Bir magnetron mikrodalga fırında nasıl çalışır? Mikrodalga nelerden oluşur ve nasıl çalışır? Magnetron: nedir ve nasıl ortaya çıktı?

Tanım. Çok boşluklu magnetronlar, bir elektron akışının oluşumunun ve bunun bir dizi salınımlı rezonatör devresinin alternatif elektrik alanlarıyla etkileşiminin sabit çapraz elektrik ve manyetik alanlarda meydana geldiği elektronik cihazlardır. Magnetronlar, milimetreden metre dalgalara kadar sürekli salınımların jeneratörleri olarak görev yapar.

Cihaz. Çok boşluklu magnetronun anot bloğu (Şekil 5-1), silindir eksenine paralel çok sayıda deliğe sahip düşük bakırlı bir silindirdir. Bu delikleri merkezi olana bağlayan yuvalarla birlikte hacimsel rezonatörler oluştururlar. Dolayısıyla anot bloğu bağlı devrelerden oluşan bir sistemdir. Anot bloğunun iki bitişik yarık arasında kalan kısmına segment adı verilir. Merkezi delikte, yan yüzeyi bir oksit tabakası ile kaplanmış silindir şeklinde bir katot bulunmaktadır. Katot ile anot bloğu arasındaki boşluğa etkileşim alanı denir. Burada katottan anoda doğru hareket eden elektronların akışı, salınım sistemlerinin yuvalarının yakınında yoğunlaşan alternatif elektrik alanlarıyla etkileşime girer. Rezonatörlerden biri, yüksek frekanslı salınımların enerjisinin magnetrondan uzaklaştırıldığı bir bağlantı döngüsüne sahiptir. Kural olarak, magnetronun anot bloğu topraklanır ve katoda oldukça yüksek bir negatif potansiyel sağlanır.

Magnetron, kutupları anot bloğunun uç yüzeylerinin yakınında bulunan kalıcı bir mıknatıs tarafından oluşturulan sabit bir manyetik alana yerleştirilir. Bu nedenle, etkileşim alanındaki elektronların hareketi, eksenel bir manyetik alana yerleştirilen silindirik elektrot sistemindeki elektronların hareketine benzer (Şekil 4-5). Bununla birlikte, bir magnetrondaki elektronların yörüngeleri daha karmaşıktır, çünkü sabit elektrik ve manyetik alanlara ek olarak, etkileşim alanında elektronların hareketini etkileyen alternatif bir elektrik alanı da vardır.

Çalışma prensibi. Bir magnetronda sönümsüz salınımların meydana gelme mekanizması, herhangi bir kendi kendine osilatördeki ile aynıdır. Magnetron rezonatörlerindeki ilk salınımlar, elektron akışındaki dalgalanmaların bir sonucu olarak ortaya çıkar. Genel durumda bu salınımların frekansı, salınımlı sistemlerin doğal rezonans frekansından biraz farklıdır, çünkü magnetronun anot bloğu karmaşık bir şekilde bağlı devrelerden oluşan bir sistem oluşturur. Salınımlar, sabit bir elektrik alanı tarafından hızlandırılan ve rezonatörlerin yuvalarının yakınındaki alternatif bir elektrik alanıyla etkileşime giren bir elektron akışı yardımıyla dalga alanına iletilen sabit voltaj kaynağı anot - katotunun enerjisi tarafından desteklenir. Bu tür yönlendirilmiş enerji aktarımı, bilindiği gibi, elektron akışının belirli bir fazın alternatif bir elektrik alanıyla etkileşime girmesi durumunda gerçekleştirilebilir. Bunu yapmak için, elektron akışının, rezonatör yarığının yakınındaki geçiş süresi, orada gerekli fazda alanın var olduğu zamanla çakışacak şekilde demetler halinde gruplandırılması gerekir.

Elektronların magnetrondaki katottan anoda hareketi tüm azimut yönlerinde eşit şekilde gerçekleşmez. Anoda elektron akışları, etkileşim alanının yalnızca bazı bölgelerinde yaratılır ve sözde elektron çubukları oluşturulur (Şekil 5-2, a). Konuşmacı sayısı, yüksek frekanslı salınımların doğasına bağlıdır ve magnetronun en yaygın çalışma modunda, rezonatör sayısının yarısına eşittir. Hareketlerinin doğası sabit ve alternatif elektrik alanlarının ve sabit bir manyetik alanın toplam etkisiyle belirlendiğinden, tellerdeki elektronlar karmaşık döngü şeklindeki yörüngeler boyunca anoda doğru hareket eder.

Konuşmacılar, şu anda alternatif bir elektrik alanının uygulanması nedeniyle daha pozitif bir potansiyele yüklenen anot bölümlerinin karşısında yer alan katot bölümlerinin yakınında oluşturulur (Şekil 5-2, b). Anot segmentlerindeki yük işaretleri salınım fazındaki bir değişiklikle değiştiğinden, katotun yakınında jant tellerinin oluşturulduğu bölümleri de değişir. Parmaklıklar, iki bitişik rezonatörün alanları için salınım frekansına ve faz ilişkilerine bağlı olarak etkileşim alanında bir hızda dönüyor gibi görünüyor.

Konuşmacıların dönme hızı, elektronların rezonatörlerin yarıklarının yakınındaki geçiş anları her zaman orada gerekli alan fazının var olduğu anlarla çakışacak şekildedir. Başka bir deyişle, jant tellerinin dönüşü, yüksek frekanslı salınımların fazındaki değişiklikle senkronize edilir.

Telin katottan anoda karmaşık hareketi sırasında, elektronlar her dönüşte potansiyel enerjilerinin bir kısmını kaybederler ve bu da alana aktarılır.

Enerjilerini alana bırakan elektronlar sürekli olarak anoda gider ve çubuklar, katot tarafından yayılan yeni elektronlarla doldurulur. Bu, genel anlamda, çok boşluklu bir magnetronun çalışma prensibidir.

5-2. Bir magnetrondaki salınım türleri

Olası titreşim türleri. Olarak Şekil l'de görülebilir. Şekil 5-1'de, magnetronun anot bloğu, bir halka şeklinde yuvarlanmış N adet hacimsel rezonatörden oluşan bir zincirdir. Genel olarak konuşursak, böyle bir birleşik rezonatör sisteminde N farklı türde salınım meydana gelebilir. Bununla birlikte, N rezonatörden oluşan kapalı bir sistemde, yalnızca anot bloğunun çevresi etrafında dönerken toplam faz farkının şuna eşit olduğu salınımlar mevcuttur:

Ф = 2πn, (5-1)

burada n = 0, 1, 2, ..., N, anot bloğunun çevresine uyan yüksek frekanslı salınımların tam periyotlarının sayısını belirler.

Başka bir deyişle, anot bloğunun belirli bir noktasındaki bir dalga ψ fazı ile karakterize edildiyse, rezonatör zinciri boyunca yayılırken aynı fazla bu noktaya geri dönmelidir. Aksi halde girişim sonucu dalga yok olacaktır.

Komşu rezonatörlerdeki salınımların faz farkı bu nedenle şuna eşit olmalıdır:

Formül (5-2)'den, N'den büyük n tamsayı değerleri için, faz kaymalarının olası değerlerinin 0 için φ değerlerini tekrarlayacağını görmek kolaydır.

Çok boşluklu bir magnetrondaki ana salınım türü, n = N/2 ve φ = π'ye karşılık gelen π-salınımları veya antifaz salınımlarıdır. Bu tip salınımın ikilisi yoktur ve gösterileceği gibi diğer tiplere göre daha düşük anot gerilimlerinde ve manyetik alanlarda meydana gelir.

(5-2)'den görülebileceği gibi, π tipi salınımlar, bir magnetronda yalnızca çift sayıda N ile meydana gelebilir. Bu nedenle, çok boşluklu magnetronların anot blokları zorunlu olarak çift sayıda rezonatör içerir.

Bir magnetrondaki alanlar. İncirde. Şekil 5-3, magnetrondaki farklı n değerlerinde alternatif elektrik ve manyetik alanların modellerini göstermektedir. Açıklık sağlamak için magnetronun anot bloğu genişletilmiş biçimde gösterilmiştir (Şekil 5-3, a). Aşağıda, anot bloğunun taramalarında noktalı çizgi, devredeki maksimum akıma karşılık gelen zaman anına ait alternatif manyetik alan çizgilerini göstermektedir. Blok taramalarının altında, anot yüzeyi boyunca yüksek frekans potansiyelinin dağılım eğrileri gösterilmektedir. Devredeki akım sıfır olduğunda alternatif elektrik alan çizgileri solda gösterilmiştir.

5-3. Elektronların alternatif bir elektrik alanıyla etkileşimi

Elektronik konuşmacıların oluşumu. Çok boşluklu bir magnetronda değişken bir elektron akış yoğunluğunun - elektron tellerinin - oluşumu, tüm M tipi cihazlarda olduğu gibi, elektronların alternatif homojen olmayan bir elektrik alanıyla etkileşimi nedeniyle gerçekleştirilir. Bu etkileşimin altında yatan fiziksel süreçler Bölüm 2'de tartışılmıştır. 4 aynı zamanda çok boşluklu bir magnetron için de geçerlidir.

Magnetronda salınımların yokluğunda katodu sıfır hızla terk eden elektron, episikloidal bir yörünge boyunca hareket eder (Şekil 5-4, a). Rezonatörlerin yuvalarının yakınında salınımlar meydana geldiğinde homojen olmayan elektrik alanları oluşur.

Pirinç. 5-4. Düzgün olmayan bir elektrik alanı ve elektron yörüngelerinin resimleri. a - titreşim olmadığında; b - çalışmayan bir elektronun yörüngesi; c - “çalışan” elektronun yörüngesi

Bölüm'de tartışılanın aksine. 4 düz elektrot durumunda, magnetrondaki elektronların hareketi, alternatif elektrik alanının radyal ve teğet bileşenleri ile etkileşimi dikkate alınarak dikkate alınmalıdır. Ancak bu genel tabloyu değiştirmiyor. Radyal alan bileşeninin etkisi, düz elektrotlar durumunda enine bileşenin etkisine benzerdir ve teğetsel alan bileşeni, uzunlamasına olanla aynı şekilde etki eder. İncirde. Şekil 5-4, b ve c, homojen olmayan elektrik alanının modellerini, alanın çeşitli noktalarındaki yoğunluk vektörlerinin bileşenlerini ve yarıya eşit bir aralıkla ayrılmış iki farklı zaman anı için elektronların hareketinin doğasını gösterir. salınım periyodu.

İlk durumda, katot yüzeyinden atılan ve episikloid bir yay tanımlayan bir elektron, alanın teğetsel bileşeninin vektörünün üst kısımdaki elektron hız vektörüne ters yönde olduğu anda rezonatör alanında sona erer. dönüş. 5 noktasındaki toplam elektrik alanı, radyal yönden sola sapan ε σ 5 vektörü ile karakterize edilir. Sonuç olarak, üretici dairenin yuvarlanma yüzeyi kavislidir ve bir dönüş tarif eden elektron, belirli bir miktarda enerji ile katotun yüzeyinde son bulur ve katotla çarpışması üzerine ısı şeklinde dağılır. . Böylece alanı söz konusu fazla karakterize edilen rezonatörlere karşı katottan yayılan elektronların çoğunluğu katoda gider. Tek istisna, başlangıç hızı etkileşim alanında kalmalarına izin veren elektronlar olabilir. Bu elektronların radyal bileşenle etkileşimi, bu alan bölgesindeki elektron akı yoğunluğunun azalmasına yol açar. Aslında, elektronun 4. noktadaki hızı azalır ve 6. noktada, 5. noktada bulunan merkezi elektronun hızına göre artar (bkz. § 4-2). Elektronların grubu çözülmüştür.

Alanın zıt fazına düşen elektronların hareketi farklı bir karaktere sahiptir (Şekil 5-4, c). Radyal bileşenin etkisi altında, 1 noktasındaki elektron teğet yönde ek hız kazanır ve 3 noktasındaki elektronun hızı azalır. Elektronlar, 2. noktada bulunan elektronun etrafında bir demet halinde gruplanır. Elektron akışının faz odaklanması meydana gelir.

Homojen olmayan alanın ε τ 2 teğet bileşeninin vektörünün ve sabit elektrik alanının ε vektörünün eklenmesi sonucunda, toplam ε σ 2 vektörü sağa sapar. Üreten dairenin yuvarlanma yüzeyi katot yüzeyinin üzerine çıkar. Bir elektronun yörüngesi, yaklaşık olarak katottan anoda uzanan belirli bir kavisli yüzey boyunca yuvarlanan bir daire içindeki bir noktanın yörüngesi olarak temsil edilebilir. Yörüngedeki "döngülerin" sayısı ve üreten yüzeyin "dikliği" anot voltajının büyüklüğüne, manyetik indüksiyona ve ayrıca alternatif elektrik alanının yoğunluğuna bağlıdır.

Bu nedenle, yalnızca elektronlar anoda koşuyor, döngü benzeri yörüngeler tanımlıyor ve katodun belirli bir anda elektronları engelleyen alternatif bir elektrik alanının bulunduğu bölümlerini bırakıyor: magnetronda elektron telleri oluşuyor. Antifaz salınımlarına sahip bu tür parmaklıkların sayısı, rezonatör sayısının yarısına eşittir (bkz. Şekil 5-2, a).

Elektronik jant teli hareketi. Her yarım döngüde segmentlerdeki yüksek frekans potansiyellerinin işaretleri tersine döndüğü için (homojen olmayan alan cihazın ekseni etrafında dönüyor gibi görünüyor), elektronik çubuklar da alanın ardından hareket ediyor. Daha sonra göreceğimiz gibi, jant tellerinin gerekli açısal dönüş hızını sağlamak için anot ve katot arasındaki potansiyel farkın belirli bir büyüklüğü gereklidir. Elektron çubuklarının alanın hareketiyle eşzamanlı olarak bu şekilde dönmesi, yalnızca elektronların çubuklardaki sürekli sıkışmasını - onların faz odaklanmasını - sağlamakla kalmaz, aynı zamanda elektronlar ve mikrodalga alanı arasında gerekli enerji alışverişi modunu da sağlar.

Elektronlardan alana enerji aktarımı. Episikloidin dönüşlerini tanımlayan dönme hareketiyle eşzamanlı olarak bir çubuk oluşturan elektronlar, katottan yükselir ve yavaş yavaş anoda gider. Jant döndükçe katodun yeni bölümlerinden gelen elektronlarla yenilenir. Böylece tellerdeki elektronlar sürekli olarak katottan anoda radyal yönde hareket eder. Elektron hareketinin bu bileşenine potansiyel enerjilerinde bir azalma eşlik eder.

Elektronların enerjisi, elektronların dikkate alınan hareketinin nedeni olan elektriksel bileşenle etkileşimi olan elektromanyetik alana aktarılır.

Elektronların radyal hareketinin yanı sıra tellerin dönme hareketinin sağlanması için anot-katot potansiyel farkının ve manyetik alan kuvvetinin belirli değerleri gereklidir.

5-4. Magnetron çalışma modu

Önceki paragraflarda, çalışan elektronların döngü şeklindeki yörüngeler boyunca hareketini, radyal yönde hareketlerini ve ispitlerin istenen açısal dönüş hızını elde etmesini sağlamak için, yoğunluk ε arasında belirli ilişkilerin gerekli olduğu belirtilmişti. sabit bir elektrik alanı ve manyetik indüksiyon B. Uygun ε ve B değerlerinin seçimi çalışma magnetron modunu belirler.

Kritik mod parabol. Magnetronun anot voltajı kritik olandan büyükse, enerjinin elektronlar tarafından yüksek frekans alanına aktarılmasına yönelik koşullar karşılanmaz. Gerçekte, U a > U a.cr olduğunda, eğrisel yörüngeler boyunca hareket eden elektronlar (bkz. Şekil 4-7) anoda doğru hücum ederler. Bu durumda, yüksek frekanslı salınımlar ortaya çıksalar bile, döngüleri tanımlamayan ve rezonatör yarıklarının yakınındaki alternatif elektrik alanıyla pratik olarak etkileşime girmeyen elektronların enerjisi tarafından desteklenemez. Bu nedenle anot gerilimlerinin çalışma değerleri, denklem (4-38) ile tanımlanan kritik mod parabolünün (Şekil 4-6) altında kalmalıdır.

Senkronizasyon Potansiyeli. Ancak magnetronun normal çalışması için elektronların döngü şeklindeki yörüngeler boyunca hareketi yeterli değildir. Ek olarak, ultra yüksek frekanslı salınımların fazındaki değişiklikle eşzamanlı olarak, jant tellerinin belirli bir açısal frekansta dönmesini sağlamak gerekir. Senkronizasyon koşulu, jant tellerinin açısal dönüş hızının farklı değerlerinde karşılanabilir. Aslında, π tipi salınımlarda, jant telinin iki bitişik rezonatör arasındaki hareketinin tc süresi yalnızca yarım periyoda değil, aynı zamanda herhangi bir tam sayıda yarım periyoda da eşit olabilir:

burada p = 0, 1, 2, 3 ...

Farklı p değerlerinde π tipi titreşimler için elektron hareketi grafikleri, Şekil 2'de noktalı çizgiler olarak gösterilmektedir. 5-5.

