Магнетрон

Магнетрон

Магнетрон - микротолқындар өндіретін микротолқынды пештің маңызды элементі.

Физика

Этикеткалар

magnetron, electromagnetic spectrum, microwave, electromagnetic induction, Lorentz force, spektrum, X-radiation, gamma radiation, X-ray, ultraviolet, infrared, wavelength, frequency, visible light, radio wave, anode, cathode, electric current, electromagnet, электр, физика, wave

Байланысты экстралар

Көріністер

Электромагниттік толқындар

  • Электромагниттік спектр
  • Толқын ұзындығы
  • Жиілік
  • Ескерту лампасы - Қауіпті электромагниттік толқындардан сақтандырады.

Микротолқындар - жиілігі 0,3 ГГц пен 300 ГГц арасындағы электромагниттік толқындар, осыған сәйкес толқындардың ұзындығы 1 м мен 1 мм арасында өзгеріп тұрады. Микротолқындардың микротолқынды пештерде, радарларда, ұялы телефондарда, Wi-Fi, Bluetooth сымсыз байланыстарында, телерадио хабар таратуда қолданылатыны белгілі.

Электромагниттік толқындар бізді күнделікті өмірде үнемі қоршап тұрады, олардын көмегімен тек дыбысты ғана емес, қоршаған орта туралы ақпаратты да қабылдаймыз.
Әр түрлі электромагниттік толқындар тек толқындардың ұзындығына байланысты ғана ажыратылады. Олардың пайда болуы және таралуы түптеп келгенде бірдей. Бұл толқындар электр өрісінің кенеттен өзгеруі салдарынан пайда болады.
Электр өрісі өзгергенде, магниттік өріс пайда болады, оның өзгерісі қайтадан электр өрісін тудырады, сонан соң бұл үдеріс шектеусіз қайталанады, электромагниттік толқындардың барлығы осылай таралады.

Жиілігі әр түрлі электромагниттік толқындар әр түрлі жағдайда пайда болады және бізді қоршаған ортаға әр түрлі әсер етеді, сондықтан олар әр түрлі толқындар деп саналады.

Электромагниттік толқындардың спектрі толқындарының ұзындықтарының кемуіне байланысты төмендегідей бөлінеді: радиотолқындар, микротолқындар, инфрақызыл сәулелену, көрінетін жарық, ультракүлгін сәулелену, рентген сәулелену және гамма сәулелену.

Бұл категорияларды ары қарай топтай беруге болады, мәселен, радиотолқындар ұзын, орта, қысқа және ультрақысқа толқынды болып бөлініп кете береді. Көрінетін жарықтың спектрінде жақсы таныс түстер: қызыл, қызыл сары, сары, жасыл, көгілдір, көк, күлгін түстер. Ультракүлгін сәулелену УК-А және УК-В сәулелену болып бөлінеді.

Жалпы электромагниттік толқынның ұзындығы неғұрлым аз болса, оның жиілігі соғұрлым үлкен, соған сәйкес энергиясы да , яғни бұзушы күші де көп болады.

Микротолқынды пеш

  • қорғаныс қабықшалы есік - Микортолқындардың камерадан шығуына кедергі жасайды.
  • камера
  • корпус
  • басқару панелі
  • айналмалы үстел

Микротолқындар - электромагниттік толқындар, көрінбейтін жарық, тек толқындардың ұзындығы үлкенірек: 1 мм-ден 1 м-ге дейін. Микротолқынды пештер 12 сантиметрлік микротолқындарда жұмыс істейді.
Микротолқынды пештердің жылытқыш қабілеті су молекулаларының полярлығына негізделген, сутегі атомы жағындағы молекула шамалы оң зарядталған, ал оттегі атомы жағындағы молекула шамалы теріс зарядталған (полярлық молекула). Ондай молекулалар электр өрісінің бағытына сәйкес болады, сондықтан микротолқындардың электромагниттік өрісінің әлсін-әлсін өзгеруіне ілесіп, онымен резонансқа түседі. Тербелістің әсерінен молекулалардың қозғалыс энергиясы өседі, соның нәтижесінде микротолқынды пештің ішіне қойылған дымқыл тамақтың температурасы өседі.

Магнетрон электр энергиясын пайдаланып, микротолқындар өндіреді. оларды толқынжол пештің камерасына бағыттайды, сол жерде вентилярдың қалақшалары арқылы таратылады. Толқындар пештің қабырғасына соғылып, тамаққа жетеді, сөйтіп оны жылытады.

Пештің есігінде шұрық қорғаныс қабықшасы бар. Бұл микротолқындардың пеш камерасынан шығуына кедергі жасайды. Қорғаныс қабықшасы болмаса, пешке жақын тұрсақ, біздің ағзамыздың ұлпалары ысып, тіпті күйіп, жарақат алар едік.

Пештің құрылысы

  • магнетрон - Электр энергиясын пайдаланып микротолқындар өндіреді.
  • трансформатор - Желі қысымын магнетронға қажет деңгейге дейін өзгертеді.

Магнетронның құрылысы

  • Корпус
  • Магнит
  • Жылу әкету
  • Аша

Үлкен қуатты микротолқындардың көздерінде, мәселен, микротолқынды пеште немесе радарда, сәулелену көзі көбінесе - магнетрон.

Магнетрон - арнайы электронды түтік, онда электрондар теріс зарядты катодтан оң зарядты анодқа үлкен жылдамдықпен жүріп өтеді, бірақ электрондардың қозғалу траекториясы кәдімгі электр түтігіне қарағанда біраз күрделілеу болады, зигзаг тәрізді қозғалысының нәтижесінде олар қысқа толқынды электромагниттік сәулелену шығарады.

