Մագնետրոն

Կառուցվածքի կազմը

Կաթոդային և անոդային համակարգ

Մագնետրոնի հիմնական բաղադրիչներն են կաթոդը և անոդը։ Կաթոդը սովորաբար տաք կաթոդ է, որը տաքացնելիս էլեկտրոններ է արձակում։ Այս էլեկտրոնները արագանում են կաթոդի և անոդի միջև եղած էլեկտրական դաշտի ազդեցությամբ և սկսում են շարժվել։ Անոդը բարդ կառուցվածք է՝ բազմաթիվ ռեզոնանսային խոռոչներով։ Այս խոռոչները միկրոալիքային էներգիայի առաջացման հիմնական տարածքներ են, և դրանց չափսն ու ձևը ազդում են միկրոալիքային ճառագայթման հաճախականության և հզորության վրա։

Օրինակ, սովորական կենցաղային միկրոալիքային վառարանի մագնետրոնում անոդային ռեզոնանսային խոռոչները ճշգրտորեն նախագծված են մոտ 2450 ՄՀց միկրոալիքային հաճախականություն ստեղծելու համար: Այս հաճախականությունը ստիպում է բևեռային մոլեկուլներին, ինչպիսիք են ջրի մոլեկուլները, տատանվել բարձր հաճախականություններով, այդպիսով տաքացնելով սնունդը:

Մագնիսական դաշտի համակարգ

Մագնիսական դաշտը մագնետրոնի բնականոն աշխատանքի համար կարևոր գործոն է: Մագնիսական դաշտը ստեղծվում է մշտական ​​մագնիսների կամ էլեկտրամագնիսների կողմից: Երբ մագնետրոնն աշխատում է, մագնիսական դաշտի ուղղությունը ուղղահայաց է էլեկտրոնների ճառագայթման ուղղությանը: Էլեկտրոնները շարժվում են պտտական ​​շարժումով մագնիսական դաշտի ազդեցության տակ, ինչը հնարավորություն է տալիս փոխազդել էլեկտրոնների և ռեզոնանսային խոռոչների միջև, այդպիսով գրգռելով խոռոչները՝ առաջացնելով միկրոալիքային ճառագայթումներ:

Օրինակ՝ արդյունաբերական բարձր հզորության մագնետրոններում ուժեղ մագնիսական դաշտը կարող է ճշգրտորեն կառավարել էլեկտրոնների շարժման հետագիծը՝ ապահովելով էլեկտրոնների և ռեզոնանսային խոռոչների միջև ավելի արդյունավետ փոխազդեցություն: Սա հանգեցնում է բարձր հզորության միկրոալիքային ճառագայթների ստեղծմանը արդյունաբերական գործընթացների համար, ինչպիսիք են միկրոալիքային տաքացումը և չորացումը:

Աշխատանքային սկզբունքը

Էլեկտրոնի արտանետում և սկզբնական շարժում

Երբ կաթոդը տաքանում է մինչև որոշակի ջերմաստիճան, այն սկսում է էլեկտրոններ արձակել։ Այս էլեկտրոնները արագանում են կաթոդի և անոդի միջև եղած էլեկտրական դաշտի ազդեցությամբ և շարժվում դեպի անոդը։ Միևնույն ժամանակ, մագնիսական դաշտի առկայության պատճառով, էլեկտրոնները շարժման ընթացքում շեղվում են Լորենցի ուժով։

Սա պարզ հասկանալու համար պատկերացրեք, որ էլեկտրոնները կշարժվեն ուղիղ գծով էլեկտրական դաշտում։ Սակայն մագնիսական դաշտը գործում է որպես «ուղեցույց», ինչը ստիպում է էլեկտրոնների հետագիծը թեքվել պարուրաձև շարժման։

Միկրոալիքային վառարանի ստեղծման գործընթաց

Երբ էլեկտրոնները շարժվում են անոդային ռեզոնանսային խոռոչների միջև, դրանք անընդհատ փոխազդում են խոռոչների էլեկտրամագնիսական դաշտի հետ։ Էլեկտրոնների շարժման էներգիան փոխանցվում է խոռոչներին, ինչի հետևանքով խոռոչների ներսում էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիան անընդհատ աճում է, ի վերջո ձևավորելով կայուն միկրոալիքային տատանում։

