Магнетрон

Бүтцийн найрлага

Катод ба Анодын систем

Магнетроны гол бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь катод ба анод юм. Катод нь ихэвчлэн халуун катод бөгөөд халаахад электрон ялгаруулдаг. Эдгээр электронууд нь катод ба анодын хоорондох цахилгаан оронгоор хурдасч, хөдөлж эхэлдэг. Анод нь олон резонансын хөндийтэй нарийн төвөгтэй бүтэц юм. Эдгээр хөндий нь богино долгионы энерги үүсгэх гол хэсгүүд бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ, хэлбэр нь богино долгионы давтамж ба хүчин чадалд нөлөөлдөг.

Жишээлбэл, айл өрхийн богино долгионы зуухны магнетрон дахь анодын резонансын хөндийг 2450 МГц орчим богино долгионы давтамж үүсгэхээр нарийн зохион бүтээсэн байдаг. Энэ давтамж нь усны молекулууд зэрэг туйлын молекулуудыг өндөр давтамжтайгаар чичиргэж, улмаар хоол хүнсийг халаахад хүргэдэг.

Соронзон орны систем

Соронзон орон нь магнетроны хэвийн ажиллагаанд чухал хүчин зүйл болдог. Соронзон орон нь байнгын соронз эсвэл цахилгаан соронзоноор үүсгэгддэг. Магнетрон ажиллаж байх үед соронзон орны чиглэл нь электрон ялгаралтын чиглэлтэй перпендикуляр байдаг. Электронууд нь соронзон орны нөлөөн дор эргэлтийн хөдөлгөөнөөр хөдөлдөг бөгөөд энэ нь электронууд болон резонансын хөндийн хоорондын харилцан үйлчлэлийг бий болгож, улмаар хөндийг өдөөж бичил долгион үүсгэдэг.

Жишээлбэл, үйлдвэрлэлийн өндөр хүчин чадалтай магнетронуудад хүчтэй соронзон орон нь электроны хөдөлгөөний траекторыг нарийн хянаж, электрон болон резонансын хөндийн хоорондын илүү үр ашигтай харилцан үйлчлэлийг хангаж чаддаг. Энэ нь богино долгионы халаалт, хатаах зэрэг үйлдвэрлэлийн процесст зориулсан өндөр хүчин чадалтай богино долгионыг бий болгоход хүргэдэг.

Ажиллах зарчим

Электрон ялгаруулалт ба анхны хөдөлгөөн

Катодыг тодорхой температурт халаахад электрон ялгаруулж эхэлдэг. Эдгээр электронууд нь катод болон анодын хоорондох цахилгаан оронгоор хурдасч, анод руу чиглэдэг. Үүний зэрэгцээ соронзон орны улмаас электронууд хөдөлгөөнийхөө явцад Лоренцын хүчээр хазайдаг.

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

Бичил долгионы зуух үүсгэх үйл явц

Анодын резонансын хөндийн хооронд электронууд хөдлөхдөө 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 үүсгэдэг.

Резонансын хөндий нь "энергийн өсгөгч" шиг ажилладаг. Электронуудын хөдөлгөөний энерги нь хөндийн дотор хуримтлагддаг. Тодорхой нөхцөл хангагдсан үед богино долгион үүсч, магнетроны гаралтын төгсгөлөөс (ихэвчлэн долгион хөтлөгч холболт) гардаг. Эдгээр богино долгионыг дараа нь янз бүрийн хэрэглээнд ашигладаг.

Хэрэглээний талбарууд

Гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл – Богино долгионы зуух

Магнетрон нь богино долгионы зуухны гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь хоол хүнсийг хурдан халааж чаддаг богино долгион үүсгэдэг. Богино долгионы зууханд магнетроноос үүссэн богино долгионы зуух нь ихэвчлэн 2450 МГц давтамжтай байдаг. Богино долгионы энэ давтамж нь хоол хүнсэнд агуулагдах ус, өөх тосны молекул зэрэг туйлын молекулуудыг өндөр давтамжтайгаар чичиргэхэд хүргэдэг. Молекулуудын хоорондох үрэлт нь дулааныг үүсгэж, улмаар хурдан халаахад хүргэдэг.

Жишээлбэл, нэг аяга сүү халаахад хэдхэн минут л шаардагдах бөгөөд сүү нь тохиромжтой уух температурт хүрч чадна. Түүнчлэн, богино долгионы зуух нь хоол хүнсийг харьцангуй жигд халаадаг бөгөөд энэ нь хүмүүсийн өдөр тутмын хоол хүнс халаах хэрэгцээг хангах тохиромжтой бөгөөд хурдан аргыг бий болгодог.

Аж үйлдвэрийн хэрэглээ

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

Бичил долгионы холбоо: Эртний бичил долгионы холбооны системд магнетронууд бас үүрэг гүйцэтгэдэг байв. Тэдгээр нь бичил долгионы дохионы эх үүсвэр болж чаддаг байсан бөгөөд бичил долгионы дохиог долгион хөтлүүр болон бусад дамжуулах төхөөрөмжөөр дамжуулан хүлээн авагч тал руу дамжуулж, алсын зайн холбоог бий болгодог байв. Гэсэн хэдий ч хагас дамжуулагч технологи болон бусад салбарууд хөгжихийн хэрээр бичил долгионы холбоонд бусад төрлийн эх үүсвэрийг илүү өргөн ашиглаж байна.

Радарын системүүд

Магнетроныг зарим энгийн радарын системд богино долгионы эх үүсвэр болгон ашиглаж болно. Тэд антеннаар ялгардаг өндөр хүчин чадалтай богино долгионы импульс үүсгэж чаддаг. Эдгээр импульс нь бай объектуудтай тулгарах үед буцаж ойдог. Радарын хүлээн авах систем нь бай объектуудын байрлал, хурд болон бусад мэдээллийг тодорхойлохын тулд ойсон богино долгионы дохиог илрүүлдэг.

Жишээлбэл, зарим жижиг хэмжээний цаг агаарын радар эсвэл богино зайн хяналтын радарын системд магнетрон нь байг илрүүлэх функцийг гүйцэтгэхэд хангалттай богино долгионы хүчийг өгч чаддаг.