Pirinç. 5-5. Alternatif bir elektrik alanının resmi ve π tipi titreşimler sırasında elektron hareketinin grafikleri

Grafikte, zaman ordinat ekseni boyunca çizilir ve anot bloğunun ters çevrilmesi altında yüksek frekans potansiyelinin dağılım eğrileri her çeyrekte bir gösterilir. Tüm süre boyunca gerilim düğümleri çatlakların ortasında kalır. Her durumda, p bir tamsayı olduğunda, elektronlar kendilerini her rezonatörün yakınında geciktirici bir alanda bulurlar. P'ye bağlı olarak, yalnızca elektron dönüşünün açısal hızı ω 0 değişir. ω 0'ın maksimum değeri, t c = T/2 olduğunda p = 0'a karşılık gelir.

Elektron dönüşünün açısal hızını karakterize etmek için, elektronun tüm rezonatörlerden geçtiği ve başlangıç noktasına geri döndüğü periyotların sayısına eşit olan belirli bir k parametresinin dahil edilmesi uygundur. Daha sonra, T periyodunun kesirleri olarak ifade edilen, bitişik rezonatörler arasındaki elektron hareketinin süresi, şu ilişki ile belirlenir:

π titreşimleri durumunda ifade (5-3) şu şekli alır:

Bu ilişkiyi diğer salınım türleri için genelleştirirsek şunu elde ederiz:

k parametresini kullanarak, herhangi bir türdeki salınım için elektron dönüşünün açısal hızına ilişkin bir ifade elde etmek kolaydır:

burada λ = сТ magnetrondaki salınımların dalga boyudur ve c ışığın hızıdır.

Açısal dönüş hızını sağlamak için, anot yüzeyinin yakınındaki çubukta bulunan elektronun teğetsel bir hıza sahip olması gerekir.

Elektron, potansiyel fark Ua tarafından belirlenen sabit bir elektrik alanı nedeniyle magnetronda kinetik enerji kazanır. Anot yüzeyinde (r = r a) elektron enerjisinin en yüksek değeri şuna eşittir:

E K = eU a . (5-9)

Senkron hareket koşulları altında anot yüzeyindeki elektron enerjisi şu şekilde olmalıdır:

(5-9) ve (5-10)'u eşitleyerek, elektronların senkronize dönüşünü sağlamak için gerekli anot voltajının değerini elde ederiz:

Senkronizasyon potansiyeli olarak adlandırılan bu değer, elektronik jant tellerinin senkronize dönüşünün mümkün olduğu anot voltajının en küçük (belirli bir k için) değerini belirler.

Tüm sabitlerin sayısal değerlerini (5-11) yerine koyarak ve U c'yi volt cinsinden ifade ederek şunu elde ederiz:

Bu ifade, elektronun anot yüzeyine eş eksenli bir daire içinde ve ra'ya yakın bir yarıçapla hareket ettiği varsayımıyla elde edildi. Gerçekte, elektronlar bir magnetron içinde karmaşık döngü şeklindeki yörüngeler boyunca hareket ederler ve hızlarının teğet bileşeni, hem üreten dairenin merkezinin taşınabilir hareketinin hızına hem de elektronun kendisinin hareket hızına bağlıdır. bu merkez.

Eşik voltajı. Anot yüzeyine yaklaşan ve enerjisinin önemli bir kısmını alana aktaran elektronun etkileşim alanından uzaklaştırılması gerekir. Aksi takdirde, bu kadar harcanmış, yavaş hareket eden bir elektron, telin gerisinde kalacak ve alternatif alandan enerji alacaktır. Harcanan elektronların anoda ulaşması ve elektronların gerekli teğetsel hızını sağlamak için, döngü şeklindeki eğriler boyunca hareketleri dikkate alınarak, senkronizasyon potansiyeli Uc'den biraz daha yüksek bir anot voltajı gerekir.

Magnetronun merkezinden r uzaklığında bulunan ve cihazın ekseni etrafında ω 0 açısal hızıyla dönen bir elektrona üç kuvvet etki eder (Şekil 5-6): Sabit bir elektriğin Fe kuvveti. alan radyal olarak anoda doğru yönlendirilir; Bir elektronun sağ el kuralına uygun olarak manyetik alan çizgilerini geçmesiyle ortaya çıkan Lorentz kuvveti Fm katoda doğru yönlendirilir; ve son olarak üçüncü merkezkaç kuvveti Fd, F e kuvveti ile aynı doğrultudadır.

Elektronun anoda ulaşabilmesi için radyal yöndeki hareketinin kinetik enerjisinin sıfırdan büyük olması gerekir ve dolayısıyla Fe ve Fd kuvvetlerinin işinin işten büyük veya en azından işe eşit olması gerekir. F m kuvvetinin.

Bu değerlendirmelerden şunu belirlemek kolaydır: [L. 2] eşik voltajı, yani harcanan elektronların anoda çıkarıldığı en düşük anot voltajının değeri:

Burada formül (5-7)'yi ω 0 yerine koyarsak ve voltajı volt cinsinden ifade edersek şunu elde ederiz:

Buradan, harcanan elektronların anoda uzaklaştırılması için belirlenen koşulların karşılanması için, anot voltajının senkronizasyon potansiyelinden daha büyük olması gerektiği ve eğer Uc değeri manyetik alan gücüne bağlı değilse, o zaman görülebilir. eşik voltajı V değeriyle orantılı olarak artar.

Çalışma modu diyagramı. Böylece, magnetronun normal çalışması için bir dizi koşulu inceledik ve denklemler elde ettik: kritik potansiyel için (4-38), senkronizasyon potansiyeli için (5-12) ve eşik anot voltajı için (5-14).

Bu bağımlılıkların üçü de Şekil 2'de gösterilmektedir. 5-7. Kritik modun parabolü, B - U a düzlemindeki çalışmayan alanı (gölgeli) ayırır. Bu bölgedeki herhangi bir nokta için B ve Ua değerlerinde magnetrondaki elektronlar döngü benzeri yörüngeler tanımlamaz ve herhangi bir salınım olmaz. Senkronizasyon potansiyelinin değeri (5-12) V'ye bağlı değildir ancak k'ye bağlı olarak değişir. Şekil 5-7'de Uc çizgisi yalnızca π-titreşim modu için çizilmiştir (n = 4; p = 0; N = 8). Diğer k = n (p = 0) için senkronizasyon potansiyeli, kritik mod parabolünün üzerindeki noktalarla işaretlenir.

Farklı k(p = 0)'daki eşik voltaj çizgisi (5-14), B - U üzerinde, senkronizasyon potansiyelinin değerine karşılık gelen noktalarda kritik modun parabolüne teğet düz çizgiler şeklinde bir düzlemde gösterilir. Belirli bir salınım türü için. Kritik potansiyelin (4-38) değerini ifadeye (5-14) koyarsak, bunun geçerliliğini doğrulamak kolaydır.

Dolayısıyla, π tipi salınımlar için çalışmayan bölge aynı zamanda düzlemin eşik voltajının (k = 4) düz çizgisinin altında kalan kısmıdır. Bu U a ve B değerlerinde, ya jant tellerinin senkron hareketinin koşulu (U a

5-5. Magnetron anot bloğu

Anot bloğunun eşdeğer devresi. Magnetron rezonatörlerin en yaygın biçimleri Şekil 2'de gösterilmektedir. 5-8, burada zaten bilinenlere ek olarak, dalga kılavuzlarının kısa devre bölümleri tarafından oluşturulan rezonatörler de gösterilmektedir. Bununla birlikte, herhangi bir rezonatör konfigürasyonu için anot bloğu, karmaşık bir şekilde birbirine bağlı devrelerden oluşan bir sistemdir. Komşu rezonatörlerden gelen akımlar anot blok bölümünün yüzeyi boyunca aktığından magnetron devreleri öncelikle birbirine iletken olarak bağlanır. Ek olarak, anot bloğunun bölümleri ve katot yüzeyi tarafından oluşturulan kapasitanslar aracılığıyla bitişik rezonatörler arasında kapasitif bir bağlantı da vardır. Ve son olarak, bitişik rezonatörler endüktif olarak birbirine bağlanır (rezonatördeki alternatif manyetik alan çizgileri bitişik deliklerden kapatılır).

Bir veya başka bir bağlantı tipinin baskınlığı, anot bloğunun tasarımına ve özellikle yüksekliği h'ye göre belirlenir. Küçük bir h değerinde, bireysel rezonatörler arasındaki endüktif bağlantı baskın olur ve anot bloğunun h yüksekliği arttıkça, kapasitif bağlantı giderek daha önemli bir rol oynar. Büyük h'ye sahip bir magnetronun anot bloğunun olası eşdeğer devrelerinden biri Şekil 2'de gösterilmektedir. 5-9. L 0 ve C 0 miktarları sırasıyla rezonatörün eşdeğer endüktansı ve kapasitansıdır. Rezonatörler birbirlerine iletken olarak ve ayrıca C a-k anot - katot kapasitansları aracılığıyla bağlanır.

Böyle bir eşdeğer devrenin analizi şunu gösterir: [L. Şekil 2], üretilen salınımların dalga boyunun hem reaktif parametrelere hem de n sayısına bağlı olduğunu gösterir:

Magnetronlarda C a-k/C 0 oranı genellikle 0,1-0,4'tür.

Sekiz boşluklu bir magnetron için bağımlılık (5-15) Şekil 2'de gösterilmektedir. 5-10 (eğri 1). Benzer bir bağımlılık burada da gösterilmektedir (eğri 2), ancak magnetronda endüktif kuplajın baskın olduğu durum için. Tip I titreşimlerin komşu türlerin titreşimlerinden dalga boyu bakımından biraz farklı olduğu eğrilerden açıkça görülmektedir. Rezonatör sayısı ve dolayısıyla n sayısı arttıkça bu fark giderek azalır. Ek olarak, komşu türlerin salınımlarından kaynaklanan π salınımlarının frekansındaki küçük fark nedeniyle, magnetron jeneratörünün çalışması kararsız olabilir.

Güç kaynağı modundaki değişikliklerin bir sonucu olarak, yükün doğası ve diğer nedenler, π-salınımları yerine, magnetronda başka türden salınımlar (frekans sıçraması) görünebilir. π tipi salınımların ve komşu tipteki salınımların eşzamanlı varlığı da mümkündür. Bu durumda yüksek frekanslı alanın dağılımı bozulur, senkronizasyon koşulu kötü karşılanır ve magnetron gücü ve verimliliği düşer. Sonuç olarak özellikle kısa dalgalarda önemli olan salınım gücünü arttırmak için rezonatör sayısı arttırılamaz.

Bağlayıcılar kullanılarak titreşim türlerinin ayrılması. Magnetronlardaki kararsızlıkları ortadan kaldırmak için özel önlemler alınır. En basit durumda halka şeklinde olan özel bağlarla iyi bir etki elde edilir (Şekil 5-11). Halkalardan biri anot bloğunun dört çift bölümüne, diğeri ise dört tek bölümüne kaynaklanmıştır. Bağlantılar magnetronun salınım sistemine ilave kapasitans ve endüktans katar. Verilen kapasitans yalnızca bağların boyutlarına ve anot bloğunun yüzeyine olan mesafelerine göre değil, aynı zamanda iki halka arasındaki yüksek frekans potansiyelleri farkına göre de belirlenir. Endüktans hem demetlerin boyutuna hem de demetlerden akan akımlara bağlıdır.

Antifaz salınımlarında halkaların her biri bloğun aynı potansiyel altındaki bölümlerine bağlanır. Bu nedenle, iki bağlantı halkasının yüksek frekans potansiyellerinin faz farkı π'ye eşittir ve bağların kapasitif etkisi çok önemlidir. Aynı zamanda, π-salınımları sırasında demetlerin endüktif etkisi minimum düzeydedir, çünkü her halka aynı potansiyele sahip bölümlere kaynaklanmıştır ve demetlerdeki dengeleme akımları sıfıra yakındır. Sonuç olarak, π-salınımları sırasında bağlanmaların ortaya çıkan etkisi doğası gereği kapasitiftir. Demetlerin rezonatörlere verdiği kapasitans, kendi kapasitanslarına paraleldir. Sonuç olarak toplam kapasitans artar ve π titreşimleri sırasında dalga boyu artar.

Diğer salınım türlerinde, halkaların her birine bağlı bölümlerin yüksek frekans potansiyelleri aynı değildir ve bu nedenle bağlar arasındaki ortalama potansiyel farkı, antifaz salınımlarına göre daha azdır. Sonuç olarak, bağların sağladığı kapasitans azalır ve verilen endüktans artar, çünkü aynı halkaya bağlı iki bölümün yüksek frekans potansiyelleri arasındaki fark nedeniyle, içinde eşitleme akımları akar. Bağlayıcıların ortaya çıkan etkisi endüktiftir. Verilen endüktans, rezonatörlerin öz endüktansına paraleldir; toplam endüktans azalır ve salınım dalga boyu da azalır.

Farklı tipteki bağların kullanılması durumunda titreşim dalga boyunun n değerinden değişimi Şekil 1'de gösterilmektedir. Şekil 5-10 (eğri 5, Şekil 5-11, a'daki bağlar içindir ve eğri 4, Şekil 5-11, b'deki bağlar içindir).

Bu eğrilerin 1 ve 2 numaralı eğrilerle karşılaştırılmasından, kopula kullanımının π titreşimlerinin frekansları ve ona bitişik türler arasındaki farkı önemli ölçüde artırmayı mümkün kıldığı açıktır. Magnetronun kararlı çalışması için, n = N/2-1 formundaki salınımların frekansının antifaz salınımlarının frekansından en az %4 farklı olması gerekir. Genellikle frekans farkının yaklaşık %10-15 civarında olması sağlanır.

Asimetrik bağlantıların (örneğin aralıklı halkalar) kullanılması, antifaz salınım modlarında magnetron işleminin stabilitesinin arttırılmasına da katkıda bulunur. Asimetrik bağlantıların kullanılması, antifaz dışındaki salınımlar sırasında ortaya çıkan yüksek frekanslı alanların yönelimini bozar ve dolayısıyla bunların oluşumunu daha da karmaşık hale getirir. Ayrıca, kuplajların kullanımına bağlı olarak π tipi salınımların dalga boyundaki bir artışın, eşik voltajında karşılık gelen bir azalmaya yol açtığı ve buna, üretilen salınımların gücünde ve verimliliğinde bir artış eşlik ettiği de belirtilmelidir. magnetron.

Ligament kullanımının bazı dezavantajları da vardır. Örneğin, ligamanların oluşturduğu ve azimut açısından bağımsız olarak yüksek frekanslı alan, etkileşim alanındaki elektrik alanını bir dereceye kadar bozar ve magnetronun çalışmasını bozar. Ek olarak, bağların eklenmesi, üretilen salınımların dalga boyunun kısalması ile büyüklüğü artan yüksek frekans kayıplarını arttırır. Bu etkiyi ortadan kaldırmak için demetler anot bloğundaki özel oluklara yerleştirilerek korunur.

Çoklu rezonatör anot bloğu. λ = 3 cm ve daha kısa dalgalarda çalışan magnetronlarda, başka bir frekans ayırma yöntemi kullanılır - çok boşluklu anot bloğu.

Çok boşluklu bir anot bloğunda, her ikinci rezonatörün boyutları, geleneksel bir anot bloğundaki boyutlara kıyasla biraz artar; rezonatörlerin ikinci yarısının boyutları azalır (Şekil 5-12). Görünüşe göre biri kısa dalgaya, diğeri daha uzun dalgaya ayarlanmış iki rezonatör sistemi var.

Çoklu rezonatörlü bir sistemde farklı n değerlerine karşılık gelen salınım dalga boylarını belirlemek için, anot bloğunun iki farklı sistemden oluştuğunu varsayarak (5-15) formülünü kullanabilirsiniz: büyük (hb) ve küçük (hm) rezonatörler. Bu dalga boylarını hesaplarken λ 0 yerine sırasıyla büyük veya küçük rezonatörün rezonans dalga boyunu değiştirmek gerekir. Ancak sistemdeki özdeş rezonatörlerin sayısı, toplam N rezonatör sayısının yarısı olduğundan, her bir özdeş rezonatör sistemi için değeri N/4'ten fazla olamayacak farklı bir n sayısı girilir.

İncirde. Şekil 5-13, çok boşluklu bir magnetrondaki (N = 18) n değerine bağlı olarak dalga boyundaki değişimi göstermektedir (eğri 3). Bu eğrinin n = 4'e kadar olan üst dalı, büyük ve küçük rezonatörlerdeki salınımlar arasında sıfır faz kayması olan birinci uzun dalga salınım grubuna karşılık gelir. Buradaki dalga boyundaki değişimin doğası, kuplajsız geleneksel bir magnetronla aynıdır (eğri 1): n arttıkça dalga boyu azalır.

Eğrinin n = 5'ten n = N/2 = 9'a kadar olan alt dalı, ikinci kısa dalga titreşim grubuna karşılık gelir. Burada n arttıkça dalga boyu azalır. İncirde. Şekil 5-13 aynı zamanda karşılaştırma amacıyla demetleri olan bir magnetron için eğri 2'yi de göstermektedir.

Farklı n'lerdeki frekans ayrımı, hb/hm oranına bağlıdır (Şekil 5-12), arttıkça artar. Bununla birlikte, h b / h m'nin önemli değerlerinde, azimut açısına bağlı olmayan ve elektron akışının yüksek frekans alanı ile etkileşimini kötüleştiren yüksek frekanslı alan bileşeninin etkisi artar.