Ռեզոնանսային խոռոչները գործում են որպես «էներգիայի ուժեղացուցիչ»։ Էլեկտրոնների շարժման էներգիան կուտակվում է խոռոչների ներսում։ Երբ որոշակի պայմաններ են բավարարվում, առաջանում են միկրոալիքային ճառագայթումներ և դուրս են գալիս մագնետրոնի ելքային ծայրից (սովորաբար ալիքատար միացում)։ Այս միկրոալիքային ճառագայթումները այնուհետև օգտագործվում են տարբեր կիրառություններում։

Կիրառման դաշտեր

Կենցաղային տեխնիկա – Միկրոալիքային վառարաններ

Մագնետրոնը միկրոալիքային վառարանների հիմնական բաղադրիչն է: Այն ստեղծում է միկրոալիքային վառարաններ, որոնք կարող են արագ տաքացնել սնունդը: Միկրոալիքային վառարանում մագնետրոնի կողմից արտադրվող միկրոալիքային վառարանները սովորաբար ունեն 2450 ՄՀց հաճախականություն: Միկրոալիքային վառարանների այս հաճախականությունը կարող է արդյունավետորեն առաջացնել բևեռային մոլեկուլների, ինչպիսիք են սննդի մեջ ջրի և ճարպի մոլեկուլները, բարձր հաճախականություններով թրթռում: Մոլեկուլների միջև շփումը առաջացնում է ջերմություն, այդպիսով հասնելով արագ տաքացման:

Օրինակ՝ մեկ բաժակ կաթը տաքացնելու համար անհրաժեշտ է ընդամենը մի քանի րոպե, և կաթը կարող է հասնել խմելու համար հարմար ջերմաստիճանի: Ավելին, միկրոալիքային վառարանները, որպես կանոն, սնունդը տաքացնում են համեմատաբար հավասարաչափ, ինչը հարմար և արագ միջոց է մարդկանց սնունդը տաքացնելու ամենօրյա կարիքները բավարարելու համար:

Արդյունաբերական կիրառություններ

Միկրոալիքային տաքացում և չորացում. Արդյունաբերական արտադրության մեջ մագնետրոնների կողմից առաջացած միկրոալիքային ճառագայթումները կարող են օգտագործվել տարբեր նյութեր տաքացնելու և չորացնելու համար: Օրինակ, փայտամշակման արդյունաբերության մեջ փայտի միկրոալիքային չորացումը կարող է զգալիորեն կրճատել չորացման ժամանակը, բարելավել արտադրության արդյունավետությունը և նվազեցնել փայտի դեֆորմացիան և ճաքերը չորացման ընթացքում: Քիմիական հումքի չորացման համար միկրոալիքային տաքացումը կարող է ապահովել արագ և միատարր չորացման ազդեցություն, բարելավելով արտադրանքի որակը:

Միկրոալիքային հաղորդակցություն. Վաղ միկրոալիքային հաղորդակցության համակարգերում մագնետրոնները նույնպես դեր են խաղացել: Դրանք կարող էին ծառայել որպես միկրոալիքային ազդանշանների աղբյուրներ, և միկրոալիքային ազդանշանները փոխանցվում էին ընդունող կողմին ալիքատարերի և այլ փոխանցող սարքերի միջոցով՝ երկար հեռավորության վրա հաղորդակցություն ապահովելու համար: Այնուամենայնիվ, կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայի և այլ ոլորտների զարգացման հետ մեկտեղ, միկրոալիքային հաղորդակցության մեջ այժմ ավելի հաճախ օգտագործվում են միկրոալիքային այլ աղբյուրներ:

Ռադարային համակարգեր

Մագնետրոնները կարող են օգտագործվել նաև որպես միկրոալիքային աղբյուրներ որոշ պարզ ռադարային համակարգերում: Դրանք կարող են առաջացնել բարձր հզորության միկրոալիքային իմպուլսներ, որոնք արձակվում են անտենաների կողմից: Երբ այդ իմպուլսները հանդիպում են թիրախային օբյեկտներին, դրանք անդրադարձվում են: Ռադարային ընդունիչ համակարգը հայտնաբերում է անդրադարձված միկրոալիքային ազդանշանները՝ թիրախային օբյեկտների դիրքը, արագությունը և այլ տեղեկություններ որոշելու համար:

Օրինակ, որոշ փոքրածավալ եղանակային ռադարներում կամ կարճ հեռահարության հսկողության ռադարային համակարգերում մագնետրոնները կարող են ապահովել բավարար միկրոալիքային հզորություն՝ թիրախի հայտնաբերման գործառույթներն իրականացնելու համար։