Magnetron

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Magnetron wraz z magnesami z kuchenki mikrofalowej
Przekrój magnetronu
Przekrój przez blok anodowy – części 1-4 przedstawiają różne kształty komór

Magnetronlampa mikrofalowa, samowzbudne urządzenie oscylacyjne oparte na zjawisku rezonansu, które przetwarza wejściową energię prądu stałego na energię elektryczną wysokiej częstotliwości. Przetwarzanie energii odbywa się w specjalnie ukształtowanej komorze anodowej umieszczonej w silnym polu magnetycznym. Elektrony emitowane przez katodę przyciągane są przez anodę, tor i ich prędkość modyfikowane są przez pole magnetyczne i kształt komory anodowej. W efekcie magnetrony emitują promieniowanie mikrofalowe.

Magnetron zwykle zrealizowany jest w postaci lampy elektronowej i znalazł zastosowanie w urządzeniach mikrofalowych, jak np. kuchenka mikrofalowa czy radar.

Historia[edytuj]

Pierwowzór magnetronu został wynaleziony w USA w 1920 r. przez Alberta Hulla. Wśród naukowców pracujących nad magnetronem był Janusz Groszkowski, wraz ze swym najbliższym współpracownikiem Stanisławem Ryżką, zastosował po raz pierwszy na świecie katodę tlenkową w magnetronie, a w 1939 r. skonstruował (również jako pierwszy na świecie) magnetron metalowy z obwodami wewnętrznymi, katodą tlenkową i korpusem chłodzonym olejem[1]. Wyniki tych prac przyczyniły się do skonstruowania magnetronu wielorezonatorowego (synchronicznego) w 1940 r. w Anglii przez Johna Randalla i Harrego Boota.

Budowa i zasada działania[edytuj]

Najważniejszą częścią magnetronu jest blok anodowy, a jego kształt określa tor elektronów, czyli częstotliwość drgań. Blok anodowy ma kształt pierścienia o specjalnych wnękach po stronie wewnętrznej, nazywanych rezonatorami. Magnetron taki nazywany jest magnetronem wnękowym. Stosowane są różne rodzaje bloków anodowych, gdzie kształt i ilość wnęk zależy od żądanych charakterystyk magnetronu.

We wnętrzu komory anodowej znajduje się źródło elektronów w postaci tlenkowej katody ogrzewanej elementem oporowym żarzenia. We wnętrzu komory jest próżnia, a przewody wyprowadzone są na zewnątrz komory w szczelnych przepustach np. szklanych. W czasie pracy magnetronu wytwarza się bardzo duża ilość ciepła, do którego odprowadzenia służy specjalnie użebrowany pierścień chłodzący obejmujący cały blok anodowy (radiator). W zależności od mocy magnetronu jest to chłodzenie powietrzem (np. mikrofalówka) albo płaszczem wodnym (radiolokacja).

Pole magnetyczne wytwarzane jest przez silny magnes o nadbiegunnikach przylegających do czołowych powierzchni bloku anodowego, przez co linie pola magnetycznego są równoległe do wnęk (rezonatorów). Wyjście wysokiej częstotliwości wyprowadzone jest z wnętrza jednego z rezonatorów przy pomocy specjalnej pętli lub przez szczelinę. Energia ta przekazywana jest dalej falowodem do anteny radiolokacyjnej lub innego odbiornika.

Zastosowanie[edytuj]

Magnetrony z radarów statkowych. Większy z radaru pasma S (fale o długości 10 cm), mniejszy z radaru pasma X (fale o długości 3 cm)

Magnetrony znalazły zastosowanie w wielu różnych dziedzinach. Jako źródło ciepła znalazły zastosowanie w kuchenkach mikrofalowych – spotykane tu magnetrony generują promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwości 2,45 GHz, czyli długości 12 cm i mocy zwykle od 700 do 1600 W. Innym zastosowaniem jest radiolokacja – magnetrony stosowane w radarach generują fale o długości od 3 mm do 20 cm, (w zależności od radaru), moc ich sięga kilkudziesięciu kilowatów.

Magnetrony znalazły także zastosowanie w budowie lamp siarkowych.

Przypisy

  1. Witold Iwańczak - Pogromca rakiet; Niedziela 16/2015

Bibliografia[edytuj]

  • Jan Kurtycz. Magnetron. „Młody Technik”. nr 12/1967, s. 129-130, 1967. Warszawa: Instytut Wydawniczy "Nasza Księgarnia". 

Zobacz też[edytuj]

Linki zewnętrzne[edytuj]