Çok boşluklu bir sistemin demetlere sahip bir anot bloğuna göre avantajı, her şeyden önce, frekans ayrımı miktarının anot bloğunun yüksekliğinden etkilenmemesidir. Ek olarak, çok boşluklu anot bloğundaki yüksek frekans kayıpları önemli ölçüde daha düşüktür, bu da magnetronun verimliliğinin arttırılmasını mümkün kılar.

5-6. Magnetronların parametreleri ve özellikleri

Çok boşluklu magnetronlar, diğer elektronik cihazlar gibi, çalışma, sınırlama, iklim ve diğer çalışma modlarını belirleyen bir dizi parametre ile karakterize edilir.

Elektrik Modu Parametreleri. Referans verileri, kural olarak şunları şart koşar: filamanın voltajı U n veya akımı I n değerleri ve bunların izin verilen sapmaları, genellikle ±% 10'u aşmaz; anma anot voltajı U a ve bu değerin izin verilen üst sınırı; nominal ve izin verilen üst ve alt akım değerleri I a; manyetik alan kuvveti veya indüksiyon. Darbeli modda çalışan magnetronlar için referans kitabı, anot voltajı darbelerinin süresinin nominal ve izin verilen değerlerini, bunların görev döngüsünü ve cephelerin eğimini gösterir - büyük ölçüde tarafından üretilen salınımların spektrumunu belirleyen değerler. magnetron.

Üretilen salınımların gücü. Çok boşluklu magnetronlar genellikle darbeli veya sürekli modda güçlü mikrodalga salınımlarının jeneratörleri olarak kullanılır. Dolayısıyla bu cihazların en önemli parametresi üretilen güç miktarıdır.

P out = ηI a U a, (5-61)

burada η magnetronun toplam verimliliğidir. Bu nedenle, Pout'un değeri yalnızca magnetronun elektriksel çalışma moduna değil, aynı zamanda başka bir önemli parametreye de bağlıdır: cihazın verimliliği.

Yeterlik magnetron, mikrodalga salınımlarının gücünün, anot devresindeki sabit bir voltaj kaynağından magnetrona sağlanan güce oranıyla belirlenir.

Sabit bir elektrik alanından enerji alan elektronlar, onu tamamen rezonatörlerin yüksek frekans alanına aktarmazlar. Bazı elektronlar enerji aktarım mekanizmasına hiç katılmazlar, çünkü başlangıçta ek ivme alarak katoda geri dönerler ve onu ısıtırlar, kalan enerjiyi yüzeyiyle çarpıştığında serbest bırakırlar. Çalışan elektronlar, çubuklar oluşturarak ve yüksek frekans alanıyla tekrar tekrar etkileşime girerek çoğu durumda enerjilerini tamamen tüketmeden anoda ulaşır ve geri kalanını anoda aktararak çarpma anında ısıtır. Böylece elektronların sabit bir elektrik alanından aldıkları enerjinin bir kısmı boşa harcanır. Bu enerji tüketimine elektronik kayıplar denir. Yüksek frekanslı alanın elektron akışından aldığı enerjinin, sabit bir elektrik alanı tarafından elektronlara verilen toplam enerjiye oranına magnetron η el'in elektronik verimliliği denir. Bu değer, elektron akışının alternatif bir elektrik alanıyla etkileşiminin verimliliğini karakterize eder. Yüksek frekanslı salınımların enerjisi aynı zamanda rezonatörlerin kendisinde (aktif direncin neden olduğu kayıpları yenilemek için), enerji çıkış cihazlarında, dielektriklerde vb. harcanır. Bu kayıplar, salınım sisteminin verimliliği η k tarafından belirlenir. magnetron, dolayısıyla eşittir:

η = η el η c.(5-17)

Bir magnetronun elektronik verimliliğinin değeri, çalışma moduna önemli ölçüde bağlıdır. η el'i belirlemek için, yalnızca elektronun sabit bir elektrik alanından aldığı enerjiyi değil, aynı zamanda elektronun harcamadığı enerji miktarını da (elektronun anoda ulaştığı kinetik enerji) bilmek gerekir. Senkronizasyon koşullarını yerine getirmek için elektronun anot yüzeyinde Uc'den daha az olmayan bir hızla hareket etmesi gerekir. Bu nedenle anoda ulaşan elektronun kinetik enerjisi eU c'den az olamaz. Bu nedenle magnetronun elektronik verimliliği şuna eşittir:

Ancak bu formül kullanılarak hesaplanan elektronik verimin deneysel değer η el'den daha yüksek olduğu ortaya çıkar. Bu, anoda çarpan bir elektronun kinetik enerjisinin aslında eU c değerinden çok daha büyük olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Elektronlar etkileşim uzayında hareket ederek döngü benzeri yörüngeler çizerler. Anot voltajı eşik voltajına yakınsa, elektronlar yavaşça katottan anoda yükselir ve genellikle "döngünün" tepesinde anoda düşer. Üreten dairenin ekseninin teğetsel hareket hızı eşitse (senkronizasyon koşulundan) U c, o zaman elektronun katoda göre teğetsel hızı yaklaşık 2 kat daha fazladır ve kinetik enerjisi 4 kat daha fazladır kabul edilen değerden daha Çalışma modunda, magnetrondaki anot voltajı genellikle U p değerinden daha büyüktür ve elektronlar, daha dik bir döngü şeklindeki yörünge boyunca anoda yükselir. Anoda hem döngünün tepesinde hem de elektron hızının sıfıra yakın olduğu başlangıcında ulaşabilirler. Bu nedenle yüzeydeki kinetik enerjinin ortalama değeri eU c değerinden yaklaşık 2 kat daha büyüktür. Modern çok boşluklu magnetronlarda elektronik verimliliğin değeri %50-70 veya daha fazlasına ulaşır.

Çalışma dalga boyuλ 0 veya çalışma salınım frekansı ω 0, § 5-5'te gösterildiği gibi rezonatörlerin parametreleri ve anot bloğunun tasarımı ile belirlenir. Geleneksel tasarımlı çok boşluklu magnetronlarda, rezonatörlerin kapasitansını veya endüktansını değiştiren özel cihazlar kullanılarak çalışma frekansında küçük sınırlar dahilinde bir değişiklik elde edilebilir (ayrıca bkz. § 5-7).

Çok boşluklu magnetronlara dayalı jeneratör cihazları tasarlanırken, salınım frekansının dengelenmesine özellikle dikkat edilir. Bu amaçla yukarıda belirtildiği gibi demetler kullanılır, farklı rezonatör anot blokları kullanılır vb. Ancak magnetronun çalışma frekansı, yükün niteliğine ve magnetronla bağlantı yöntemine önemli ölçüde bağlıdır. Yükün etkisi altındaki frekans değişiminin derecesi, elektronik frekans kayması, frekans sıkılaştırma vb. gibi parametrelerle karakterize edilir. Bu olgular, magnetronun sözde yük karakteristiği tarafından en iyi şekilde yansıtılır. Bir magnetronun gerçek koşullar altında çalışması "Radyo Verici Cihazlar" dersinde ayrıntılı olarak tartışılmaktadır ve bu nedenle bu konuların tartışılması bu kitabın kapsamı dışındadır.

Magnetron performans özellikleri. Bağımlılıklar U a = f(I a) sabit B, P out, η ve ω 0 değerlerinde magnetronların çalışma özellikleri olarak alınır. Tipik olarak, B, P out ve η'nin sabit değerlerinin çizgileri I a - U a koordinatlarında bir grafikte gösterilir. Bu eğri ailelerine çok boşluklu magnetronların performans özellikleri denir.

İncirde. Şekil 5-14, magnetronun çalışma özelliklerini aşağıdaki parametrelerle gösterir: çalışma modu - darbeli, rezonatör sayısı N = 8, katot yarıçapı r k = 0,3 cm, anot yarıçapı r a = 0,8 cm, anot bloğu yüksekliği h = 2 cm, frekans (π-salınım modunda) f = 2800 MHz, çalışma anot voltajı U a = 16 kV, çalışma modunda manyetik alan gücü H = 128.000 a/m, çalışma anot akımı (darbede) I a = 20 a, k.p.d. η = %42, üretilen güç (darbe başına) P çıkışı = 35 kW.

Düşük anot voltajlarında ve buna bağlı olarak daha düşük V'de magnetronun verimliliği düşüktür. Bu nedenle düşük anot voltajlarının kullanılması mantıklı değildir. Anot voltajındaki önemli bir artış, verimlilikte ve üretilen güçte hafif bir artışa eşlik etse de, manyetik alan gücünde de bir artış gerektirir. U a ve B gibi çok büyük değerlerle çalışmak ciddi teknik zorluklarla karşılaşıyor; U a'nın artmasıyla birlikte önce hızlı, sonra yavaş yavaş büyüyen verimlilikteki bir artışla haklı gösterilmezler.

Düşük anot akımlarında magnetron kararsız çalışır. Elektronların çoğu katoda geri döner, verimlilik ve üretilen güç düşüktür. Akımda aşırı bir artış da istenmez çünkü bu, anot bloğunun çok ısınmasına neden olur, katot aşırı yük ile çalışır ve U a'nın daha da arttırılması gerekir.

Bu sebeplerden dolayı her magnetron tipi için U a ve I a değişimlerine ait çalışma limitleri bulunmaktadır. Anot voltajı ve akımının seçilen değerlerindeki diğer parametreler (V, η, P çıkışı), çalışma özelliklerine göre benzersiz bir şekilde belirlenir.

B = const eğri ailesini ele alalım. Belirli bir B değerinde ve artan Ua ile anot akımı başlangıçta küçüktür ve yavaş yavaş artar. Eğrilerin bu kısmı eşiğin altındaki anot voltajlarına karşılık gelir. Elektronların çoğu anoda ulaşmaz ancak Fm kuvvetinin etkisi altında katoda geri döner. U a'nın daha da artmasıyla anot akımı keskin bir şekilde artar ve U a = f(I a) eğrileri apsis ekseniyle küçük bir açı oluşturan neredeyse düz çizgilerin parçalarıdır. Özelliklerin bu çalışma kısmı U a > U p değerlerine karşılık gelir.

B'deki bir artışla, aynı I a değerini elde etmek için, anot voltajının daha büyük değerleri gerekir ve Şekil 2'den görülebileceği gibi. Şekil 5-14'te, B'nin eşit artışları, U a'nın eşit artışlarını gerektirir (B'nin eşit artışlarıyla B = sabit çizgileri birbirinden aynı uzaklıkta bulunur). Başka bir deyişle, anot voltajı, eşik voltajı için formül (5-14) ile tamamen tutarlı olan manyetik alan gücüyle orantılıdır. Buradaki U p değeri, B = const karakteristiğinin doğrusal kısmının ordinat ekseni ile kesişim noktasına kadar devam ettirilmesiyle grafiksel olarak kolayca belirlenebilir.

İkinci ailenin eğrileri (Pvyx = const) doğası gereği hiperboliktir. Magnetrondaki salınım gücü P out = ηI a U a ifadesiyle belirlenir. Verimlilik I a ve U a'ya bağlı olarak değişir. Bu nedenle Pвx = const doğruları düzenli hiperboller değildir.

İncirde. Şekil 5-14'te I a = const olduğu ve U a'nın artmasıyla magnetronun verimliliğinin arttığı açıktır. Bu, esas olarak U a ve B'deki bir artışın, generatrisin yarıçapında bir azalmanın ve dolayısıyla elektronların anoda girme hızının azalmasının eşlik etmesiyle açıklanmaktadır. Anot akımının artmasıyla (B = sabitte), η önce biraz artar, sonra azalır.

Çok düşük anot akımlarında η'nın küçük değeri büyük elektron kayıpları ile açıklanmaktadır. Ayrıca rezonatörlerdeki salınımların yoğunluğu düşük olduğundan, alternatif elektrik alanının odaklanma etkisi önemsizdir. Elektronlar, çubuklar halinde zayıf bir şekilde gruplandırılmıştır ve senkronizasyon koşulu, elektronların yalnızca küçük bir kısmı için karşılanmaktadır. Ia'daki hafif bir artışla bu nedenlerin etkisi zayıfladığı için verimlilik artar. Akımdaki daha fazla artışa, anottaki kinetik enerjinin radyal bileşenindeki bir artıştan ve ayrıca tellerdeki elektronların karşılıklı itilmesinden dolayı η'da bir düşüş eşlik eder.

5-7. Çok boşluklu magnetronların tasarım özellikleri

Magnetronun çalışma koşulları, yalnızca geleneksel vakum tüplerinin değil aynı zamanda diğer mikrodalga cihazlarının çalışma koşullarından da farklıdır. Katot tarafından yayılan elektronların önemli bir kısmı geri döner. Bu elektronlar katoda belirli bir miktarda kinetik enerjiyle çarparak onu ısıtır ve katot yüzeyinden ek ikincil emisyona neden olur. Magnetronda harcanan toplam gücün yaklaşık %5'i katotta serbest bırakılır. İkincil emisyon tarafından üretilen elektron akışı, katot tarafından yayılan elektron akışının önemli bir bölümünü oluşturur. İkincil emisyon akımının büyüklüğü, filaman devresi açıldıktan sonra açılırsa magnetronların genellikle normal şekilde çalışmaya devam edecekleri şekildedir. Bu nedenle magnetron katotunun yalnızca açıldığı anda önemli miktarda termiyonik emisyon sağlaması gerekir. Bir magnetronda katodun çalışmasının özellikleri aynı zamanda güçlü bir elektrik alanı da içermelidir, çünkü genellikle anot potansiyeli birkaç kilovolta eşittir ve güçlü magnetronlarda - onlarca kilovolta karşılık gelirken, anot-katot mesafeleri birkaç santimetreyi geçmez. .

Magnetrondaki katot, yüksek yoğunluklu bir termiyonik akım sağlamalıdır. Ayrıca aşırı ısınmaya ve güçlü elektrik alanlarına karşı dayanıklı olmalı ve aynı zamanda zaman içinde sabit emisyonu korumalıdır.

Çoğu zaman, magnetronlarda, 40 A/cm2'ye kadar akım yoğunluğu elde etmeyi mümkün kılan ve 70 m2/cm'ye kadar elektrik alanlarında çalışabilen ısıtılmış oksit katotları kullanılır. Bu katotların ikincil emisyon katsayısı birkaç onluğa ulaşır. Magnetronlar ayrıca %96 tungsten ve %4 toryum oksit içeren bir tozdan sinterlenmiş tungsten-toryum katotlarını da kullanır. Bu katotlar çok dayanıklıdır, gaz zehirlenmesine karşı dayanıklıdır ve kıvılcım çıktıktan sonra orijinal emisyonu geri kazandırır. Hazne metal süngeri ve emprenye edilmiş katotlar, 80 A/cm2'ye kadar akım yoğunluğu sağlayabilir ve 20 kV'a kadar voltajlarda stabil olarak çalışabilir.

Magnetronun çalışmasında sabit bir manyetik alan önemli bir rol oynar. Yüksek verim elde etmek için manyetik alan indüksiyonunun 0,3-0,6 wb/m2 düzeyinde olması gerekir. Böylesine güçlü bir manyetik alan, özel bir şekle sahip güçlü kalıcı mıknatıslar tarafından yaratılır (Şekil 5-15). Özellikle güçlü manyetik alanların gerekli olduğu durumlarda, ferromanyetik malzemeden yapılmış kutup parçalarının anot bloğunun uç duvarları olarak görev yaptığı istiflenmiş magnetronlar kullanılır. Yığın magnetronlarda, kutuplar arasındaki hava boşluğu önemli ölçüde azalır, bu da manyetik alan gücünü arttırmayı veya genellikle magnetronun kendisinden çok daha ağır ve daha büyük olan kalıcı mıknatısın ağırlığını ve boyutlarını azaltmayı mümkün kılar.

Magnetrondaki salınım frekansı, rezonatörlerin deliklerine batırılmış metal pimler - pistonlar kullanılarak veya bloğun uç yüzeyindeki oluklara yerleştirilmiş özel metal halkalar kullanılarak salınım sisteminin endüktansı veya kapasitansı değiştirilerek ayarlanabilir. Bu yöntemlerin her ikisi de magnetron frekansını rezonans frekansının% 5-7'sinden fazla değiştirmemenize izin verir. Ortalama değerden daha büyük bir frekans sapması ile antifaz tipi salınımları komşu tiplerden ayırma koşulları kötüleşir.

5-8. Mitron

Tanım. Mitron, çok boşluklu magnetron prensibiyle çalışan, frekansı ayarlanabilen bir cihazdır, ancak salınımlı bir sistem ve elektron yayan bir katot tasarımında ondan farklıdır.

Cihaz Mitron Şekil 2'de şematik olarak gösterilmektedir. 5-16, a. Anot bloğu, birbirine yönlendirilmiş çok sayıda pim (bölüm) içeren iki disk şeklinde bir sistemdir (Şekil 5-16, b). Etkileşim alanının merkezine, çok boşluklu magnetrondan farklı olarak elektron emisyonu için tasarlanmayan metal bir silindir yerleştirilir. Soğuk katot veya negatif elektrot adı verilen bu silindir, pimlerle birlikte bir salınım sistemi oluşturur. Elektron yayan tungsten spiral şeklindeki katot, etkileşim alanından çıkarılır ve ortasında bir delik bulunan kesik koni şeklinde bir kontrol elektrodu ile çevrelenir. Anot bloğu, disk kabloları kullanılarak, konfigürasyonu farklı olabilen harici bir salınım sistemine bağlanır. İncirde. Şekil 5-16, c, uzunluğu kısa devreli bir piston kullanılarak değiştirilebilen, bir dalga kılavuzunun kısa devreli bölümü biçiminde bir salınım sistemini göstermektedir. Dalga kılavuzunun diğer kısmı, yüke giden bir besleyicinin mitron'a bağlandığı bir dalga empedans transformatörüdür.

