Magnetrons ir ierīce, kas izmanto elektronu plūsmas mijiedarbību, ko vada magnētiskais lauks, ar dobumiem vara blokā, lai radītu mikroviļņu starojumu. Starojuma frekvenču diapazons ir atkarīgs no dobumu lieluma. Ierīces tiek izmantotas radaros un mikroviļņu krāsnīs, kur starojums izraisa pārtikas molekulu, īpaši ūdens molekulu, vibrāciju, izraisot strauju temperatūras paaugstināšanos, kas ir pietiekama ēdiena pagatavošanai.
Kā tas darbojas
Magnetrons sastāv no īsa vara cilindra ar vairākiem dobumiem, kas atveras centrālajā vakuuma kamerā, kurā ir metāla katods. Pastāvīgais magnēts nodrošina magnētisko lauku, kas darbojas paralēli cilindra asij. Katods tiek uzkarsēts ar augstsprieguma līdzstrāvu, liekot tam radīt elektronus, kas plūst ārā pret cilindra sienu taisnā leņķī pret magnētisko lauku. Lauks novirza elektronus izliektos ceļos, liekot tiem izveidot apļveida strāvu dobumos. Šīs strāvas rada mikroviļņu starojumu frekvencēs, kas ir saistītas ar dobumu izmēru.
Pēc tam mikroviļņu krāsnis jānovirza tur, kur tās ir vajadzīgas. To panāk ar metāla konstrukciju, kas pazīstama kā viļņvads, pa kuru viļņi virzās. Tas parasti stiepjas ārpus galvenā korpusa no viena no dobumiem, uztverot mikroviļņus un virzot tos visā garumā. Radaram izmantotā magnetrona gadījumā viļņvads tiks savienots ar antenu, kas pārraida viļņus. Mikroviļņu krāsnī tas novirzīs viļņus cepeškrāsns kamerā, lai tos varētu izmantot ēdiena gatavošanai.
Izmanto
Magnetroni tiek izmantoti, lai radītu mikroviļņus radaram, jo tie var sasniegt nepieciešamo jaudu. Vienkārša magnetrona trūkums ir tāds, ka, lai gan radīto frekvenču diapazonu nosaka dobumu lielums, šajā diapazonā pastāv atšķirības strāvas svārstību un temperatūras izmaiņu dēļ. Lai gan tā nav problēma, ja saražoto enerģiju izmanto apkurei, tā ietekmē radara attēlu precizitāti. To var pārvarēt, izmantojot regulējamus vadošus materiālus, kurus var ievietot dobumos, lai pēc vajadzības noregulētu starojumu.
Visizplatītākā magnetronu izmantošana ir mikroviļņu krāsnīs. Tie novirza viļņus nelielā gatavošanas kamerā, kur ēdienu var pagatavot ļoti ātri. Dažas pārtikas molekulas ir polāras, kas nozīmē, ka tām ir pozitīvs lādiņš vienā pusē un negatīvs lādiņš otrā pusē. Šīs molekulas, bombardējot ar elektromagnētisko starojumu mikroviļņu diapazonā, pieskaņojas mainīgajiem elektriskajiem un magnētiskajiem laukiem, ko rada viļņi, izraisot to strauju vibrāciju, kas izraisa ātru uzsilšanu. Viena no šādām molekulām ir ūdens, kas ievērojamā daudzumā ir lielākajā daļā pārtikas produktu.
vēsture
1920. gadsimta 1930. gados Alberts Hols, plaši pazīstama elektrouzņēmuma darbinieks, pētīja vakuuma lampas, kad viņš radīja magnetronu. Tomēr Hulls varēja domāt par dažiem sava izgudrojuma pielietojumiem, un tas kādu laiku palika gandrīz neizmantots. 1940. gadu beigās un 400. gadu sākumā divi inženieri, vārdā Harijs Būts, un Džons Rendāls nolēma izpētīt ierīci tālāk. Agrākās versijas sastāvēja no katoda un anodiem stikla caurulē, bet Boots un Randall tā vietā izmantoja varu, labu elektrības vadītāju, lai izveidotu apvalku ar dobumiem, kas darbojās arī kā anods. Tā rezultātā tika izveidota ierīce, kas bija daudz jaudīgāka, radot 10 vatu jaudu telpā, kas ir mazāka par četrām collām (XNUMX cm).
Kad Boots un Rendāls izstrādāja spēcīgākas magnetronu lampas, viņi atklāja, ka tās ir ideāli piemērotas radaram. Otrā pasaules kara laikā ASV zemūdenes sāka tās izmantot, kas ļāva radara aprīkojumam ātrāk atklāt ienaidnieka kuģus. 1940. gadu beigās doktors Persijs Spensers, amerikāņu inženieris un izgudrotājs, savā laboratorijā turpināja pārbaudīt magnetronu lampu jaudu. Viņš atzīmēja, ka viņa kabatā esošais konfekšu batoniņš bija pilnībā izkusis, kamēr viņš strādāja ar caurulēm. Viņš nolēma novietot dažus popkorna kodolus pie iekārtas, lai redzētu, kas notiks, un pamanīja, ka tas liek kodoliem izpūsties.
Doktors Spensers izsauca savu palīgu, un abi vīrieši nolēma ierīces tuvumā novietot veselu olu. Kad ola eksplodēja, doktors Spensers saprata, ka ir atklājis aizraujošu ēdiena gatavošanas veidu. Spensers 1947. gadā palīdzēja izveidot pasaulē pirmo mikroviļņu krāsni. Sākotnējais modelis svēra vairāk nekā 700 mārciņas (318 kg), bija vairāk nekā 1.5 metrus garš un maksāja vairāk nekā 5,000 ASV dolāru (USD).