మాగ్నెట్రాన్ ఎలా పనిచేస్తుంది మరియు పనిచేస్తుంది

మాగ్నెట్రాన్ - ఒక ప్రత్యేక ఎలక్ట్రానిక్ పరికరం, దీనిలో వేగం పరంగా ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహాన్ని మాడ్యులేట్ చేయడం ద్వారా అల్ట్రా-హై-ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనాల (మైక్రోవేవ్ ఆసిలేషన్స్) ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. మాగ్నెట్రాన్‌లు అధిక మరియు అల్ట్రా-హై ఫ్రీక్వెన్సీ కరెంట్‌లతో తాపన యొక్క దరఖాస్తు రంగాన్ని బాగా విస్తరించాయి.

అదే సూత్రం ఆధారంగా యాంప్లిట్రాన్లు (ప్లాటినోట్రాన్లు), క్లైస్ట్రాన్లు మరియు ట్రావెలింగ్ వేవ్ ల్యాంప్స్ తక్కువగా ఉంటాయి.

మాగ్నెట్రాన్ అధిక శక్తి మైక్రోవేవ్ ఫ్రీక్వెన్సీల యొక్క అత్యంత అధునాతన జనరేటర్. ఇది విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా నియంత్రించబడే ఎలక్ట్రాన్ పుంజంతో బాగా ఖాళీ చేయబడిన దీపం. వారు ముఖ్యమైన శక్తుల వద్ద చాలా చిన్న తరంగాలను (సెంటీమీటర్ యొక్క భిన్నాలు వరకు) పొందడం సాధ్యం చేస్తారు.

కాథోడ్ మరియు యానోడ్ మధ్య వార్షిక గ్యాప్‌లో సృష్టించబడిన పరస్పర లంబ విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలలో ఎలక్ట్రాన్ల కదలికను మాగ్నెట్రాన్‌లు ఉపయోగిస్తాయి. ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య ఒక యానోడిక్ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది, దీని ప్రభావంతో రేడియల్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌ను సృష్టిస్తుంది, దీని ప్రభావంతో వేడిచేసిన కాథోడ్ నుండి తొలగించబడిన ఎలక్ట్రాన్లు యానోడ్‌కు వెళతాయి.

యానోడ్ బ్లాక్ విద్యుదయస్కాంతం యొక్క ధ్రువాల మధ్య ఉంచబడుతుంది, ఇది మాగ్నెట్రాన్ యొక్క అక్షం వెంట దర్శకత్వం వహించిన వార్షిక గ్యాప్‌లో అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది. అయస్కాంత క్షేత్రం ప్రభావంతో, ఎలక్ట్రాన్ రేడియల్ దిశ నుండి వైదొలిగి సంక్లిష్టమైన మురి పథం వెంట కదులుతుంది. కాథోడ్ మరియు యానోడ్ మధ్య ఖాళీలో, నాలుకలతో తిరిగే ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్ ఏర్పడుతుంది, ఇది చువ్వలతో చక్రం యొక్క హబ్‌ను గుర్తు చేస్తుంది. యానోడ్ కేవిటీ రెసొనేటర్‌ల స్లాట్‌లను దాటి ఎగురుతుంది, ఎలక్ట్రాన్లు వాటిలో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనాలను ఉత్తేజపరుస్తాయి.

అన్నం. 1. మాగ్నెట్రాన్ యానోడ్ బ్లాక్

ప్రతి కుహరం రెసొనేటర్లు పంపిణీ చేయబడిన పారామితులతో కూడిన ఓసిలేటరీ వ్యవస్థ. విద్యుత్ క్షేత్రం స్లాట్లలో కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం కుహరం లోపల కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది.

మాగ్నెట్రాన్ నుండి ఉత్పాదక శక్తి ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ తరచుగా ప్రక్కనే ఉన్న రెండు రెసొనేటర్లలో ఉంచబడిన ప్రేరక లూప్ ద్వారా గ్రహించబడుతుంది. ఏకాక్షక కేబుల్ లోడ్‌కు శక్తిని సరఫరా చేస్తుంది.