Soğuk katodun, kontrol elektrodunun ve anot bloğunun disk terminalleri seramik silindirlerle elektriksel olarak ayrılmıştır.

Dış mıknatıslar, magnetronda olduğu gibi yoğunluk vektörü cihazın eksenine paralel olan bir manyetik alan oluşturur.

Anot salınım sistemi genellikle topraklanır, katoda negatif bir voltaj uygulanır ve kontrol elektrotuna da negatif bir voltaj uygulanır, ancak bu voltaj biraz daha düşük bir değerdedir, böylece katot ile bu elektrot arasında hızlanan bir alan oluşur.

Çalışma prensibi mitron, çok boşluklu magnetronun çalışma prensibiyle neredeyse aynıdır. Mitron ayrıca kural olarak π-salınım modunda da çalışır; Tıpkı magnetronda olduğu gibi, etkileşim alanında yüksek frekanslı alanla eşzamanlı olarak dönen elektron çubukları oluştuğunda, elektronların alanla enerjik etkileşiminin dalgaya potansiyel enerji verdikleri aynı süreçleri meydana gelir.

Aradaki fark, etkileşim alanından çıkarılan yayıcı katot ve ek bir harici düşük Q salınım sisteminin kullanılmasıyla sağlanan, magnetrondakinden biraz farklı bir elektrik modunda yatmaktadır. Bu farklılıklar, anot voltajı değiştiğinde salınım frekansının elektronik olarak kontrol edilmesini mümkün kılar. Bu nedenle literatürde mitron bazen voltajı ayarlanabilen magnetron olarak da anılır.

Bir mitronda, bir magnetronla karşılaştırıldığında, salınım sisteminin kalite faktörü Q önemli ölçüde azalır. Bu, magnetrondaki kapalı hacimsel rezonatör zincirinden daha geniş bantlı bir sistem olan sayaç pimleri gibi bir yavaşlama sisteminin kullanılmasının yanı sıra, örneğin aşağıdaki biçimde harici bir salınım sisteminin bağlanmasıyla elde edilir. dalga kılavuzunun bir bölümü. Q'daki bir azalmaya doğal olarak devrede depolanan enerji seviyesinde bir azalma ve dolayısıyla yüksek frekanslı salınımların genliğinde bir azalma ve özellikle önemli olan devrenin reaktif bileşeninde bir azalma eşlik eder. akım. Devredeki, yani pinler arasındaki boşluktaki yüksek frekanslı alanın genliğinin azaltılmasının, etkileşim alanındaki uzay yükü yoğunluğunun azaltılmasını gerektirdiği oldukça açıktır, aksi takdirde oluşum süreci ve faz odaklanması gerçekleşir. jant telleri etkisiz olacaktır. Bir mitronda, esas olarak katot ünitesinin tasarımı nedeniyle etkileşim alanındaki alan yükünde bir azalma elde edilir. Etkileşim alanına giren elektronların sayısı, kontrol elektrodunun U.e potansiyeli tarafından düzenlenir. Deneysel çalışmalar göstermiştir ki [L. Şekil 7], uzay yükü yoğunluğu azaldıkça, yoğunluktaki elektron akışının modülasyon derecesinin arttığını göstermektedir. Başka bir deyişle, etkileşim alanına giren elektronların sayısındaki bir azalma, esas olarak çalışmayan elektronların sayısında bir azalmaya yol açar; jant tellerindeki alan yükünün yoğunluğu önemli ölçüde daha az azalır. Mitronun optimal çalışma modu, anot akımının değeri, kontrol elektrotundaki delikten elektronların akışı nedeniyle akımın yaklaşık üçte biri olduğunda elde edilir.

Etkileşim uzayında bir uzay yükünün bu oluşum modunda, anodik akımın büyüklüğünün sınırlı olması çok önemlidir. Başka bir deyişle anot voltajındaki bir artış, anot akımında önemli bir artışa yol açamaz.

Mitrondaki ve magnetrondaki anot voltajındaki bir değişiklikle, mikrodalga alanının ve elektronik konuşmacıların dönüşünü senkronize etme koşulları ihlal edilir. Elektrik alanı ile elektron akımı arasında bir faz kayması ortaya çıkar ve reaktif elektronik iletkenlik meydana gelir. Yeni bir Ua değerinde faz dengesini sağlamak için rezonatörün reaktif iletkenliğinin de değişmesi gerekir. Bu değişiklik doğal olarak salınım frekansında da bir değişiklik gerektirecektir. Ancak yüksek kalite faktörü nedeniyle rezonatörün reaktif akımının elektron akımının reaktif bileşeninden çok daha büyük olduğu bir magnetronda frekanstaki bu değişiklik küçüktür. Düşük Q salınım sistemine sahip bir mitronda frekanstaki değişimin önemli olduğu ortaya çıkıyor.

Ek olarak, mitrondaki akım sınırlaması nedeniyle, magnetronda olduğu gibi (bkz. Şekil 5-14) anot voltajında ve salınım frekansındaki bir değişikliğe, güçte keskin bir değişiklik eşlik etmez.

Performans özellikleri ve parametreler. Mitronun ana özellikleri bağımlılıklardır: Pvyx = f(U a); ben a = φ(U a) ve ω = ψ(U a) (Şekil 5-17).

Elektronik frekans ayarının bant genişliği Δω, cihazın tasarımına bağlıdır ve farklı mitron türleri için ortalama çalışma frekansına göre %15'ten bir oktava (ω maks / ω min ≈ 2) veya daha fazlasına kadar değişebilir. Δω bandının genişlemesine kaçınılmaz olarak çıkış gücünde ve verimlilikte bir azalma eşlik eder.

Bu nedenle, nispeten dar bantlı mitronlarda, P çıkışının değeri frekans ayar aralığında 2-3 dB'den fazla değişmediğinde ve verimlilik% 40'a kadar çıktığında, çıkış gücü birimler veya onlarca watt cinsinden ölçülür.

Δω bandı bir oktava genişletildiğinde çıkış gücü 0,5-3 W'a, verim ise %15-25'e düşer.

Mitrondaki çıkış gücü miktarı, kontrol elektrodu üzerindeki U y voltajı kullanılarak ayarlanabilir. Ancak U y.e'nin artmasıyla birlikte üretilen salınımların frekansı kaçınılmaz olarak değişir (Şekil 5-18).

U a ve U y.e voltajı değiştiğinde frekans değişiminin derecesi farklı değildir. ω = ψ(U a) eğrisinin S eğimi 0,5-5 MHz/v'dir ve S y.e eğimi 0,9 MHz/v'yi aşmaz. Mitronlar esas olarak düşük güçlü yerel osilatörler olarak kullanılır. Kendi gürültü seviyeleri açısından, şu anda yansıtıcı klistronlardan ve O tipi geriye doğru dalga tüplerinden daha düşüktürler.

Magnetronlar yüksek frekanslı salınımlar üretmek için kullanılır. Elektronik ve radyo mühendisliğinde vazgeçilmezdirler; Yüklü parçacıkları hızlandırmak amacıyla yüksek frekanslı ısıtma için radar istasyonlarına monte edilir. Bir magnetronun çalışması, güçlü elektrik ve manyetik alanların etkileşimine dayanır ve bu da yüksek frekanslı salınımların oluşmasına neden olur. En popüler magnetron türü çok boşluklu magnetrondur.

Çok boşluklu bir magnetronun tasarımı

yine duvarlarında boşluklar kesilmiş, yarıklarla merkezi boşluğa bağlanan, kalın duvarlı içi boş bir bakır silindir olan anot bloğudur. Bu boşluklar hacimsel rezonatörlerden oluşan bir halka sistemini temsil eder.

Anot bloğunun ortasında, güç kaynağının özel kablolar aracılığıyla anodun merkezi ekseni boyunca uzanan katoda (ısıtılmış filaman) bağlandığı geniş bir yuvarlak delik açılır. Yüksek frekanslı salınımların çıkışı rezonatörlerden birine kurulur. Silindirin uçları bakır kapaklarla hava geçirmez şekilde kapatılmıştır ve içeride yüksek derecede vakum sağlanmıştır. Ünitenin etkin soğutulması, yüzeyinde bulunan kanatlı radyatörler sayesinde sağlanmaktadır.

Magnetronun çalışma prensibi

Anot bloğunun tamamı, kalıcı mıknatıslar tarafından oluşturulan güçlü bir manyetik alana monte edilir. Pozitif kutbun anoda uygulanmasıyla katot ile anot arasında yüksek bir elektrik voltajı oluşturulur. Bir elektrik alanının etkisi altında katottan çıkan elektronlar, anoda doğru radyal yönde hareket eder, ancak manyetik alanın etkisi altında yörüngelerini değiştirirler.

Manyetik ve elektrik alanların belirli değerlerinde, bir daireyi tanımlayan, sonunda anotun yanından geçen elektronların tekrar katoda döndüğü ve yayılan elektronların yalnızca küçük bir kısmının ulaştığı bir duruma ulaşmak mümkündür. anot. Çoğu katot bölgesine geri döner.

Belirli dinamik denge koşulları altında katot bölgesine geri dönen elektronların yerini tekrar yayılan elektronlar alır. Elektronlar sürekli olarak katottan anoda doğru hareket ettiğinden, hacimsel rezonatörlerin yarıklarının yanına, ikincisinin yanına sürekli dönen halka şeklinde bir yük yerleştirilir. Anot bloğunun merkezi boşluğunun çevresinde hareket ettikçe, elektronlar her rezonatörde sönümsüz yüksek frekanslı salınımları uyarır.

Bu salınımlar, rezonatörlerden birinin boşluğuna yerleştirilen bir tel bobini aracılığıyla üretilir ve bunlar daha sonra koaksiyel bir hatta veya dalga kılavuzuna iletilir.

Günümüzde bir çocuk bile mikrodalgayı kolaylıkla çalıştırabilmektedir. Tanıdık ve güvenilir bir asistan oldu. Aynı zamanda, yemeğin birkaç dakika içinde nasıl ısındığını da çok nadiren düşünüyoruz. Bu da magnetronun ürettiği mikrodalgalar sayesinde oluyor. Cihazın nasıl çalıştığını anlayalım.

Mikrodalgada magnetron nedir

Magnetron mikrodalga fırının ana parçasıdır. Birimin kalbi olarak adlandırılması tesadüf değildir. Mikrodalga, yalnızca magnetron iyi çalışır durumdaysa işlevlerini düzgün bir şekilde yerine getirir.Parçanın asıl görevi elektromanyetik alanlar oluşturmaktır. Ortaya çıkışlarını kontrol etme yeteneği neredeyse 100 yıl önce kuruldu.

Referans. 1921'de ABD'li fizikçi A. Hull, deneyler ve deneyler sürecinde elektron kütlesini değiştirme yeteneğini keşfetti.

Ayrıca magnetron adını da icat etti. Ancak yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar üç yıl sonra, 1924'te keşfedildi. O zamandan bu yana, bilim adamları yalnızca mikrodalgaları incelemekle kalmadı, aynı zamanda onları nasıl kullanacaklarını da öğrendiler.

Referans. Bu dalga üreteçleri 20. yüzyılın 60'lı yıllarından beri mikrodalga fırınlarda kullanılmaktadır.

Bir magnetron mikrodalgada nasıl çalışır?

Parçanın tasarımı minimum fizik bilgisi gerektirir. Elektron akışı anot ve katot arasındaki boşlukta meydana gelir.

Anot

Mikrodalga fırınlarda anot olarak bakır kullanılır. Silindir kabuğu bundan yapılmıştır. İçerisi boş. Silindir duvarı kalın, iç yüzeyi düzensizdir. Enine kesitte anot, tüm uzunluğu boyunca küçük yarım halkaların bulunduğu bir daireye benzer.

Ek rezonans yaratmak için gereklidirler. Anotun içinde hava yoktur, orada bir vakum alanı yaratılır. Oluşturulan mikrodalga dalgalarının içeride kalmasını önlemek için yarım halkalı rezonatörlerden birinde özel çıkış bulunmaktadır.

Katot

Anotun ortasından bir katot döşenir. Bunun için akkor filament kullandılar. Isıtmak için teller sağlanmıştır. Katodu bir ısıtma kaynağına bağlarlar.

Önemli! Anot ve katot, mıknatıs içeren özel bir bloğa yerleştirilir.

Magnetron çalışma prensibi

Artık bunu biliyoruz Mikrodalganın ana kısmında 2 farklı alan etkileşime girer .

Bunlardan ilki elektronik. Cihaz açıldığında ve voltaj uygulandığında, katotta pozitif kutba, anoda doğru hareket eden elektronlar belirir.
İkinci alan manyetiktir. Parçacıklara etki eder ve onları katoda geri döndürür.

Elektronlar bir halka oluşturduğunda magnetronun içinde bir yük oluşur. Ayrıca, her yarım halka rezonatöründe ek elektron halkaları oluştuğundan yük sayısı artar. Bu, yüksek frekanslı salınımların oluşmasına neden olur. Böylece, ultra yüksek frekansların dalga alanı, elektronik ve manyetik alanların etkileşimi sonucu ortaya çıkar. Bu süreçte üretilen mikrodalgalar ürünleri işler.

Ev tipi mikrodalga fırınların (mikrodalgalar) servis bakımı, tüketici toplumunun ideolojisinin canlı bir örneğidir: garanti süresi nispeten uzun bir süre için atanır, ancak sona erdikten sonra onarımlar genellikle yeni bir satın almaktan daha pahalı hale gelir. ürün. Sanayinin "çöp sahası için harman yapması"nın çevre ve ekonomi üzerindeki etkisi, adayların dikkatlice filtrelendiği, iyi eğitimli uzmanlardan oluşan dar bir çevre tarafından tam olarak anlaşılmaktadır. Bu nedenle, ortalama bir vatandaş için şu soru ortaya çıkıyor: Bir mikrodalga fırının kendi ellerinizle nasıl onarılacağı, ekonomik açıdan elbette önemlidir, çünkü... evde teknik olarak oldukça mümkün.

Bununla birlikte, bir ürünün talebe katkıda bulunan nitelikleri mümkün olan her şekilde vurgulandığında, gerçekten yararlı ancak o kadar da muhteşem olmayan bir şekilde bahsedildiğinde, mikrodalga fırın başka bir tüketici ideolojik sorununun da aynı derecede açık bir örneğidir. ve potansiyel tehlike basit ifadelerle gizleniyor. Mikrodalgadan çıkan sonuncusu oldukça büyük ve tehlikeli, bu yüzden Mikrodalga fırının onarımı, neyin nasıl yapılabileceği, neyin yapılamayacağı, nelerden kaçınılması ve korkulması gerektiği konusunda net bir anlayışla yapılmalıdır. Bu yayının amacı tam olarak okuyuculara böyle bir fikir vermektir.

Dışarıdan görünenler

Tekrar “mikro”muza daha yakından bakalım, bkz. Mandalların farklı konfigürasyonlara sahip olduğu gerçeğine hemen dikkatinizi çekiyoruz: bunlar sadece kilit değil, aynı zamanda elektromekanik kilitleme sisteminin parçalarıdır (EMB, aşağıya bakınız). Ayrıca dalga kılavuzunun genellikle fark edilmeyen çıkış penceresini de hatırlıyoruz. Bir mikrodalga fırının onarımı çoğunlukla harflerle işaretlenmiş ünitelerle ilişkilendirilecektir; Programlayıcı ve güç regülatörü için harici kontroller işaretlenmiştir. Tam dokunmatik kontrole sahip “dijital” mikrodalga fırınlarda, elektromekanik programlayıcı ve güç regülatörünün yerini elektronik olanlar almaktadır. Bunları onarmak özel bilgi gerektirir ancak dijital cihazlardaki diğer her şey aynı şekilde çalışır.

Not:Özel kılavuzlarda bile programcıya genellikle zamanlayıcı denir. Aslında zamanlayıcı, programlayıcının işlevsel birimlerinden yalnızca biridir.

İçerideki ne

Mikrodalga fırının dış kaplamasını çıkarırsanız yapısının resmi daha ayrıntılı olarak gösterilir, bkz. Daha yeni fırınlarda (şeklin sağında), güvenilirlik açısından kritik öneme sahip bileşenler (yüksek voltaj ünitesi, EMB ve programlayıcı) koruyucu kapaklarla kapatılır ve mutlaka bir yüksek voltaj sigortası eklenir; İlk mikrodalgalarda bu yoktu.

2. öncekinde. pirinç. Arka ışık lambaları, ızgara ve masa döndürme mekanizması görünmüyor. Bu bir tesadüf değil: Çoğu modern modelde (şekilde sağdaki sarı ok) ve bazı eski modellerde, çalışma odasını çıkarmadan veya sobayı tamamen sökmeden onlara ulaşmak mümkündür. Bu, bağımsız onarımları zorlaştırır, çünkü genel olarak basit bir sorunu çözmek için çoğu zaman kötü olan magnetronu çıkarmanız gerekir, aşağıya bakın.

