也比较符合我们的常识，离发射器越近，信号就越好。如果你要是蹭人家的网，那距离一远，若是再加上中间有障碍物的阻隔，那信号简直不能忍。

国内厂商生产的无线Wi-Fi设备发射点(无线ＡＰ，无线路由器)的功率也在２５－１００毫瓦之间。绝大多数是低于５０毫瓦的[1]。

因此可以算得，在距离发射器两米的位置，信号强度为

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这还是在不考虑能量转化损失和效率的前提之下。
这一点点微小的工作，造成的温度上升，我们一般感受不到。

3.
日常见到的微波炉，内部是金属隔层，其目的就是防止微波外泄，并通过反射，使得尽可能多的能量传到食物上。

微波炉效率应不小于58%[2].

而一般家用微波炉的加热效率能达到90%左右。
因此一台1000W功率的微波炉，产生热能的功率约在900W左右。

但注意到微波炉这个密闭空间是具有反射性的，因此那90%的效率是指实际食物所受到的辐射。
如果微波炉里面是一个直径20厘米的饼（饼有两面且厚度忽略），则其受到的辐射强度为：

WIFI和微波炉都工作在2.4GHz，为什么微波炉能加热而WiFi不行？-4.jpg

大概相当于Wi-Fi设备的一千四百万倍。

4.
如果对这个数字没有概念，可以参考一下太阳。
众所周知，太阳是我们生活的能量来源，因此就有了下面的这句话：

WIFI和微波炉都工作在2.4GHz，为什么微波炉能加热而WiFi不行？-5.jpg

太阳光射在地面上，也只有200W·m^-2[3],

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如图所示，这是一位教授做的报告里说的。

微波炉是它的71.5倍，因此我们可以站在太阳底下接受精神上的洗礼顶多觉得晒，而不会像微波炉烤薄饼，一分钟就熟了。
此外，我们也会向外部辐射热量，这不至于使得我们体温过高。
当然，太阳有一个就够，要是像金家那样三日凌空，就恐怕就要进入“脱水——浸泡”的死循环了。

5.
如果硬要是想让Wifi发射器达到能够加热的程度，可以做三件事：

A.增加功率。
按照之前的计算，当Wifi发射器达到715000W的时候，距离其两米处的能流密度就相当于微波炉烤饼。
一般移动运营商的GSM基站，发射功率在20W左右，因此这个发射器相当于35750个基站码放在一个点上所产生的电磁辐射。
先不说成本问题，你这个发射器一旦运行起来，小半个县城都得被搞停电。
这种做法，铁定是要被搞个大新闻上头条的。

B.加装反射面。
此举相当于把发射器放在雷达上，雷达的特点就是会聚作用，使得辐射面积增加量小，单位面积上的能量衰减的小，进而能把电磁波发射到很远的距离。
这种设想也并不是天方夜谭，科幻作品中也有这种利用大功率雷达来打飞机和卫星的说法，正所谓“虽远必诛”。
假设雷达反射面直径为1m，反射后近似看做是平行光（辐射波），则想要达到微波炉的能流密度，需要45000W的能量，比之前的要小了很多。
相当于2250个基站，多了一面雷达，省下3万个基站，不可谓不划算。

C.远程控制。
如果你还是嫌麻烦，那这个办法是最靠谱的。
你买一个Wifi控制模块，把它加装在微波炉里。
然后就可以通过Wifi发射器来远程操控微波炉，进行加热了。
相比之前的两条，这个选择还是比较经济实惠的。

参考资料：
[1]无线上网卡和Wi-Fi无线热点的发射功率分别是多少呢？_unikran_新浪博客
[2]《环境标志产品技术要求》家用微波炉HJ/T221-2005
[3]《能源发展趋势及主要节能措施》，上海交通大学学报，1989年第23卷第3期

作者: AgKDjFcG 时间: 2018-5-11 08:41
一般家用路由器的发射功率是100mW以下，微波炉差不多是1000W
无他，量级差太多了而已

作者: 5674152 时间: 2018-5-11 08:41
功率不同

作者: 光头人1 时间: 2018-5-11 08:41
当然会，本来微波炉就是从雷达衍生出来的

作者: 爱上阿南 时间: 2018-5-11 08:41
说两点第一功率差异第二微波炉使用的是驻波

作者: GRcSXZPy 时间: 2018-5-11 08:41
微波炉的信号不能被调制吧

作者: m1717 时间: 2018-5-11 08:41
你看看Wi-Fi范围。功率

作者: zhoujingli 时间: 2018-5-11 08:41
不用密闭，可以搜索‘微波武器’。

作者: xiexueqiao 时间: 2018-5-11 08:41
还记得某天文台微波炉糊弄了一帮科学家发了一堆paper的故事么

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