అన్నం. 2. మాగ్నెట్రాన్ పరికరం

మైక్రోవేవ్ కరెంట్‌లతో వేడి చేయడం వృత్తాకార లేదా దీర్ఘచతురస్రాకార క్రాస్-సెక్షన్‌తో వేవ్‌గైడ్‌లలో లేదా వాల్యూమ్ రెసొనేటర్‌లలో నిర్వహించబడుతుంది విద్యుదయస్కాంత తరంగాలు సరళమైన రూపాలు TE10 (H10) (వేవ్‌గైడ్‌లలో) లేదా TE101 (కేవిటీ రెసొనేటర్‌లలో). తాపన వస్తువుకు విద్యుదయస్కాంత తరంగాన్ని విడుదల చేయడం ద్వారా కూడా వేడి చేయవచ్చు.

మాగ్నెట్రాన్‌లు సరళీకృత రెక్టిఫైయర్ సర్క్యూట్‌తో సరిదిద్దబడిన కరెంట్ ద్వారా శక్తిని పొందుతాయి. చాలా తక్కువ పవర్ యూనిట్లు AC శక్తితో ఉంటాయి.

మాగ్నెట్రాన్లు 0.5 నుండి 100 GHz వరకు వివిధ పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేయగలవు, కొన్ని W నుండి పదుల kW వరకు నిరంతర మోడ్‌లో మరియు 10 W నుండి 5 MW వరకు పల్సెడ్ మోడ్‌లో ప్రధానంగా భిన్నాల నుండి పదుల మైక్రోసెకన్ల వరకు పల్స్ వ్యవధిని కలిగి ఉంటాయి.

అన్నం. 2. మైక్రోవేవ్ ఓవెన్‌లో మాగ్నెట్రాన్

పరికరం యొక్క సరళత మరియు మాగ్నెట్రాన్‌ల సాపేక్షంగా తక్కువ ధర, అధిక తీవ్రత మరియు మైక్రోవేవ్ కరెంట్‌ల యొక్క విభిన్న అనువర్తనాలతో కలిపి, పరిశ్రమ, వ్యవసాయం (ఉదాహరణకు, లో విద్యుద్వాహక తాపన సంస్థాపనలు) మరియు ఇంట్లో (మైక్రోవేవ్ ఓవెన్).

మాగ్నెట్రాన్ ఆపరేషన్

కనుక ఇది మాగ్నెట్రాన్ విద్యుత్ దీపం అల్ట్రా-హై-ఫ్రీక్వెన్సీ డోలనాలను (డెసిమీటర్ మరియు సెంటీమీటర్ తరంగాల పరిధిలో) రూపొందించడానికి ఉపయోగించే ఒక ప్రత్యేక డిజైన్.దీని లక్షణం శాశ్వత అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని (దీపం లోపల ఎలక్ట్రాన్ల కదలికకు అవసరమైన మార్గాలను రూపొందించడానికి) ఉపయోగించడం. మాగ్నెట్రాన్‌కు దాని పేరు వచ్చింది.

మల్టీ-ఛాంబర్ మాగ్నెట్రాన్, దీని ఆలోచనను మొదట M. A. బోంచ్-బ్రూవిచ్ ప్రతిపాదించారు మరియు సోవియట్ ఇంజనీర్లు D. E. మాల్యరోవ్ మరియు N. F. అలెక్సీవ్ చేత గ్రహించారు, ఇది వాల్యూమ్ రెసొనేటర్‌లతో కూడిన ఎలక్ట్రాన్ ట్యూబ్ కలయిక. మాగ్నెట్రాన్‌లో ఈ కావిటీ రెసొనేటర్‌లు చాలా ఉన్నాయి, అందుకే ఈ రకాన్ని బహుళ-ఛాంబర్ లేదా బహుళ-కుహరం అంటారు.

బహుళ-ఛాంబర్ మాగ్నెట్రాన్ రూపకల్పన మరియు ఆపరేషన్ సూత్రం క్రింది విధంగా ఉంటుంది. పరికరం యొక్క యానోడ్ ఒక భారీ బోలు సిలిండర్, దీని లోపలి ఉపరితలంలో రంధ్రాలతో కూడిన అనేక కావిటీస్ తయారు చేయబడతాయి (ఈ కావిటీలు వాల్యూమ్ రెసొనేటర్లు), కాథోడ్ సిలిండర్ యొక్క అక్షం వెంట ఉంది.