Bu ne anlama geliyor?

Tüm bu doldurma, gıda ürünlerinin tamamını ultra yüksek frekanslı (mikrodalga) radyasyonla hemen ısıtmak için gereklidir. Güçlü bir kompakt mikrodalga jeneratörü - bir magnetron tarafından üretilir. Magnetron nedir, nasıl çalışır ve nasıl çalışır, videoya bakın:

Video: mikrodalga fırın magnetronunun yapısı hakkında

Mikrodalgalar kısmen elektriksel olarak iletken ortamlara yakl. dalga boyuna eşittir ve ortam tarafından emilerek termal enerji açığa çıkar. Mikrodalgalar için standart frekansın mikrodalga dalga boyu olan 2,45 GHz (bazen 2,85 GHz), ürün yükü tarafından mikrodalganın tamamen emilmesini sağlar. Mikrodalga ısıtmanın en kullanışlı özelliğinin ortaya çıktığı yer burasıdır: Kütledeki ısıtma sayesinde ürünün sıcaklığı, yağların hidrolizinin başladığı değerlere yükselmez, toksin ve kanserojen üretir. Bu, özellikle gıdanın ısıtılması için önemlidir, çünkü bir alev üzerinde veya bir ısıtma elemanından yapılırsa, gıdada kalan yağların hidrolizi devam eder ve mevcut ürünler daha derinlere, daha zararlı maddelere ayrışır.

Not: Mikrodalgalar neredeyse metallere nüfuz etmez, çünkü iletkenliklerine bireysel yük taşıyıcıları değil, sözde neden olur. dejenere elektron gazı. Aynı zamanda metalik bir parlaklık ve işlenebilirlik de verir. Bu nedenle, metal nesnelerin mikrodalga odasına yerleştirilmesi kesinlikle yasaktır - tüm mikrodalga enerjisi yüzeylerinde yoğunlaşacak, aşırı ısınmaya, ark deşarjlarına vb. neden olacak ve bundan sonra geriye kalan tek şey sobayı atmaktır. Magnetron güç transformatörü uygun olmadığı sürece.

Ancak aynı sebepten dolayı mikrodalgaların canlı organizmalar üzerindeki fizyolojik etkisi güçlü, zararlıdır ve ilk bakışta fark edilmeyebilir. Bu, mikrodalga fırınların tasarımı, üretimi, devam eden çalışması ve onarımı sırasında özel güvenlik önlemlerinin kullanılmasını gerektirir; aşağıya bakınız.

Bir mikrodalga fırının fonksiyonel diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. Dalga kılavuzunun ve mikrodalga akışının konfigürasyonu geleneksel olarak gösterilmektedir; sağ alttaki ekte gerçeğe az çok karşılık gelen bir devre verilmiştir.

1a - 220 V voltajlı şebeke akımı darbeleri. Magnetronun radyasyon gücü düzgün bir şekilde ayarlanamaz, bu nedenle onu kontrol etmek için darbe genişliği modülasyonunun (PWM, aşağıya bakın) kullanılması gerekir. 4a ve 5a – dahili kontrol sinyalleri. 6a – magnetron katotunun (yayıcı) yüksek sabit besleme voltajı – 4000V; 6b – magnetron filaman devresine güç kaynağı 6,3V 50/60Hz.

Modern mikrodalga fırınlar sözde göre yapılmıştır. kısaltılmış mikrodalga yoluna sahip devre, fırının verimliliğini arttırır. Bu durumda oda rezonansa ayarlanmıştır, bu nedenle öncelikle mikrodalga enerji emici yük olmadan soba radyasyonuyla kendini yakacaktır. Belirtilen şey budur ve bunun için talimatlar.

İkincisi, magnetron tutarlı radyasyon üretir, bu nedenle odadaki yansıyan dalgaların girişimi nedeniyle ürün mikrodalga tarafından eşit olmayan bir şekilde aydınlatılır. Yükün düzgün şekilde pişirildiğinden emin olmak için döner tabla üzerine yerleştirilir. Sonuç olarak mekanizmasındaki bir arıza daha ciddi sorunlara yol açabilir, aşağıya bakınız. Tıpkı modern mikrodalga fırınların yiyeceklerin tamamen eşit şekilde ısıtılması için donatıldığı haznedeki iç konveksiyon sisteminin arızalanması gibi.

Güvenlik düzenlemeleri

Zaten fonksiyonel şemaya göre, ev tipi bir mikrodalga fırın, onarım sırasında ilgili gerekliliklere uygunluk gerektiren bileşenlere ve modüllere ayrılabilir. güvenlik önlemleri:

Harici 220V güç kaynağı devreleri ve kontrol modülü, elektrik çarpmasının yarattığı tehlike derecesi açısından sınıf I elektrik tesisatları için genel güvenlik önlemleridir.
Magnetronun güç kaynağı (PS veya güç kaynağı ünitesi) - çıkış kısa devre (SC) modunda 1 saniyeden fazla süreyle 60 W'tan fazla güç sağlama kapasitesine sahip, 1000 V üzerindeki elektrik tesisatları için güvenlik önlemleri.
Magnetron ve mikrodalga yolu - yüksek güçlü mikrodalga kurulumları için özel güvenlik önlemleri.

ben ders

Mikrodalga fırınınızın arkasına bakın. Aşağıda, birisi onu vidalamamışsa, üzerinde metal dişli bir pim ve bir somun bulunan bir temas yüzeyi göreceksiniz. Bu, mikrodalga fırının, 4 Ohm'a kadar akım akış direncine sahip ayrı bir koruyucu topraklama devresine sıkı bir şekilde bağlanması gereken tehlike sınıfı I elektrik tesisatlarına ait olduğu anlamına gelir; kalıcı bağlantı. Bir Euro soketi aracılığıyla topraklama iletkenine yapılan sökülebilir bağlantı, sıkı bir şekilde topraklanmış olarak değerlendirilmez. Bir mikrodalga fırın için bu tür gereksinimler, resmi olarak konuşursak, 2'den fazla tehlike faktörünün içindeki tesadüfle belirlenir:

1000V'un üzerinde elektrik voltajının varlığı;
Mikrodalga radyasyon kaynağının mevcudiyeti;
Hava sıcaklığı 30 santigrat derecenin üzerindedir, bağıl nemi% 85'ten fazladır ve havada ısıtılan yiyeceklerden buharlaşma şeklinde uçucu maddelerin varlığı.

Topraklama hakkında

Sağlam topraklanmış nötr TN-C'ye sahip metal verimli güç kaynağı sistemine sahip ülkelerde. Rusya Federasyonu'nda tüm konut binalarına koruyucu topraklama devreleri sağlamak teknik olarak mümkün değildir ve yakın gelecekte bu soruna küresel bir çözüm beklenmemektedir. Güvenlik yönergeleri okuyucuyu paragraftan paragrafa ve noktadan noktaya götürür, ancak her özel duruma uygun genel rehberlik sağlamaz. Genel anlamı: Boğulan insanları kurtarmak, boğulan insanların kendilerinin işidir. En azından basitleştirilmiş tasarımlı bir koruyucu topraklama devresi düzenlemek için her fırsatı arayın. Eğer yoksa - mikrodalgayı koruma kalitesi ve mikrodalga "sifonu" açısından düzenli olarak kontrol edin, aşağıya bakın. Her ne kadar resmi olarak bu, güvenlik kurallarının ve düzenlemelerinin ağır bir ihlali olsa da, çaresiz bir evsiz kişiye bile mikrodalga fırının neden olduğu zarar nedeniyle dava açmak faydasız olacaktır. Doğru, ihlal nedeniyle para cezasından korkmanıza gerek yok; Mikrodalgaların yaygın kullanımı nedeniyle bu artık yasal olarak mümkün değildir.

Yüksek voltaj

Elektrik akımının bir kişi üzerindeki etkisinin derecesi, vücudunun durumuna, akımın gücüne, maruz kalma süresine ve vücutta salınan elektrik enerjisi miktarına bağlıdır. Bu nedenle, örneğin, resim tüplü ve şok tabancasına sahip bir TV (resim tüpünün 3. anotunda sırasıyla 25 kV'a ve çıkışta 35 kV'a kadar) sınıf I'e ait değildir: yüksek voltajlı redresör birincisi normal çalışmada bile tehlikeli bir akım üretme yeteneğine sahip değildir ve ikincisinin çıkışındaki enerjinin kısmı tam olarak dozlanır. Ancak elinizi TV'nin çizgi taramasına sokarsanız, hisler iğrenç olacaktır. Elektrik akımının bir kişi üzerindeki etkisinin tanımlayıcı parametreleri aşağıdaki gibidir:

Sağlıklı bir vücudun elektrik direnci 100 kOhm'dur; sarhoşluk halinde, hasta, buğulanmış, yorgun - 1 kOhm.
Olası uzun vadeli sonuçlar açısından tehlikeli akım 1 mA'dır.
Kas kramplarına neden olan serbest olmayan akım 10 mA'dir.
Anında (1 saniye içinde) kesme akımı – 100 mA.
1 saniye boyunca vücutta izin verilen maksimum enerji salınımı 60 J'dir, yani. güç – 60 W.

Bu, elektrik tesisatlarının 2 geniş kategoriye bölünmesini takip eder: 1000V'a kadar ve 1000V üzeri. İlki hâlâ güvende olabilir; ikincisi kesinlikle tehlikelidir. Bu arada, bir TV ve şok tabancası da tehlikelidir, ancak tehlike dereceleri en yüksek değildir çünkü bir faktörden dolayı.

Bir noktayı daha hesaba katmak gerekir: Bir kişinin elektrik akımına karşı bireysel duyarlılığı çok geniş sınırlar içinde değişir. Bu özellikle izin verilen deşarj gücü için geçerlidir, açıkçası "hafiftir". Normal koşullar altında bir kişinin yakl. 60 W ısı, ancak güvenilir bir fizyolojik gerekçe yoktur. 60 watt'lık darbeler bazen ciddi ve tehlikeli akıl hastalarını tedavi etmek için kullanılır, ancak darbeli akımın kendi kendinize deşarj edilmesinden tamamen kaçınmak daha iyidir, çünkü Çoğu zaman uzun vadeli sonuçlara yol açanlar bunlardır. Mikrodalga bu açıdan özellikle tehlikelidir, çünkü... Magnetrona darbeler halinde güç sağlanır. Bu nedenle, tamir etmeden önce aşağıdaki hazırlık prosedürlerini kesinlikle gerçekleştirmelisiniz:

Fişi prizden çıkararak güç kaynağından tamamen ayırın;
Yüksek voltajlı kapasitörlerin standart bir direnç üzerinden boşaltılması için standart süreyi bekleyin - 20 dakika;
Topraklama iletkenini (varsa) ayırın;
3 deşarj süresi daha bekleyin, yani. 1 saat;
Ancak şimdi dış muhafazayı çıkarıp çalışmaya başlayabilirsiniz;
Tüm çalışmalar yalnızca mikrodalga fırın tamamen kapalıyken yapılmalıdır (fiş prizden çıkarılmış ve topraklama kablosu çıkarılmış halde);
Kendi kendini onarma sürecinde - deneme başlamaz!Şüpheli unsurun değiştirilmesi işe yaramazsa her şeyi olduğu gibi bırakıp sertifikalı bir uzmanla iletişime geçiyoruz. Veya onarım maliyetini öğrendikten sonra yeni bir soba için fon arıyoruz.

Not:özel bir laboratuvarın dışında herhangi bir yöntemle (örneğin, terminalleri bir tornavidayla kısa devre yaparak) yüksek voltajlı kapasitörlerin zorla deşarjını gerçekleştirin son derece tehlikeli! Unutmayın - bir kapasitörde biriken enerji, üzerindeki voltajın karesiyle orantılıdır!

Yüksek voltaj, yanlış kullanıldığında elektrik tesisatları için özellikle tehlikelidir. Örneğin yüksek gerilim kablosunu parmaklarınızla kavrayın. Tamamen güvenli, enerjisi kesilmiş ve deşarj olmuş. Bir elektrik alanının etkisi altında çalışırken, gres yalıtımın içine oldukça hızlı bir şekilde yayılır (şimdi dedikleri gibi, göç eder), bu da yakında bozulmasına yol açacaktır. Bu nedenle yüksek voltajlı bileşenlerle çalışırken temiz lateks eldiven giymeniz, mümkünse parçaları yalnızca bir aletle tutmanız ve iş bitiminde% 96 teknik etil alkolle silmeniz gerekir. Tıbbi bir damıtma değil! Teknik alkol küçük tuz izleri bırakır çünkü... Üretiminde sülfatlama kullanılmaktadır. Parça tamamen kuruduğunda damlamalar temiz, kuru, yıkanmış bir pazen bezle veya daha iyisi camları temizlemek için mikrofiber bir bezle çıkarılır.

Mikrodalga

Mikrodalgaların insan vücudu üzerindeki etkisi birçok yönden nüfuz eden radyasyona benzer:

Büyük bir doza tek bir maruz kalma, anında geri dönüşü olmayan sağlık sorunlarına neden olabilir ve bunların en şiddetlisi üreme yetenekleri kaybı değildir.
Mikrodalga enerji akışı yoğunluğunun (EFD) belirli bir eşik değeri vardır; bu değerin altında vücut üzerindeki etkisi, ne hemen ne de uzun vadede vücudu etkilemez.
PES değerinin duyarlılık eşiğinden gözle görülür bir fizyolojik etkiye kadar olan sınırları dahilinde, mikrodalga ışınımının kümülatif bir etkisi vardır - ilk başta tamamen algılanamaz olabilir, ancak daha sonra kendini en tehlikeli şekilde gösterecektir. Tipik sonraki etkiler genomik bozulma, lösemi ve cilt kanseridir.

Mikrodalga radyasyonu aynı zamanda iyonlaştırıcı radyasyondan da kötü bir şekilde farklıdır: tahsis edilen hacminden çatlaklardan ve dışarı doğru çıkıntı yapan elektrik iletkenleri boyunca kolayca sızar. Uzmanlar mikrodalganın çok iyi sifon yaptığını söylüyor. Bu nedenle, derin bir özel bilgi ve ekipman olmadan, güç girişinden magnetrona kadar dalga kılavuzunun çıkış penceresine kadar bir mikrodalga fırının mikrodalga yolunun onarımını üstlenmemek daha iyidir: eğer test sonuçlarına göre (bkz. aşağıda), onarımdan hemen sonra sifon yapmaz, daha sonra sifon yapar.

Mikrodalga radyasyonuna karşı bireysel duyarlılığın sınırlarının elektrik akımından daha geniş olması, konuyu daha da karmaşık hale getiriyor. Algılama eşiği o kadar bulanık ki, örneğin ABD'de PES'in korkunç değerini izin verilen maksimum değer olarak kabul ettiler: 1 (W*s)/sq. m.Bir kişi bu radyasyonu doğrudan hisseder ve tehlike bölgesini derhal terk etmelidir, çünkü Bu büyüklükteki mikrodalga KKD, vücut hücrelerinin plazmolizine neden olur. Uzun vadeli sonuçlar - masrafları şirkete ait olmak üzere sağlık sigortanız var. Sizin durumunuzda tıp güçsüz mü? Üzgünüz, olası sonuçlar konusunda hemen uyarıldınız.

SSCB'de diğer uç noktaya giderek izin verilen PES'in milyon kat daha azını kabul ettiler - 1 (μW*s)/sq. M; bu, seyrek ve hafif gök gürültülü fırtınaların olduğu orta enlem bölgelerdeki doğal mikrodalga arka planından yaklaşık 5 kat daha düşüktür. Her şey yoluna girecekti ancak mikrodalga kurulumları için gerekli derecede koruma sağlamanın teknik olarak imkansız olduğu ortaya çıktı. Bu arada, SSCB'de mikrodalga fırınlarla çalışan personel arasında meslek hastalıklarının sıklığı Amerika'dakinden yaklaşık üç kat daha düşüktü.

Yeni veya onarımdan hemen sonra bir mikrodalga fırın, öncelikle koruma kalitesi açısından kontrol edilmelidir; ikincisi, çalışma sırasında mikrodalganın ondan çekip çekmediği. Tam olarak bu sırayla: Eğer ekranlama iyiyse, ocaktan 1 m'den daha uzak bir mesafede bir saat içinde aldığınız mikrodalga dozu, en hassas kişi için izin verilen bir saati aşmayacaktır.

Ekranlama

Mikrodalganın ekranlama kalitesini kontrol etmek için öncelikle giriş panosundaki ana devre kesiciyi kapatarak veya elektrik sayacının üzerindeki fişleri sökerek dairenin/evin enerjisini tamamen kesmeniz gerekir. Varsa RCD'ler açık bırakılır. Bu, mikrodalganın ağ ve topraklama kabloları üzerinden sifon yapmamasını sağlamak için gereklidir.

Daha sonra açık olan cep telefonunu mikrodalgaya koyuyoruz, kapıyı kapatıyoruz ve onu başka bir yerden aramaya çalışıyoruz. Antarktika'dan bile olsa nereden geldiği önemli değil. En yakın hücrenin fırında ne olduğuna dair işaret sinyalini almadığından emin olmak bizim için önemlidir. Bildiğiniz gibi cep telefonları kapalıyken bile dakikada bir kez “çevrimiçiyim” diye yanıt veriyor ve telefonun vericisinden gelen sinyal oldukça güçlü.

