Магнетрон

Бүтцийн найрлага

Катод ба анодын систем

Магнетроны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь катод ба анод юм. Катод нь ихэвчлэн халуун катод бөгөөд халах үед электрон ялгаруулдаг. Эдгээр электронууд нь катод ба анодын хоорондох цахилгаан талбайн нөлөөгөөр хурдасч, хөдөлж эхэлдэг. Анод нь олон резонансын хөндий бүхий нарийн төвөгтэй бүтэц юм. Эдгээр хөндий нь богино долгионы эрчим хүч үйлдвэрлэх гол бүсүүд бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ, хэлбэр нь богино долгионы давтамж, хүчин чадалд нөлөөлдөг.

Жишээлбэл, энгийн гэр ахуйн богино долгионы магнетрон дахь анодын резонансын хөндий нь ойролцоогоор 2450 МГц-ийн богино долгионы давтамжийг үүсгэхээр нарийн зохион бүтээгдсэн байдаг. Энэ давтамж нь усны молекул зэрэг туйлын молекулуудыг өндөр давтамжтайгаар чичирч, улмаар хоолыг халаахад хүргэдэг.

Соронзон орны систем

Соронзон орон нь магнетроны хэвийн үйл ажиллагаанд зайлшгүй шаардлагатай хүчин зүйл юм. Соронзон орон нь байнгын соронз эсвэл цахилгаан соронзонгоор үүсгэгддэг. Магнетрон ажиллаж байх үед соронзон орны чиглэл нь электрон ялгаруулах чиглэлд перпендикуляр байна. Соронзон орны нөлөөн дор электронууд эргэлтийн хөдөлгөөнөөр хөдөлдөг бөгөөд энэ нь электронууд болон резонансын хөндийн хоорондын харилцан үйлчлэлийг бий болгож, улмаар бичил долгион үүсгэх хөндийг өдөөдөг.

Жишээлбэл, үйлдвэрлэлийн өндөр хүчин чадалтай магнетронуудад хүчтэй соронзон орон нь электрон хөдөлгөөний траекторийг нарийн хянаж, электронууд ба резонансын хөндийн хоорондын харилцан үйлчлэлийг илүү үр дүнтэй болгодог. Үүний үр дүнд богино долгионы халаалт, хатаах зэрэг үйлдвэрлэлийн процесст өндөр хүчин чадалтай богино долгионы зуух бий болно.

Ажлын зарчим

Электрон ялгаруулалт ба анхны хөдөлгөөн

Катодыг тодорхой температурт халаахад электрон ялгаруулж эхэлдэг. Эдгээр электронууд нь катод ба анодын хоорондох цахилгаан талбайн нөлөөгөөр хурдасч, анод руу шилждэг. Үүний зэрэгцээ соронзон орон байгаа тул электронууд хөдөлгөөний явцад Лоренцын хүчээр хазайдаг.

Үүнийг энгийнээр ойлгохын тулд электронууд цахилгаан талбарт шулуун шугамаар хөдөлнө гэж төсөөлөөд үз дээ. Гэсэн хэдий ч соронзон орон нь "хөтөч" болж, электронуудын траекторийг спираль хөдөлгөөнд оруулдаг.

Бичил долгион үүсгэх үйл явц

Анодын резонансын хөндийн хооронд электронууд шилжихдээ хөндийн цахилгаан соронзон оронтой тасралтгүй харилцан үйлчилдэг. Электронуудын хөдөлгөөний энерги нь хөндий рүү шилжиж, хөндийн доторх цахилгаан соронзон орны энерги тасралтгүй нэмэгдэж, эцэст нь тогтвортой богино долгионы хэлбэлзэл үүсдэг.

Резонансын хөндий нь "энерги өсгөгч" шиг ажилладаг. Электронуудын хөдөлгөөний энерги нь хөндийн дотор хуримтлагддаг. Тодорхой нөхцлүүд хангагдсан үед бичил долгион үүсч, магнетроны гаралтын төгсгөлөөс (ихэвчлэн долгионы дамжуулагчийн холболт) гарна. Дараа нь эдгээр богино долгионыг янз бүрийн хэрэглээнд ашигладаг.

Хэрэглээний талбарууд

Гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл - богино долгионы зуух

Магнетрон нь богино долгионы зуухны гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь хоолыг хурдан халаах чадвартай бичил долгион үүсгэдэг. Бичил долгионы зууханд магнетроноор үүсгэсэн бичил долгион нь ихэвчлэн 2450 МГц давтамжтай байдаг. Богино долгионы ийм давтамж нь хүнсний бүтээгдэхүүн дэх ус, өөхний молекул зэрэг туйлын молекулуудыг өндөр давтамжтайгаар чичиргээнд үр дүнтэй хүргэдэг. Молекулуудын хоорондох үрэлт нь дулааныг үүсгэдэг бөгөөд ингэснээр хурдан халах болно.

Жишээлбэл, аяга сүүг халаахад хэдхэн минут шаардагдах бөгөөд сүү нь уух тохиромжтой температурт хүрч чаддаг. Түүнчлэн богино долгионы зуух нь ерөнхийдөө хоолыг харьцангуй жигд халаадаг бөгөөд энэ нь хүмүүсийн өдөр тутмын хоол халаах хэрэгцээг хангахад хялбар бөгөөд хурдан арга юм.

Аж үйлдвэрийн хэрэглээ

Богино долгионы зууханд халаах, хатаах: Аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлд магнетроноор үүсгэгдсэн богино долгионыг янз бүрийн материалыг халаах, хатаахад ашиглаж болно. Жишээлбэл, мод боловсруулах үйлдвэрт модыг богино долгионы зууханд хатаах нь хатаах хугацааг эрс багасгаж, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлж, хатаах явцад модны хэв гажилт, хагарлыг бууруулдаг. Химийн түүхий эдийг хатаахын тулд богино долгионы халаалт нь хурдан бөгөөд жигд хатаах үр дүнд хүрч, бүтээгдэхүүний чанарыг сайжруулдаг.

Богино долгионы харилцаа холбоо: Эртний богино долгионы холбооны системд магнетронууд мөн үүрэг гүйцэтгэсэн. Тэдгээр нь богино долгионы дохионы эх үүсвэр болж чаддаг байсан бөгөөд богино долгионы дохиог долгион хөтлүүр болон бусад дамжуулах төхөөрөмжөөр дамжуулан хүлээн авагч руу дамжуулж, холын зайн харилцаа холбоог бий болгодог. Гэсэн хэдий ч хагас дамжуулагч технологи болон бусад салбарууд хөгжихийн хэрээр бусад төрлийн богино долгионы эх үүсвэрийг богино долгионы холбоонд илүү өргөн ашигладаг.

Радарын системүүд

Магнетроныг зарим энгийн радарын системд богино долгионы эх үүсвэр болгон ашиглаж болно. Тэд антеннаас ялгардаг өндөр хүчин чадалтай богино долгионы импульс үүсгэж чаддаг. Эдгээр импульс зорилтот объектуудтай тулгарах үед тэдгээр нь буцаж тусдаг. Радарын хүлээн авах систем нь туссан богино долгионы дохиог илрүүлж, зорилтот объектын байрлал, хурд болон бусад мэдээллийг тодорхойлдог.

Жишээлбэл, зарим жижиг хэмжээний цаг агаарын радар эсвэл ойрын зайн ажиглалтын радарын системд магнетронууд зорилтот илрүүлэх функцийг хэрэгжүүлэхийн тулд хангалттай богино долгионы хүчээр хангаж чаддаг.