మాగ్నెట్రాన్ సిలిండర్ యొక్క అక్షం వెంట దర్శకత్వం వహించిన శాశ్వత అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచబడుతుంది. ఈ అయస్కాంత క్షేత్రం వైపు ఉన్న కాథోడ్ నుండి తప్పించుకునే ఎలక్ట్రాన్లు ప్రభావితమవుతాయి లోరెంజ్ ఫోర్స్, ఇది ఎలక్ట్రాన్ల మార్గాన్ని వంగుతుంది.

అయస్కాంత క్షేత్రం ఎంపిక చేయబడింది, తద్వారా చాలా ఎలక్ట్రాన్లు యానోడ్‌ను తాకని వక్ర మార్గాల్లో కదులుతాయి. పరికర కెమెరాలు (కేవిటీ రెసొనేటర్లు) కనిపిస్తే విద్యుత్ కంపనాలు (వాల్యూమ్‌లలో చిన్న హెచ్చుతగ్గులు ఎల్లప్పుడూ వివిధ కారణాల వల్ల సంభవిస్తాయి, ఉదాహరణకు, యానోడ్ వోల్టేజ్‌ను ఆన్ చేయడం వల్ల), అప్పుడు ప్రత్యామ్నాయ విద్యుత్ క్షేత్రం గదుల లోపల మాత్రమే కాకుండా, వెలుపల, రంధ్రాల దగ్గర (స్లాట్లు) కూడా ఉంటుంది.

యానోడ్ సమీపంలో ఎగురుతున్న ఎలక్ట్రాన్లు ఈ ఫీల్డ్‌లలోకి వస్తాయి మరియు ఫీల్డ్ యొక్క దిశను బట్టి, వాటిలో వేగాన్ని పెంచుతాయి లేదా మందగిస్తాయి. ఎలక్ట్రాన్లు ఒక క్షేత్రం ద్వారా వేగవంతం అయినప్పుడు, అవి రెసొనేటర్ల నుండి శక్తిని తీసుకుంటాయి, దీనికి విరుద్ధంగా, అవి మందగించినప్పుడు, అవి తమ శక్తిని రెసొనేటర్లకు వదులుతాయి.

వేగవంతమైన మరియు క్షీణించిన ఎలక్ట్రాన్ల సంఖ్య ఒకే విధంగా ఉంటే, సగటున అవి రెసొనేటర్లకు శక్తిని ఇవ్వవు. కానీ నెమ్మదించిన ఎలక్ట్రాన్లు, యానోడ్‌కు వెళ్లేటప్పుడు పొందే దానికంటే తక్కువ వేగం కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, వారు ఇకపై కాథోడ్కు తిరిగి రావడానికి తగినంత శక్తిని కలిగి ఉండరు.

దీనికి విరుద్ధంగా, రెసొనేటర్ ఫీల్డ్ ద్వారా వేగవంతం చేయబడిన ఎలక్ట్రాన్లు కాథోడ్‌కు తిరిగి రావడానికి అవసరమైన దానికంటే ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, మొదటి రెసొనేటర్ రంగంలోకి ప్రవేశించిన ఎలక్ట్రాన్లు, దానిలో వేగవంతమైనవి, కాథోడ్‌కి తిరిగి వస్తాయి మరియు దానిలో మందగించినవి కాథోడ్‌కు తిరిగి రావు, కానీ యానోడ్ సమీపంలో వక్ర మార్గాల్లో కదులుతాయి మరియు వస్తాయి. కింది రెసొనేటర్‌ల రంగంలోకి.

కదలిక యొక్క సరైన వేగంతో (ఇది రెసొనేటర్లలోని డోలనాల ఫ్రీక్వెన్సీకి ఏదో ఒకవిధంగా సంబంధించినది), ఈ ఎలక్ట్రాన్లు రెండవ రెసొనేటర్ యొక్క ఫీల్డ్‌లోకి వస్తాయి, దానిలో మొదటి రెసొనేటర్ ఫీల్డ్‌లో అదే దశ డోలనాలు ఉంటాయి, కాబట్టి , రెండవ రెసొనేటర్ ఫీల్డ్‌లో, అవి కూడా నెమ్మదిస్తాయి.