Yani eğer çağrı gerçekleşmediyse ve “Aranan tarafın telefonu şebeke kapsama alanı dışında veya kapalı” gibi bir mesaj geldiyse her şey yolunda demektir, fırın koruması düzgündür ve daha derinlemesine test edilebilir. Mesaj "Aboneye ulaşılamıyor" veya "Arama başarısız" ise, bu, kontrol telefonu işaretleyicisinin hücreye girdiği ancak ses kanalının kurulamadığı, fırının korumasının kötü olduğu anlamına gelir. Böyle bir sobayla bundan sonra ne yapacağınız Amerikan tarzıyla sizin takdirinize bağlıdır: "Olası sonuçlar konusunda uyarıldınız."

Sifon

Cep telefonları 900 veya 1800 MHz frekans aralığında çalışır ve telefonun vericisi magnetrondan çok daha zayıftır. Bu nedenle, mikrodalganın kendi radyasyonuna karşı korumasının yeterince güvenilir olup olmadığını da kontrol etmeniz gerekir. Bunu yapmak için, 2 adet tek kullanımlık plastik bardak suya, kapaklı bir alüminyum tavaya ve fazla pişirmenin sakıncası olmayan, örneğin haşlanmış ceketli patates gibi çok ıslak olmayan bir ürüne ihtiyacınız olacak. Bardaklardaki su aynı sıcaklıkta, oda sıcaklığına eşit olmalıdır. Bu nedenle deney önceden planlanmışsa musluk suyunun herhangi bir temiz kaba yaklaşık 24 saat önceden dökülmesi ve halihazırda çevreyle termodinamik dengede olan suyun bardaklara dökülmesi gerekir: 200- ml kabın gelmesi en az 2-3 saat sürecektir.

Deney için ürün fırına yüklenir ve zamanlayıcı henüz çalıştırılmadan kapı kapatılır. Fırın kapısının 10-40 cm önüne bir bardak su konur: biri “çıplak”, diğeri kapalı tavada. Su, 0,5 ml'den daha kötü olmayan bir doğrulukla 100-500 ml miktarında eşit miktarda bir beher kullanılarak bardaklara ölçülür. Izgara yapmadan fırın güç regülatörünü maksimuma ayarlıyoruz. Mümkünse kamera arka ışığını kapatmak daha iyidir. Oda mümkün olduğu kadar karanlık olmalı ve kesinlikle doğrudan ışık olmamalıdır. ve ampullerden. Şimdi zamanlayıcı düğmesini maksimum süreye (genellikle 30 dakika) çevirin ve tehlikeden uzaklaşın. PES'in büyüklüğü kaynağa olan mesafenin karesi ile azalır, dolayısıyla başka bir odaya gitmek tamamen güvenli olacaktır.

Mikrodalga zili çalar çalmaz geri dönüyoruz, ışığı açıyoruz (şimdi yapabilirsiniz), tavanın kapağını kaldırıyoruz ve bardaklara ellerinizle dokunmadan (!), içlerindeki suyun sıcaklığını dikkatlice ölçüyoruz. sıcaklık probu ile karıştırılıyor. Kaplardaki sıcaklık farkı 1 dereceden azsa (bu, sıcaklık probunun içsel hatasının iki katıdır, ancak test cihazı sıcaklığı 0,1 derecelik geçişlerle gösterir), o zaman her şey yolundadır - günde bir buçuk saat boyunca Bu mikrodalga Sovyet standartlarına göre kullanılabilir. Fazlası varsa her şey yine sizin takdirinizde, Amerikan usulü.

Kapıyı kontrol etmek

Görünüşe göre çalışan bir mikrodalga sifon çekiyorsa, büyük olasılıkla kapalı kapı ile fırın gövdesi arasındaki boşluk 0,15 mm'den fazladır. RuNet'te, 90-110 g/kübik yoğunluğa sahip bir yazı kağıdı ile kontrol edebileceğinizi doğru bir şekilde yazıyorlar. dm, tam doğru kalınlıkta, ancak verdikleri test yöntemi yanlış. Kapatmadan önce 5-7 cm genişliğinde bir kağıt şeridi kesip kapının altına 6 kez yerleştirmek doğru olacaktır: üstte ve altta menteşeler, sonra orta ve mandallar. Her seferinde gömülü kapının altından kağıt çıkarılmamalıdır. Bu sayede hem yatay hem de dikey olarak kapının çarpılıp bükülmediği kontrol edilecek ve montaj deliklerinde menteşe tespit civatalarının oynamasından dolayı bu bozulmalar ortadan kaldırılabilecektir.

Mikrodalga nasıl çalışır?

Artık mikrodalgalar ve mikrodalga fırınlar hakkında, onarımları kendiniz üstlenmeye değip değmeyeceğine karar verecek kadar bilginiz var. Böyle bir arzu devam ederse, sonunda bir mikrodalga fırının nasıl çalıştığını, içindeki şeylerin nerede kırılabileceğini ve tamir ederken ne kadar dikkatli olunması gerektiğini nihayet anlamak için devre şemasına dönmeniz gerekecektir. mikrodalga fırın. Samsung ve diğer üreticilerin birçok modelinde kullanılan tipik yapısı Şekil 2'de solda gösterilmektedir. Yeşil renkle vurgulanan, mikrodalga gücünün mikrodalga güç kablolarına yayılmasını önlemek için tasarlanmış bir aşırı gerilim koruyucudur (aşağıya bakın). Mavi – EMB sistemli kontrol modülü. Gorchichny - bir magnetron (UFI) için güç kaynağı darbeleri üreten bir cihaz. Resmi olarak UFI, kontrol modülüne dahil edilmiştir; bileşenleri aynı baskılı devre kartı üzerinde bulunur. Ancak UFI arızaları spesifiktir, bu nedenle işlevsel olarak ayrı ayrı ele alınmalıdır. BPM magnetronunun güç kaynağı pembe renkle gösterilmiştir.

Orada neler oluyor

Ana filtrede birçok durumda yanabilen ortak bir F1 sigortası bulunur, aşağıya bakınız. Tükenmesine neden olan arıza giderildiyse, yeni F1'in "yerel" olanla aynı değere (aynı akım, zaman ve tepki sıcaklığı için) ayarlanması gerekir. F1, fırın için aşırı akım yüklemelerine karşı genel koruma sağlar, bu nedenle aklınızda bir "böcek" düşüncesi belirirse, hemen yeni bir mikrodalga fırına geçmek daha iyidir.

Termal sigorta (termal sigorta) en sıcak bileşenin (magnetron) gövdesine takılıdır ve birçok kez tetiklenir: soğuduğunda eski haline döner. Mikrodalga fırın, programlayıcı kapatmadan önce aşırı ısınma nedeniyle kapanırsa, bu, magnetron soğutma egzoz fanının, çıkış ızgarasının veya giriş borusunun tıkalı olduğunun bir işaretidir. Fan motoru vuruntuyla, gıcırdayarak veya çok gürültülü çalışıyorsa mekanik aşınma muhtemeldir ve bu da motorun değiştirilmesini gerektirir.

EMB

Mikro anahtarlar SWA, SWB ve SWC elektromekanik kilitleme sistemini oluşturur. SWA ve SWB üst kapı mandalıyla, SWC ise alt kapı mandalıyla etkinleştirilir. Mikrodalga, tehlike sınıfı I'e ait bir cihaz olduğundan ve sıklıkla anormal şekilde (topraklama olmadan) çalıştırıldığından, karmaşık bir EMB sistemi kullanılır: açma için çift ve kısa devre kontrolü. Burada tüberkülozun ilkelerinden biri uygulanıyor: Görünmeyen bir tehlikeyi %100 önlemek mümkün değilse, en azından onu görünür hale getirmelisiniz. Bu durumda görünmez tehlike, sıkıca kapatılmamış bir kapıdan yayılan mikrodalga radyasyonudur ve görünür tehlike, F1'in yanmasıdır.

EMB'nin fırının güvenliği açısından önemi ve dumanların birikmesi nedeniyle arızalara karşı duyarlılığı göz önüne alındığında (aşağıya bakın), EMB devresini halihazırda mevcut olan genel devreden ayrı olarak daha ayrıntılı olarak ele almak gerekir. kapı kapalıyken (sağdaki şekle bakın). Gördüğünüz gibi, kapı açıkken SWA sıkışırsa, SWC ortak güç devresine kısa devre yaptırarak F1'in yanmasına neden olur. EMB'nin yanlış alarmlarını önlemek için SWC'nin SWA'dan biraz daha yavaş geçiş yapması gerekir. Bu nedenle öncelikle hatalı SWA ve SWC'nin yalnızca aynı türden olanlarla değiştirilmesi gerekir.

İkinci olarak, hem kapı açıkken hem de kapı kapalıyken tüm EMB mikrofonlarının normal şekilde çaldığı, ancak açıldığında F1'in hemen yandığı bir durum mümkündür. Bu, ürünlerden çıkan dumanın mikriki'ye nüfuz ettiği, tepki sürelerinin "yüzdüğü" ve EMB'nin zaman içinde dengesiz hale geldiği anlamına geliyor. Tek bir çıkış yolu var - SWA, SWB ve SWC'yi aynı anda değiştirin, çünkü Çıkarılamazlar ve tamir edilemezler.

Not: Kapı kapatıldığında fırın açılmazsa, öncelikle elektromekanik kapı kilidi için aynı mikro anahtarların kontrol edilmesi gerekir. Çoğu zaman, çocuğun onlara bağlı kalması nedeniyle temasları kapanmaz/değişmez.

Yağ ve duman

Mikrodalga arızalarına neden olan yağ ve dumanının rolüyle hemen karşılaştık ve gelecekte bundan daha da fazla sorun yaşanacak. Yiyeceklerdeki yağ, bir tavada olduğu gibi mikrodalgada kaynamaz, buharlaşır ve buharları herhangi bir yere yerleşerek bir duman filmi oluşturur. Mekaniği bozarak karmaşık sorunlara neden olur (aşağıya bakın). Hafif nemli bir duman filmi, kontrol otomasyonunu "karıştıran" gözle görülür bir iletkenliğe sahiptir ve kuru bir film, yüksek voltajlı kısım için tehlikeli olan 500V'den daha düşük bir voltajla kırılır. Çocukların mikrodalga yoluna girmesi özellikle istenmeyen bir durumdur - bu durumda bir mikrodalga fırını onarmak en zor ve pahalı olanıdır.

Yağ buharlarının her yerde bulunduğunu doğrulamak için, tamamen yeni ve kapaklı bir tava gerektiren bir deney yapabilirsiniz. Şimdilik kapağı açık tutun ve yemeklik yağları bir tavada yayılıncaya kadar eritin. Daha sonra tavada tamamen sertleşmesine izin veriyorlar, üzerini bir kapakla kapatıyorlar ve bir gün veya daha uzun süre oda sıcaklığında tutuyorlar. Bundan sonra, kapak dokunulduğunda yapışkan hale geliyor - üzerine yağlı dumanlar yerleşmiş. 100 derece veya daha yüksek sıcaklıkta fırın odasındaki yağdan ne olacağı retorik bir sorudur. Mikrodalgadaki yağ, mutfak yağı gibi koyu, yanmış değil, neredeyse şeffaftır ve bu nedenle fark edilmesi zordur, ancak daha az zararlı değildir.

Otomatik kontrol

Diyelim ki sobamız hala çalışıyor. Ürün yüklendi ve kapı kapatıldı. Güç kontrolü (aşağıya bakın) doğru ayarlanmış. Zamanlayıcı düğmesini istediğiniz zamana çevirin - SW1 hemen kapanacak, arka ışığı açacak, masanın dönmesini, magnetron hava akışını ve konvektörü açacaktır. SW2 "hızlandıklarında" çalışacak ve magnetron güç darbesi üretim cihazını (UVI) açacak, fırın ısınmaya başlayacaktır. Zamanlayıcı sıfıra döndüğünde SW1 ve SW2 açılacak, her şey kapanacak ve zil çalacaktır. Basit mikrodalga fırınlarda, kapı kapatıldığında yayı mekanik olarak yüklenir ve zamanlayıcı kamını iten bir kol tarafından serbest bırakılır.

Zamanlayıcı

Mikrodalga zamanlayıcı, zamanlayıcının kendisi tarafından çalıştırılan bir elektromekanik kam programlayıcısıdır: saat mekanizmalı bir helezon yay veya dişli kutulu bir mikromotor. Zamanlayıcı miline, kontak gruplarını kapatan ve açan birkaç kamlı disk monte edilmiştir.

Zamanlayıcının arızaları (kısacası buna böyle diyeceğiz) çoğunlukla şişman çocuklardan kaynaklanır. Daha az sıklıkla - mekanik parçaların bozulması. Zamanlayıcının tamamen mekanik olması durumunda daha az yaygın olan durum, yayın zayıflatılmasıdır. Zamanlayıcı arızasının tipik belirtileri şunlardır:

Kontrol düğmesini çevirdikten sonra fırın hiç çalışmıyor, düğme geriye dönmüyor - mekanik tamamen tıkalı veya mikromotor veya dişli kutusu arızalı. İlk durumda onarım, ikinci değiştirmede revizyon ve temizliktir.
Son işlevler çalışmıyor. Örneğin arka ışık, masa, magnetron üfleyici ve konvektör açılıyor ancak fırın ısınmıyor. Ya kontaklar (bu durumda SW2) tıkalı ya da kamı kırılmış. Onarım - daha önce olduğu gibi. dava.
Düğme geri dönüyor, belirlenen sürede sıfıra gidiyor, zil çalıyor ama elektriksel olarak hiçbir şey açılmıyor. Aynısı, yalnızca SW1 ile.
Her şey olması gerektiği gibi ama yavaş çalışıyor; düğmenin sıfıra dönme süresi belirtilenden daha uzun. Bu nadiren olur ve yalnızca saat mekanizmalı zamanlayıcılarla olur - yayı zayıflamıştır. Onarım - 0,5-2 tur sarın; Saatli zamanlayıcılar bu özelliğe sahiptir. Bazılarında sökmeden: arka kapağın altında sarmak için bir tornavida yuvası vardır.

Ah, o “kayak”lar...

Bazı eski LG mikrodalga fırınlarda, zamanlayıcıdaki dumanlar nedeniyle ara sıra tamamen egzotik bir arıza meydana gelir: soba kendiliğinden açılır ve ısı durana kadar "harman" yapar. FU soğuduğunda tekrar açılır. Tehlikeli başarısızlık, çünkü Hazne boşsa magnetron kısa sürede bozulur ve değiştirmenin yeni bir fırından daha pahalı olduğu ortaya çıkar. Çoğunlukla sezon dışında ısıtmayı açmadan önce görülür, ancak yalnızca kapı kapalıyken görülür. Bunun nedeni, SW1'in dumanlar nedeniyle sıkışmış olması ve aynı zamanda SW2'nin kontakları arasında bir duman yığını oluşmasıdır. Nemli havadaki direncinin UVI'nin zamanlama dirençleriyle orantılı olduğu ortaya çıktı (aşağıya bakın), depolama kapasitörü yavaşça şarj edildi ve magnetrona güç sağlayan röleyi çalıştırdı.

Kamera mekaniği

Çocuğun masanın dönme mekanizmasında ve konvektörde birikmesi bir pompalama hareketi görevi görür: yükün dengesiz ısınması nedeniyle aşırı ısınan yerlerden yağ buharlarının salınması yoğunlaşır. Sonunda dalga kılavuzu çıkış penceresinin kapağı yanar, bu da mikrodalga yolunda karmaşık ve pahalı onarımlar anlamına gelir. Bu nedenle, masanın dengesiz döndüğünü fark ederseniz veya çocuğun konvektör ızgaralarını sıktığını fark ederseniz, en kötüsünü beklemeden sobayı söküp mekaniği temizlemeniz gerekir. Şu şartla: Fırının tasarımı buna izin veriyorsa, magnetron ve mikrodalga yoluna dokunmayın. Aksi takdirde bir servis merkezine başvurmak daha iyidir, bu tür onarımların fiyatları makul.

UVI ve güç

Magnetron güç darbeleri üreten cihaz şu şekilde çalışır: düşük güçlü doğrultucu diyot D1 ve dirençler R2/R3 aracılığıyla, yüksek kapasiteli elektrolitik kapasitör C4 şarj edilir. Zener diyot D2, alçak gerilim C4 ve RY rölelerini aşırı gerilimden korumak için tasarlanmıştır. C4'teki voltaj tetikleme voltajı RY'ye ulaştığında, magnetron güç transformatörünün birincil sargısına 220V 50/60Hz besleyecek ve bu da odaya bir mikrodalga darbesi gönderecektir. Kısa bir süre sonra C4, RY sargısı yoluyla deşarj olacak, serbest kalacak, ardından zamanlayıcı SW2'yi açana veya FU ateşlenene kadar döngü tekrarlanacaktır. Böylece odaya mikrodalga darbeleri verilir (şemadaki şeklin alt orta kısmında yer almaktadır).

