Magnetronas yra įtaisas, kuris naudoja elektronų srauto, vadovaujamo magnetinio lauko, sąveiką su vario bloke esančiomis ertmėmis, kad sukurtų mikrobangų spinduliuotę. Spinduliuotės dažnių diapazonas priklauso nuo ertmių dydžio. Prietaisai naudojami radaruose ir mikrobangų krosnelėse, kur dėl spinduliuotės maisto molekulės, ypač vandens molekulės, vibruoja, todėl greitai pakyla temperatūra, kurios pakanka maistui gaminti.
Kaip tai veikia?
Magnetroną sudaro trumpas varinis cilindras su daugybe ertmių, kurios atsiveria į centrinę vakuumo kamerą, kurioje yra metalinis katodas. Nuolatinis magnetas sukuria magnetinį lauką, kuris eina lygiagrečiai cilindro ašiai. Katodas šildomas aukštos įtampos nuolatine srove, todėl jis gamina elektronus, kurie stačiu kampu magnetiniam laukui teka link cilindro sienelės. Laukas nukreipia elektronus į lenktus kelius, todėl ertmėse susidaro apskritos srovės. Šios srovės sukuria mikrobangų spinduliuotę, kurios dažniai yra susiję su ertmių dydžiu.
Tada mikrobangų krosnelės turi būti nukreiptos ten, kur jų reikia. Tai pasiekiama naudojant metalinę konstrukciją, vadinamą bangolaidžiu, kuriuo sklinda bangos. Paprastai jis tęsiasi už pagrindinio korpuso iš vienos iš ertmių, fiksuodamas mikrobangų krosneles ir nukreipdamas jas išilgai. Radarui naudojamo magnetrono atveju bangolaidis prisijungs prie antenos, kuri perduoda bangas. Mikrobangų krosnelėje jis nukreips bangas į orkaitės kamerą, kad jas būtų galima panaudoti gaminant maistą.
Naudoja
Magnetronai naudojami mikrobangoms generuoti radarams, nes jie gali pasiekti reikiamą galią. Paprasto magnetrono trūkumas yra tas, kad nors sukuriamų dažnių diapazoną lemia ertmių dydis, tame diapazone yra skirtumų dėl srovės svyravimų ir temperatūros pokyčių. Nors tai nėra problema, kai pagaminta energija naudojama šildymui, tai turi įtakos radaro vaizdų tikslumui. Tai galima įveikti naudojant reguliuojamas laidžias medžiagas, kurias galima įterpti į ertmes, kad būtų galima sureguliuoti spinduliuotę.
Labiausiai žinomas magnetronų naudojimas yra mikrobangų krosnelėse. Jie nukreipia bangas į nedidelę kepimo kamerą, kurioje maistas gali būti gaminamas labai greitai. Kai kurios maisto molekulės yra polinės, o tai reiškia, kad vienoje pusėje jos turi teigiamą krūvį, o kitoje – neigiamą. Šios molekulės, bombarduojamos elektromagnetine spinduliuote mikrobangų diapazone, susilygina su kintamu elektriniu ir magnetiniu lauku, kurį sukuria bangos, todėl jos greitai vibruoja, o tai lemia greitą įkaitimą. Viena iš tokių molekulių yra vanduo, kurio daugumoje maisto produktų yra daug.
Istorija
Dešimtajame dešimtmetyje Albertas Hullas, gerai žinomos elektros įmonės darbuotojas, kurdamas magnetroną, tyrinėjo vakuuminius vamzdžius. Tačiau Hullas galėjo galvoti apie keletą savo išradimo panaudojimo būdų, ir kurį laiką jis iš esmės buvo nenaudojamas. Trečiojo dešimtmečio pabaigoje ir ketvirtojo dešimtmečio pradžioje du inžinieriai, vardu Harry Boot ir Johnas Randallas, nusprendė toliau tyrinėti įrenginį. Ankstesnėse versijose buvo katodas ir anodai stikliniame vamzdyje, tačiau Boot ir Randall naudojo varį, gerą elektros laidininką, kad sukurtų korpusą su ertmėmis, kurios taip pat veikė kaip anodas. Taip buvo sukurtas daug galingesnis įrenginys, kurio galia buvo 1920 vatų mažesnėje nei keturių colių (1930 cm) erdvėje.
Kai Boot ir Randall sukūrė stipresnius magnetroninius vamzdžius, jie atrado, kad jie idealiai tinka radarui. Antrojo pasaulinio karo metais JAV povandeniniai laivai pradėjo juos naudoti, o tai leido radiolokacinei įrangai greičiau aptikti priešo laivus. 1940-ųjų pabaigoje daktaras Persis Spenseris, amerikiečių inžinierius ir išradėjas, savo laboratorijoje toliau išbandė magnetroninių vamzdelių našumą. Jis pažymėjo, kad jam dirbant su vamzdeliais kišenėje esantis saldainis visiškai ištirpo. Jis nusprendė šalia aparato padėti keletą spragėsių kukurūzų branduolių, kad pamatytų, kas nutiks, ir pastebėjo, kad dėl to grūdai sprogo.
Daktaras Spenseris pasikvietė savo padėjėją ir abu vyrai nusprendė šalia prietaiso padėti visą kiaušinį. Kai kiaušinis sprogo, daktaras Spenseris suprato, kad atrado žavią maisto gaminimo formą. 1947 m. Spenseris padėjo sukurti pirmąją pasaulyje mikrobangų krosnelę. Pradinis modelis svėrė daugiau nei 700 svarų (318 kg), buvo daugiau nei penkių pėdų (1.5 metro) aukščio ir kainavo daugiau nei 5,000 XNUMX JAV dolerių (USD).