అందువలన, ఎలక్ట్రాన్ వేగం యొక్క తగిన ఎంపికతో, అనగా.యానోడ్ వోల్టేజ్ (అలాగే అయస్కాంత క్షేత్రం, ఇది ఎలక్ట్రాన్ యొక్క వేగాన్ని మార్చదు, కానీ దాని దిశను మారుస్తుంది), అటువంటి పరిస్థితిని సాధించడం సాధ్యమవుతుంది, ఒక వ్యక్తి ఎలక్ట్రాన్ ఒక్క రెసొనేటర్ యొక్క క్షేత్రం ద్వారా వేగవంతం చేయబడుతుంది, లేదా అనేక రెసొనేటర్ల ఫీల్డ్ ద్వారా మందగించింది.

అందువల్ల, ఎలక్ట్రాన్లు సగటున, రెసొనేటర్‌లకు వాటి నుండి తీసివేసే దానికంటే ఎక్కువ శక్తిని ఇస్తాయి, అనగా, రెసొనేటర్‌లలో సంభవించే డోలనాలు పెరుగుతాయి మరియు చివరికి, స్థిరమైన వ్యాప్తి యొక్క డోలనాలు వాటిలో స్థాపించబడతాయి.

రెసొనేటర్లలో డోలనాలను నిర్వహించే ప్రక్రియ, మేము సరళీకృత మార్గంలో పరిగణించాము, మరొక ముఖ్యమైన దృగ్విషయంతో కూడి ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఎలక్ట్రాన్లు, రెసొనేటర్ ఫీల్డ్ ద్వారా మందగించడానికి, డోలనం యొక్క నిర్దిష్ట దశలో ఈ ఫీల్డ్‌లోకి వెళ్లాలి. రెసొనేటర్ యొక్క, స్పష్టంగా అవి ఏకరీతి కాని ప్రవాహంలో కదలాలి (t. అప్పుడు అవి ఏ సమయంలోనైనా రెసొనేటర్ ఫీల్డ్‌లోకి ప్రవేశిస్తాయి, నిర్దిష్ట సమయాల్లో కాదు, వ్యక్తిగత కట్టల రూపంలో ఉంటాయి.

దీని కోసం, ఎలక్ట్రాన్ల మొత్తం స్ట్రీమ్ తప్పనిసరిగా ఒక నక్షత్రం వలె ఉండాలి, దీనిలో ఎలక్ట్రాన్లు వేర్వేరు కిరణాలలో లోపలికి కదులుతాయి మరియు మొత్తం నక్షత్రం మొత్తం మాగ్నెట్రాన్ యొక్క అక్షం చుట్టూ తిరుగుతుంది, దాని కిరణాలు ప్రతి గదిలోకి వస్తాయి. సరైన క్షణాలు. ఎలక్ట్రాన్ బీమ్‌లో ప్రత్యేక కిరణాల ఏర్పాటు ప్రక్రియను ఫేజ్ ఫోకసింగ్ అని పిలుస్తారు మరియు రెసొనేటర్స్ యొక్క వేరియబుల్ ఫీల్డ్ చర్యలో స్వయంచాలకంగా నిర్వహించబడుతుంది.

ఆధునిక మాగ్నెట్రాన్‌లు సెంటీమీటర్ పరిధిలో అత్యధిక పౌనఃపున్యాల వరకు కంపనాలను సృష్టించగలవు (1 సెం.మీ వరకు తరంగాలు మరియు అంతకంటే తక్కువ) మరియు నిరంతర రేడియేషన్‌తో అనేక వందల వాట్‌ల వరకు మరియు పల్సెడ్ రేడియేషన్‌తో అనేక వందల కిలోవాట్ల వరకు శక్తిని అందించగలవు.

ఇది కూడ చూడు:ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్ మరియు శక్తిలో శాశ్వత అయస్కాంతాల వినియోగానికి ఉదాహరణలు