En basit durumda güç ayarı R2/R3 değiştirilerek gerçekleştirilir. Bu durumda C4'ün şarj süresi değişir ancak deşarj süresi değişmez. Buna göre darbe tekrarlama periyodunun darbe süresine oranı değişir, buna denir. darbe dizisinin görev döngüsü. Bu, gördüğümüz gibi hiçbir şekilde "dijital" mikrodalgaların ayrıcalığı olmayan darbe genişliği modülasyonudur (PWM). Ürün yükünün termal ataletinden dolayı sabit olarak algıladığı magnetron tarafından sağlanan ortalama güç, darbelerin görev döngüsüne bağlıdır.

Böylece ani bir elektrik kesintisi sırasında, magnetron, transformatörün sargılarında biriken enerji nedeniyle, herhangi bir ekrandan geçebilecek büyük bir mikrodalga frekansı dalgalanması vermez, transformatörün birincil sargısının bağlantısı tamamen kesilmez. sıfır 220V, ancak yüksek dirençli R4 dirençleri aracılığıyla ona bağlı kalır. Çıkarılırlarsa, başka şekilde bakımı yapılabilen bir soba inatla herhangi bir topraklamayı sifonlayacaktır. Kart üzerindeki R4 lehimi kirlenirse magnetron her darbeyi olması gerekenden daha uzun süre işleyecek, aşırı ısınacak ve ısıtıcı ısınma nedeniyle kapanacaktır. O halde bu “kesicileri” iyi hatırlayın.

Bir dizi mikrodalga fırın modeli, ortalama magnetron gücünün daha fazla stabilitesini sağlayan çift PWM kullanır. Bunu yapmak için, zamanlayıcı miline farklı sayıda kam ve kendi temas gruplarına sahip ek diskler takılır. Güç ayarı, UFI güç kaynağının gruptan gruba değiştirilmesiyle gerçekleştirilir. Bu durumda, bir dizi güç darbesi, birbirini daha az veya daha sık takip eden paketler halinde gelir (şekilde a ve b konumları) ve paket içindeki darbelerin görev döngüsü değişmeden kalır.

UFI'de röle çoğunlukla arızalanır (sağdaki şekle bakın) - kontaklarının büyük bir akımı değiştirmesi gerekir. Her şey yolunda olmasına rağmen magnetron açılmıyor ve fırın ısınmıyor. Kontrol etmek için, RY sargısının terminalleri düzenlenmiş bir güç kaynağına bağlanır ve kapatma kontaklarının terminallerine ohmmetre modunda açılan bir multimetre bağlanır. Sargıdaki voltaj 3'ten 24V'a yükseldiğinde test cihazı kısa devre göstermezse, tetiklenen kontakların klik sesinin duyulup duyulmadığına bakılmaksızın RY'nin değiştirilmesi gerekir.

Bir diğer tipik arıza ise sobanın regülatör düğmesiyle ayarlanandan daha az ısınmasıdır. Yavaş yavaş gelişir: Aynı ısıyı elde etmek için kolu daha da ileri çevirmeniz gerekir. Olası bir neden C4 kapasitesinin kaybıdır; bunun yerine aynı türden iyi olduğu bilinen bir kapasite konur.

Not: Mikrodalga gücünün azalmasının bir diğer olası nedeni ise magnetronun ömrünün tükenmesidir. Karakteristik belirtiler, fırının 5 yıldan daha eski olması, yoğun olarak kullanılması ve güçteki düşüşün, zamanlama kapasitörünün kapasite kaybında olduğu gibi günler ve haftalar içinde değil, zamanla çok daha yavaş gelişmesidir. aylarca. Doğru teşhis - uygun donanıma sahip bir servis merkezinde veya üretim laboratuvarında teçhizat.

Sonunda ara sıra ani bir patlama oluyor ve fırın ısınmayı bırakıyor. Açıldığında C4 gövdesinin şiştiği ve çatladığı ortaya çıkıyor. Sebebi D1'in bozuk olması veya D2'nin arızalı olmasıdır. Her ikisini de aynı anda ve C4'ü değiştirmenin yanı sıra, yukarıda açıklandığı gibi RY'yi mutlaka kontrol etmelisiniz - sargısı çok iyi yanabilir.

Yüksek gerilim standı

Yüksek voltajlı parçanın (magnetron IP) onarımı sırasında bileşenlerinin çalınması gerekecektir. Sıradan bir test cihazı bunları "almıyor", akü voltajı yeterli değil. RuNet'te yüksek voltajlı (HV) bileşenlerin 15-25 W 220V akkor test lambası kullanılarak kontrol edilmesi önerilir. Bir devrenin "kontrol" kullanılarak "çaldırılması" öncelikle PTB tarafından doğrudan yasaklanmıştır. İkincisi, bu yöntem çok kabadır ve %100 güvenilir sonuç vermez.

Patlayıcı bileşenleri test etmek için ev yapımı bir stand (sağdaki şekle bakın) her şeyden önce tamamen güvenlidir: 750V AC ölçüm sınırında çoklu test cihazının giriş empedansı birkaç megohm'dur. Diyagrama göre yanlışlıkla telin mavi ucuna dokunursanız, duyumlar bir faz göstergesi kullanıldığında olduğundan daha fazla olmayacaktır. Sadece prizin gövdesinde fazın nerede olduğunu (aynı faz göstergesiyle belirlenir), fişin üzerinde - şemadaki kırmızı kablonun hangi pime gideceğini işaretlemeniz ve işaretleri işaretler olacak şekilde fişi prize takmanız yeterlidir. kibrit.

Ayrıca bu stand çok daha hassastır ve fırının çalışmasında aralıklı arızalara neden olabilecek potansiyel hatalı elemanları bile bulmanızı sağlar:

Test cihazı neredeyse tam ağ voltajını gösteriyor - bileşen kısa devre yapıyor.
Gerilim eksik, ancak oldukça yüksek (onlarca volt) - çalışma voltajı altında arıza; kontrol onu belirsiz bir şekilde "yakalar".
Voltaj düşük, birkaç volt - çalışma voltajı altında sızıntı. Bileşen hâlâ yarı ölü durumda ama yakında devreye girecek. Kontrol sistemi buna sanki düzgün çalışıyormuş gibi tepki verecektir.

Not: Ancak şunu unutmayın; test edilen bileşenle ilgili herhangi bir değişiklik (bağlama, bağlantı kesme, anahtarlama) yalnızca fişin prizden çıkarılmasıyla gerçekleştirilebilir!

Magnetron güç kaynağı

Darbeli çalışma modu nedeniyle, magnetronun yüksek voltajlı güç kaynağı, voltajı iki katına çıkaran bir yarım dalga devresi kullanılarak yapılır. İhtiyaçlarınız için böyle bir tane yapmaya çalışmayın - transformatörü, ikincil sargıda 5 dakika boyunca kısa devre modunda çalışacak şekilde tasarlanmalıdır.

Transformatörün sekonder sargısından gelen, yüksek voltajlı diyot D'yi kapatan pozitif yarım dalga, yüksek voltajlı kapasitör C'yi 2000 V genlik voltajına kadar şarj eder. Aynı diyottan geçen negatif yarım dalga, onu 4'e şarj eder. kV, eski TV'lerin voltaj yükselticisinde olduğu gibi. Böyle bir yayıcı voltajı altındaki magnetron (ortak kabloya göre negatif) mikrodalga frekansları üretmeye başlar, C boşalır ve her şey yeniden tekrarlanır.

Yüksek gerilim sigortası F ve deşarj direnci R koruyucudur. Birincisi, aşırı ısınma noktasına kadar anında aşırı yüklendiğinde magnetronu kapatır (örneğin, hazne boş veya aşırı yüklendiğinde, içinde metal nesneler veya uygun olmayan ürünler olduğunda veya yüksek voltajlı bir diyot bozulduğunda). R sayesinde kapasitör hızlı bir şekilde boşalır, bu da fırın çalışırken kapı aniden açıldığında mikrodalganın "dışarı sıçramasını" önler.

Bu devrede, F yandığında, düşük kaliteli ekranlama ve/veya topraklama durumunda dışarıya doğru bir mikrodalga sıçraması mümkündür, çünkü Atmış bir sigortada bir elektrik arkı birkaç milisaniye boyunca yanar. Bu nedenle, bazı mikrodalga fırın modellerinde koruyucu diyotlu bir magnetron güç kaynağı devresi kullanılır (sağdaki şekle bakın). Mikrodalga patlamaları hariçtir, ancak kötü olan şey, koruyucu diyotun bir sigorta kadar tek kullanımlık olması, daha sık kırılması ve yüksek voltajlı bir kapasitörle aynı maliyete sahip olmasıdır. Koruyucu diyot, tıpkı yüksek voltajda olduğu gibi yukarıda açıklanan stand üzerinde kontrol edilir: hem ileri hem de geri yönde açtığınızda, test cihazı yaklaşık olarak göstermelidir. şebeke voltajının yarısı. Fark %20'den fazlaysa hatalıdır, ancak bir indüksiyon megger ve kontrol testi ile "kaydırma" normal şekilde geçecektir.

HV IP'nin herhangi bir arızası, diğer tüm fonksiyonları çalışır durumda olmasına rağmen fırının ısınmamasına neden olur. Bu durumda F mutlaka yanar.Bu temelde aynı sigortadır, yalnızca daha hızlı açılması için yaylı bir dişe sahiptir. Düzenli bir test uzmanı tarafından çağrıldı. Yüksek voltajlı kapasitör yukarıda açıklanan stand üzerinde test edilir; bu numunenin kapasitesine bağlı olarak (kutu üzerinde belirtilmiştir) test cihazı her iki yönde de 10-70 V göstermelidir.

Trafo

4'e kadar patlayıcı bileşeni kontrol ettikten sonra magnetron güç transformatörünü kontrol etmeniz gerekir. Mikrodalga, sargılarındaki dönüşler arası kısa devre (dönüş kısa devresi) nedeniyle ısınmayabilir. Süreklilik test cihazı tarafından belirlenmez çünkü sargıların aktif direnci üzerinde neredeyse hiçbir etkisi yoktur. Şüpheli bir transformatörü muayene için elektrik ölçümleri konusunda uzman bir şirkete (elektrik tesisatı işi değil!) veya Dağıtım Bölgesinin veya Tüketici Denetiminin elektrik ölçüm laboratuvarına göndermek en iyisidir. Böyle bir hizmetin fiyatları her yerde çok yüksek.

Laboratuvara ulaşmak mümkün değilse, transformatörü evde yüksek derecede güvenle kontrol edebilirsiniz. Teknik, bir dönüş kısa devresi durumunda transformatörün yüksüz akımının birkaç kez artması gerçeğine dayanmaktadır. Burada aynı kontrol lambasını 220V 15-25 W kullanarak ihlal yapmanız gerekecektir. Bunu tezgahta belirleyemezsiniz: voltmetre modunda test cihazından geçen akım çok küçüktür ve ampermetre modunda ölçüm yapmak çok tehlikelidir.

Kontrol, yüksek gerilim sargısına seri olarak bağlanır. Yüksek voltajlıdır ama diğer yandan son derece tehlikelidir! Yüksek gerilim sargısını bulmak zor değildir; yoğun bir şekilde yalıtılmıştır ve filaman sargısıyla birlikte ek yalıtımla sarılmıştır, bkz. sağda. Birleştirilen devre, 5-10 saniyeden fazla olmamak üzere kısa bir süre ağa bağlanır. Transformatör düzgün çalışıyorsa, ampul ya hiç yanmaz ya da filamanı donuk kırmızıya döner. Gözle görülür bir parlama varsa, aynı zamanda bir dönüş kısa devresi de vardır.

Deneyim olmadan şunu belirlemek zor olabilir: "donuk kırmızı" ve "göze çarpan parlaklık" ne anlama geliyor? Elbette yapay bir yörünge düzenleyeceğiz. Devreyi ağdan ayıralım (!!!), filaman sargısına kısa devre yaptıralım ve kısa süreliğine tekrar ağa bağlayalım. Ampul ilk duruma göre çok daha parlak yanıp sönmelidir. Işıma değişmediyse veya çok az değiştiyse, transformatör "bükülür" ve kullanılamaz hale gelir.

Magnetron

Tüm yüksek voltaj bileşenleri kontrol edilirse ancak hala mikrodalga üretimi yoksa, sorun muhtemelen magnetrondadır. Mikrodalga yolunu çıkarmadan veya sökmeden, magnetronu dahili kısa devre açısından kontrol etmek için normal bir test cihazı kullanabilirsiniz. Anot ile arasındaki boşluğu kapatan katot kaplamasının soyulması nedeniyle oluşur.

Neredeyse dahili bir kısa devre kadar sıklıkla, magnetronda katot filtresinin bozulması meydana gelir (şekilde soldaki kırmızı okla gösterilmiştir). Bu sadece bir konnektör değil, aynı zamanda bir çift yüksek voltajlı geçiş kapasitörüdür. Kapasitörlerin dolumunu (şeklin ortasında) seçmek imkansızdır, öncelikle bunun bir şey göstermesi pek olası değildir; ikincisi kırıntıları ve özellikle tozu zehirlidir. Öncelikle terminaller arasındaki direnci sıradan bir test cihazıyla ölçmeniz gerekir. Sıfıra yakın olmalıdır: terminaller filamana bağlı ve akımı yaklaşık. 6,3V'de 10A.

Geçiş kapasitörleriyle klipsi dikkatlice sökmeniz gerekir; çoğu durumda bu, magnetronu çıkarmadan ve mikrodalga yoluna dokunmadan yapılabilir. Büyük olasılıkla, arıza hemen görülecektir (şeklin sağında); değilse, filtre endüktanslarının klipsini dikkatlice ısırarak çıkarın ve her bir terminali tezgahın üzerindeki flanşa takın. Eğer "geçişler" düzgün çalışıyorsa, test cihazı her durumda sıfır gösterecektir. En az birkaç volt varsa, gizli bir arıza veya voltaj kaçağı var demektir. Her şey yolunda görünüyorsa ancak fırın hala ısınmıyorsa, katot aniden emisyonunu tamamen kaybetmiştir ve magnetron kullanılamaz durumdadır. Bu, magnetronlar, yüksek güçlü jeneratör klistronları ve yürüyen dalga tüpleri (TWT'ler) ile gerçekleşir; Bunun nedeni, derin bir vakuma sahip olması gereken mahfazanın basınçsızlaştırılmasıdır. Bir magnetronla başka ne mümkün olabilir - aşırı ısınma nedeniyle mıknatısların manyetikliği giderilir. Bu durumda açıldığında yüksek voltaj sigortası hemen yanacaktır.

Kamera

Sunumun mantığına göre mikrodalga odası sonuncu olsa da, arızaların en çok meydana geldiği yer burasıdır. Durumdaki gibi bir felaket. 1 Şekil, gözle görüldüğü kadar korkutucu olmayabilir: kamera kaplaması genellikle bu tür durumlar için tasarlanmıştır. Mikrodalgada yumurta pişirmeyi denemediğiniz sürece, haşlanmış denatüre protein kaplamayı sıkıca yer, bu da yeni bir fırın anlamına gelir. Kameradaki kalıntıları dikkatlice çıkarmanız, üreticinin önerdiği deterjanla yıkamanız ve gözden daha derin (0,1 mm) çizik olup olmadığını kontrol etmeniz gerekir. Bundan sonra tablanın düzgün dönüşünü elle kontrol edip koruma ve "sifon" testi yapıyoruz. Fırının daha fazla kullanıma uygun olma olasılığı küçük değildir. Kaplama yanarsa (madde 2), sorun dikişlerdedir - yeni bir sobaya ihtiyaç vardır. Nasıl onarırsanız onarın, sifonlama "doğrudan ateş" şeklinde olacaktır.

Belki de ev tipi mikrodalga fırınların en yaygın arızası, her şeyin olması gerektiği gibi çalışması, her şeyin olması gerektiği gibi yüklenmesi ve önceden ısıtılan şeyin sorunsuz olması, ancak haznede kıvılcım çıkmasıdır. Ardından, temiz ve kuru bir odada temiz ellerle, dalga kılavuzu çıkış penceresinin koruyucu kapağını dikkatlice çıkarın - eğer dışarıdan çıkarılmışsa, mikrodalga yolunu sökmeden. Kapak muskovit mika veya mika kumaştan yapılmıştır ve oldukça kırılgandır. Kapağın dış tarafı temiz görünebilir veya hafif hasara sahip olabilir, ancak dalga kılavuzu tarafında tamamen farklı bir resim ortaya çıkar, konum. 3 ve 4. İşe yarayan, yağ ve yağ dumanlarının buharlaşmasıydı.

Kapağın tamamen aynısı ile değiştirilmesi gerekmektedir. Ev yapımı kulibinler sunmak için birbirleriyle yarışıyor: Onları 1,5 mm malzemeden kestim! Kaynak dört kat daha uzundur - tescilli 0,4 mm! Aslında mika mikrodalga için ideal olarak şeffaf değildir, kalın bir kapak ısınır, yağ buharlarını güçlü bir şekilde emer ve orijinalinden daha az dayanır. Ancak asıl önemli olan, fırının modunu kaybetmesi ve "neredeyse çalışma anında" sifonlamaya başlamasıdır.

Mikrodalganın kısa bir yolu varsa, dalga kılavuzunun içi (daha doğrusu çıkış rezonatörü) ve magnetronun anteni (yayıcı) kapağın altında görünecektir. Rezonatörün kaplaması şişmemiş, çatlamamış veya rengi solmamışsa yukarıda anlatıldığı gibi alkolle temizlenebilir. Karartılmış yayıcının yeni markalı bir vericiyle değiştirilmesi gerekir, magnetrondan kolayca çıkarılır. Bunu yapmak için, sokete sıkışan eski verici, küçük pense ile çok dikkatli bir şekilde sallanır ve yenisinin kirlenmemesi veya çizilmemesi için lateks bir eldiven ile yerleştirilmesi gerekir.