Катод пен анод

  • Катод - Ысыған катодтан электрондар босайды.
  • Анод - Сақина тәрізді орналасқан анод оң зарядты, сондықтан электрондарды тартады.
  • Электрон траекториясы - Магнитті өріссіз электрондар катодтан анодқа дейін түзу сызықты траекториямен қозғалар еді.

Магнетронның ортасында катод орналасқан, ол қызғанда электрондар босап, айнала сақина түрінде орналасқан оң анодқа қарай қозғалады.
Магнетронның үстіңгі және астыңғы бөліктерінде күшті магниттер орналасқандықтан, электрондар магниттік Лоренц күшінің әсерінен түзу жолмен емес, қисық траекториямен қозғалады. Анодқа жетер жолда катодқа қарай ауық-ауық қайтып отырады. Тәжірибеде қолданылатын магнетрондарда қозғалыс траекториясына
анодтың ішіндегі қуыстар да әсер етеді, бұлар резонанстық контурлар ретінде қызмет атқарады, яғни электрондарды анықталған жиілікте тербелуге мәжбүрлейді.
Күрделі траекториялардың ұйысқан жерлері пішіні жағынан дөңгелектің біздері секілді және олар анықталған жылдамдықпен айналады. Осы айналмалы электрлі өріс микротолқындарды тудырады.

Магниттік Лоренц күші

  • Магнитті индукция сызықтары
  • Магнит
  • Электрон траекториясы - Қуыстар болмаса, бірақ магниттер болса, электрондардың жолы шиыршық секілді қисық болар еді.

Лоренц күшін мына формула бойынша есептеп шығаруға болады:
F = q * B * v * sinα , онда
q- бөлшектің электрлі заряды
v - бөлшектің жылдамдығы
B - магниттік индукция шамасы
α (альфа) - v және B веккторларының арасындағы бұрыш
Егер v және B параллель болса, онда күш әсер етпейді, ал v және B өзара перпендикуляр болса, онда әсер күші те жоғары болады.

Қуыстардың рөлі резонанс контуры

  • Қуыс - Магнетронның ішіндегі қуыстар резонанстық контур секілді қызмет етеді.
  • Электр алаңы - Қуыстардың ішінде әлсін-әлсін өзгеріп тұрады.
  • Қабырға - Пішіні мен өлшемі өндірілетін микротолқындардың жиілігіне әсер етеді.
  • Антенна - Магнетронның ішінде өндірілетін микротолқындарды шығарады.
  • Резонанс контуры - Электромагниттік өрісті әлсін-әлсін анықталған жиілікпен өзгертеді.

Анод қуыстары резонанстық контур ретінде қызмет атқарады. Резонанстық контур - электрлі тізбек, қысым берілгенде ондағы ток анықталған жиілікте әткеншек секілді тербеле қозғалады, итерілістің әсерінен ары қарай да сыртқы әсерсіз нақты бір жиілікпен тербеле береді.

Резонанстық контур конденсатор мен шарғыдан тұрады, ал магнетронда конденсатор - қуыстың аузындағы тесік, ал шарғы қуыстың материалы, ол арқылы электр тогы жүреді.

Тербеліс былай пайда болады: сыртқы әсерге жауап ретінде заряд қуыстың шеңбер бетімен таралса, онда электр тогы магниттік өріс тудырады. Заряд тесіктердің айналасында жиналады, сондықтан ток әлсірейді, сонымен бірге магниттік өріс те әлсірейді, оның өзгерісі өзіндік индукция үдерісіне себеп болады. Сол кезде пайда болған электр өрісі әлі біраз уақыт электрондарды сол бағытта қозғалта береді, тесіктердің маңында зарядтар шоғырланады.
Үдеріс толық тоқтағанша, жинақталған заряд теріс зарядтарға қарай кері ағылады, яғни қарама-қарсы бағытталған ток пайда болады және үдеріс қайталанады.
Ток жүйедегі энергия таусылғанша анықталған жиілікпен әлсін-әлсін өзгеріп отырады. Жиіліктің өлшемі қуыстың геометриялық сипаттарымен анықталады. Оларды өзгерту арқылы магнетрондарды сәйкес жиілікке теңшеуге болады. Қуыста пайда болған тербелістер электрондарға кері әсер етеді, сондықтан олар біркелкі қозғалыстан лүпілді қозғалысқа ауысады, бұл микротолқынды сәулеленуді тудырады.

Байланысты экстралар

Толқындардың түрлері

Толқындар өміріміздің әр түрлі салаларында маңызды рөл атқарады.

Capacitors

Capacitors store electrical energy in the form of electric charge.

How does it work? - Microwave oven

This animation demonstrates how microwave ovens work.

Electric motors

Electric motors are present in many areas of our everyday lives. Let's learn about the...

Электрлі қоңырау

Электр магнитінің көмегімен жұмыс істейтін құрылғы.

Generators and electric motors

While generators convert mechanical energy into electrical energy, electric motors...

Transformer

A transformer is a device used for converting the voltage of electric current.

Николa Теслa лабораториясы (Шорехам, США)

Негізінен электротехникамен айналысқан өнертапқыш-инженер екінші өндірістік төңкерістің...

Moon radar experiment (Zoltán Bay, 1946)

In 1946 a Hungarian scientist was the first person to detect radar echoes from the Moon.

Added to your cart.