Burada üç incelik var. Öncelikle magnetronu asla kendiniz çıkarmayın. İkincisi, delinmiş (yanmış) bir emitörü ters çevirerek ömrünü uzatmaya çalışmayın. Her iki durumda da fırın bozulur ve “sifon” ortadan kaldırılamaz. Üçüncüsü, mikrodalga yoluna parmağınızla dokunduğunuz herhangi bir onarımdan sonra, yukarıda açıklandığı gibi mikrodalgada koruma ve mikrodalga sızıntısı olup olmadığını kontrol ettiğinizden emin olun.

Nihayet

Okuduktan sonra tamamen meşru bir soru: Bu kadar tehlikeli bir cihazı evde tutmaya değer mi? Mutlak iyilik olmadığı gibi mutlak kötülük de yoktur. Modern yaşamın hızında, bazen mikrodalga fırın olmadan yapmak çok zordur ve yağ hidrolizinin olmaması, mikrodalga fırının lehine güçlü bir argümandır.

Yazar uzun yıllardır mikrodalga fırınlarla profesyonel olarak çalışmaktadır. Sağlıkla ilgili hiçbir sonuç olmadı: Her zaman son derece dikkatliydim ve bireysel hassasiyetin düşük olduğu ortaya çıktı. Çiftlikte mikrodalga fırın var, ucuz. Çoğunlukla fişi çıkarılmış halde durur; Onsuz yapmak mümkün olmadığında çok nadiren ve düzensiz bir şekilde açılır.

Ev tipi mikrodalga fırınlara bu şekilde davranmalısınız: kaçınılmaz ama bazen yararlı bir kötülük olarak. Bir kutu diklorvos veya propan meşalesi gibi - bazen ona ihtiyacınız olur ve yenisi yoktur, ancak bunlar şımartılacak ve amatörce deneyler değildir. Ve en önemlisi, koruma kalitesi ve mikrodalga sızıntısı açısından mikrodalgayı en az altı ayda bir kontrol edin.

Ansiklopedik YouTube

1 / 5

✪ ✅Mikrodalgadan ve şok tabancasından ev yapımı MAGNETRON TABANCASI

✪ ✅Bir mikrodalga neler yapabilir! Yüksek gerilim arkı

✪ Magnetron

✪ Magnetron nedir?

✪ Emp Jammer / Kendi ellerinizle cep EMP yayıcısı nasıl yapılır!

Altyazılar

Size yeni buluşumuz olan elektromanyetik silahı tanıtmak ve yüksek sesli müzik ve casus ekipmanlarına karşı neler yapabileceğini göstermek istiyorum. Mikrodalga radyasyonunun kaynağı, mikrodalgalardan çıkardığım magnetronlardır, onlar tarafından desteklenmektedir. Bir şok tabancasından gelen yüksek voltaj darbesi, uzun menzilin sırrı, magnetronların ve korna anteninin doğru koordinasyonundadır; güçlendirilmiş güce ve savaş kapasitörlerine sahip güçlü bir şok cihazı kullanarak bunu başarmak zordu, bunu göstermenin zamanı geldi. çalışırken; önce tüm değerli elektronikleri çıkardık ve folyodan yapılmış koruyucu koruyucu giysiler giydik; ampulleri kullanarak güçlü bir elektromanyetik alanın varlığını kontrol edebilirsiniz. Radyasyonun etkisi altında parlamaya başladıkları için magnetronlarımızdaki parıltıyı açıyoruz ve şimdi orada neler oluyor, yakınlaştıracağım, ışıkları yanıp sönmeye devam edelim, şimdi bu silahın casus ekipmanlara karşı ne kadar etkili olduğunu kontrol edelim, böceğin çalıştığını gördükçe, hassas mikrofonu komşuların konuşmalarını mükemmel bir şekilde algılıyor ve iletiyor. Telefonumu 15 metre mesafeden ışınlamaya çalışalım, güçlü parazit duyuluyor ama hala çalışmaya devam ediyor, yaklaşın, yaklaşık iki kez, hatta üç kez, belki sinyal gitti, böcek etkisiz hale getirildi, silahımızı daha ciddi bir şey üzerinde test etme zamanı geldi ve scooter'ı ışınlamak için şehir dışına çıktık - vay be - ne oldu? - Bilmiyorum, ben, ben, ben, o... .... bu... durdu mu? Bir şey kısa devre yaptı, bak ne kadar duman var, kahretsin, ne oldu? Şuradaki pile bakın, belki kayışın çıkarılması gerekiyor. Ev yanmış kablolar gibi kokuyor, peki onu nasıl sürüyorsun? Pekâlâ, başlatmayı deneyeyim, bacak geri dönmüyor, magnetronla oynamayı bitirdik ve şimdi gidip onu bu şekilde itmemiz gerekecek! Şehirde bir scooter'ı eve doğru iterken, neler oluyor, bir magnetron tabancası neden elektroniği bu kadar kolay devre dışı bırakıyor, tüm sır güçlü darbelerde, yüksek voltajlı şok deşarjları kısa ama güçlü elektromanyetik darbeler üreten magnetronları besliyor. Teknolojideki elektrik devreleri bu darbeleri yakalayarak onları elektriğe dönüştürür, bu da içlerindeki yarı iletkenlere nüfuz eder ve bunları yok eder, ancak kısa darbelerden kaynaklanan ısınma mikrodalgadakinden daha az olduğu için canlı organizmalara daha az zarar verir, bu nedenle bir folyo elbise korumak için yeterlidir. Zararlı radyasyona karşı, şimdi bu Magnetron patlayıcıyı yüksek sesli müzik karşısında deneyeceğim, açalım mı? - Şapkam titriyor! - tamam, şimdi test edeceğiz! Dürüst olmak gerekirse, bu duvarı deneyeceğiz, ısıyı açacağız, sigortadan şok emiciyi çıkaracağız, her şey hazır, hadi gidelim, uğultu korkutucu, her şey çalışıyor - az önce sesi açtınız, değil mi? - Evet, genel olarak bu silah yok etmedi ama en yakın olandan bir duvardan deneyeceğiz. Bakalım etkisi nasıl olacak, hadi gidelim - ah! kahretsin, ne oldu? Bilmiyorum!@#% ! ancak uzun kontrollerden sonra ekipman zor anlar yaşadı, scooter'da elektronik ateşlemenin, kabloların ve garip bir şekilde akünün yandığı ortaya çıktı, ateşleme rölesini, değiştirici kayışını değiştirdim ve susturucuyu temizledim ve scooter başladı magnetrondan öncekinden daha iyi sürüş yapmak istiyorsanız Daha çılgın icatlar istiyorsanız kanala abone olarak destek olun Ah ah ah! kurtarıldı!

Hikaye

1912'de İsviçreli fizikçi Heinrich Greinacher bir elektronun kütlesini hesaplamanın yollarını araştırıyordu. Çubuk şeklinde bir katotun etrafında silindirik bir anot bulunan bir elektrikli vakum diyotunun bir mıknatısın içine yerleştirildiği bir düzenek kurdu. Lambada yeterli düzeyde vakum elde etme sorunları nedeniyle elektronun kütlesini ölçemedi, ancak çalışmaları sırasında elektronların elektrik ve manyetik alanlardaki hareketinin matematiksel modelleri geliştirildi.

Fransız bilim adamı Maurice Pont ve Parisli KSF şirketinden meslektaşları 1935'te rezonatör anot bölümleriyle çevrelenmiş tungsten katotlu bir elektron tüpü yarattılar. Rezonatör odacıklı magnetronların öncüsüydü.

1936-39'da oluşturulan, 10 santimetre dalga boyunda 300 watt'lık radyasyon sağlayan çok boşluklu magnetron Alekseev - Malyarov'un tasarımı, 1940'ın yayınlanması sayesinde dünya topluluğu tarafından tanındı (Alexeev N. F., Malyarov D. E. Güçlü titreşimlerin alınması) santimetre dalga boyu aralığında magnetronlar // Teknik Fizik Dergisi. 1940. Cilt 10. Sayı 15, S. 1297-1300.)

Alekseev-Malyarov çok boşluklu magnetronu görünüşünü radara borçludur. Radar çalışmaları SSCB'de İngiltere ve ABD'de radar çalışmalarının başlamasıyla neredeyse aynı anda başladı. Yabancı yazarlara göre, 1934'ün başlarında SSCB bu işte ABD ve İngiltere'den daha fazla ilerleme kaydetmişti. (Brown, Louis. II. Dünya Savaşının Radar Tarihi. Teknik ve Askeri Zorunluluklar. Bristol: Institute of Physics Publishing, 1999. ISBN 0-7503-0659-9.)

1940 yılında İngiliz fizikçiler John Randall ve Harry Boot icat etti rezonans magnetron. Yeni magnetron, santimetre dalga radarının geliştirilmesini mümkün kılan yüksek güçlü darbeler üretti. Kısa dalga boylu radar, daha küçük nesnelerin tespit edilmesine olanak sağladı. Ek olarak, magnetronun kompakt boyutu, radar ekipmanının boyutunda keskin bir azalmaya yol açtı ve bu da onun uçağa kurulmasını mümkün kıldı.

1949'da ABD'de mühendisler D. Wilbur ve F. Peters, voltaj kontrolünü (mitron cihazı) kullanarak magnetron frekansını değiştirmek için yöntemler geliştirdiler.

Özellikler

Magnetronlar, sürekli modda birkaç W'tan onlarca kW'a kadar güçlerle 0,5'ten 100 GHz'e kadar çeşitli frekanslarda ve esas olarak kesirlerden onlarca mikrosaniyeye kadar darbe süreleriyle darbeli modda 10 W'tan 5 MW'a kadar çalışabilir.

Magnetronlar yüksek verime sahiptir (%80'e kadar).

Magnetronlar ayarlanamaz veya küçük bir frekans aralığında (genellikle %10'dan az) ayarlanabilir olabilir. Yavaş frekans ayarı için elle çalıştırılan mekanizmalar kullanılır; hızlı frekans ayarı için (saniyede birkaç bin ayara kadar) döner ve titreşim mekanizmaları kullanılır.

Ultra yüksek frekans jeneratörleri olarak magnetronlar, modern radar teknolojisinde (her ne kadar bunların yerini aktif faz dizili antenler almaya başlasa da) ve mikrodalga fırınlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Aslında magnetron, 2010 yılı başında resim tüplerinin üretiminin durdurulmasından sonra, 2017 yılı itibarıyla seri üretilen son elektrikli vakum cihazı türüdür.

Tasarım

Rezonans magnetron Kural olarak, hacimsel rezonatörler görevi gören, duvarlara oyulmuş boşluklara sahip kalın duvarlı bir metal silindir olan bir anot bloğundan oluşur. Rezonatörler bir halka salınım sistemi oluşturur. Anot bloğuna silindirik bir katot bağlanmıştır. Katodun içine bir ısıtıcı sabitlenmiştir. Harici mıknatıslar veya elektromıknatıs tarafından cihazın eksenine paralel bir manyetik alan oluşturulur.

Mikrodalga enerjisini çıkarmak için, kural olarak, rezonatörlerden birine sabitlenmiş bir tel halka veya rezonatörden silindirin dışına doğru bir delik kullanılır.

Magnetron rezonatörleri bir halka salınım sistemi oluşturur, etraflarında bir elektron ışınının ve bir elektromanyetik dalganın etkileşimi meydana gelir. Bu sistem, halka yapısının bir sonucu olarak kendi üzerine kapalı olduğundan, yalnızca belirli türdeki titreşimler tarafından uyarılabilir. π -görüş. Sistemin çeşitli rezonans frekansları arasında (sistemdeki N rezonatörlerle, 1 ila N/2 aralığında herhangi bir tamsayı sayıda duran dalganın varlığı mümkündür), en sık π tipi salınımlar kullanılır; bitişik rezonatörlerdeki fazlar farklılık gösterir π . Çalışma frekansına yakın (%10'dan yakın) başka rezonans frekansları varsa, frekans sıçramaları ve cihazın dengesiz çalışması mümkündür. Aynı rezonatörlere sahip magnetronlarda bu tür etkileri önlemek için, bunlara farklı bağlantılar eklenebilir veya farklı rezonatör boyutlarına sahip magnetronlar kullanılabilir (bir boyutta rezonatörler bile, diğerinde tek rezonatörler).

Bireysel magnetron modelleri farklı tasarımlara sahip olabilir. Böylece, rezonatör sistemi çeşitli tipte rezonatörler şeklinde yapılır: oluk deliği, bıçak, oluk vb.

Çalışma prensibi

Elektronlar katottan etkileşim alanına yayılır ve burada sabit bir anot-katot elektrik alanı, sabit bir manyetik alan ve bir elektromanyetik dalga alanından etkilenirler. Elektromanyetik dalga alanı olmasaydı, elektronlar çapraz elektrik ve manyetik alanlarda nispeten basit eğriler boyunca hareket ederdi: episikloidler (bu özel durumda, daha büyük çaplı bir dairenin dış yüzeyi boyunca yuvarlanan bir daire üzerindeki bir noktayla tanımlanan eğri, katodun dış yüzeyi boyunca). Yeterince yüksek bir manyetik alanla (magnetronun eksenine paralel), bu eğri boyunca hareket eden bir elektron anoda ulaşamaz (bu manyetik alandan ona etki eden Lorentz kuvveti nedeniyle) ve diyotun manyetik blokajının olduğunu söylerler. Meydana geldi. Manyetik engelleme modunda, elektronların bir kısmı anot-katot boşluğundaki episikloidler boyunca hareket eder. Elektronların kendi alanlarının etkisi altında ve istatistiksel etkilerin (atış gürültüsü) etkisi altında, bu elektron bulutunda elektromanyetik salınımların oluşmasına yol açan dengesizlikler ortaya çıkar, bu salınımlar rezonatörler tarafından güçlendirilir. Ortaya çıkan elektromanyetik dalganın elektrik alanı elektronları yavaşlatabilir veya hızlandırabilir. Bir elektron dalga alanı tarafından hızlandırılırsa siklotron hareketinin yarıçapı artar ve katot yönünde saptırılır. Bu durumda enerji dalgadan elektrona aktarılır. Elektron dalganın alanı tarafından yavaşlatılırsa enerjisi dalgaya aktarılır, elektronun siklotron yarıçapı azalırken dönme çemberinin merkezi anoda yaklaşır ve anot. Anot-katot elektrik alanı yalnızca bir elektron anoda ulaştığında pozitif iş yaptığından, enerji her zaman öncelikle elektronlardan elektromanyetik dalgaya aktarılır. Bununla birlikte, elektronların katot etrafındaki dönüş hızı, elektromanyetik dalganın faz hızıyla çakışmazsa, aynı elektron dalga tarafından dönüşümlü olarak hızlandırılacak ve yavaşlatılacaktır, bunun sonucunda dalgaya enerji aktarımının verimliliği artacaktır. küçük ol. Elektronun katot etrafındaki ortalama dönüş hızı, dalganın faz hızıyla çakışırsa, elektron sürekli olarak yavaşlayan bölgede kalabilir ve elektrondan dalgaya enerji aktarımı en verimli şekilde gerçekleşir. Bu tür elektronlar alanla birlikte dönen demetler halinde gruplanır ("tekerlek teli" olarak adlandırılır). Elektronların RF alanıyla belirli periyotlarda tekrarlanan etkileşimi ve magnetrondaki faz odaklanması, yüksek verimlilik ve yüksek güç elde etme olanağı sağlar.

Başvuru

Radar cihazlarında dalga kılavuzu, bir yuva dalga kılavuzu veya parabolik bir reflektörle ("çanak" adı verilen) eşleştirilmiş konik bir boynuz beslemesi olabilen bir antene bağlanır. Magnetron, uygulanan voltajın kısa, yüksek yoğunluklu darbeleriyle çalıştırılır ve bu da uzaya kısa bir mikrodalga enerjisi darbesinin yayılmasına neden olur. Bu enerjinin küçük bir kısmı radar nesnesinden antene geri yansıtılır ve onu hassas bir alıcıya yönlendiren bir dalga kılavuzuna girer. Sinyalin daha fazla işlenmesinden sonra, sonunda bir katot ışın tüpünde (CRT) radar haritası A1 olarak görünür.

Mikrodalga fırınlarda dalga kılavuzu, radyo frekanslarına karşı şeffaf olan bir delikte (doğrudan pişirme odasında) biter. Fırın çalışırken fırında yiyecek bulunması önemlidir. Mikrodalgalar daha sonra dalga kılavuzuna geri yansıtılmak yerine emilir; burada duran dalgaların yoğunluğu kıvılcımlara neden olabilir. Yeterince uzun süre devam eden kıvılcım magnetron'a zarar verebilir. Mikrodalga fırında az miktarda yiyecek pişiriyorsanız, mikrodalgaları absorbe etmek için fırına bir bardak su da koymak daha iyidir.

Notlar

, İle. 353.
H. Greinacher (1912) "Über eine Anordnung zur Bestimmung von e/m" (e/m'yi belirleme aparatında), Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, 14 : 856-864. (Almanca)