> Техника, страница 59 > Магнетрон
Магнетрон
Магнетрон, лампа электронная (смотрите) с управлением электронным током при помощи магнитного поля вместо поля электрического; предложена впервые Гердином (1910 год) И и разработана Хеллом (1921 год). Расположение электродов (нити и анода, так как управляющая сетка отсутствует) всегда цилиндрическое. Управляющее (переменное) магнитное поле Я создается чаще всего (назовем этот тип «М. 1-го рода») в направлении, параллельном нити (оси цилиндра), особой катушкой; кроме того создается (особой катушкой Llt фигура 1, или той же самой) «сдвигающее» (постоянное) магнитное гГоле h, аналогичное постоянному смещению на сетку в обычной электронной лампе. Возможно также — исключительно для целей генерации— управление магнитн. полем кольцевым, образуемым вокруг нити током накала и направленным нормально к нити (назовем этот тип «М. 2-го рода»), М. могут применяться как усилители и как генераторы. В первом случае «управляющая катушка» соединяется с подводкой усиливаемого тока, во втором— в качестве катушки обратной связи—с анодным контуром LC или даже (как это указано на фигуре 1) просто является самоиндукцией этого контура L. Принципиальным отличием магнетронного генератора от обычного лампового является то обстоятельство, что в М. анодный ток является функцией самого тока в колебательном контуре, тогда как в обычном генераторе он является функцией производной колебательного тока по времени. Поэтому в М. приходится создавать искусственно нек-рый сдвиг фаз в колебательном контуре, что в схеме фигура 1 осуществляется подбором блокировочного конденсатора C1 и реактивной катушки I.
Управление магнитным полем Я достигается благодаря тому, что магнитное поле, искривляя траекторию электронов, не допускает их до анода, несмотря на влияние поля анода, если Я превосходит некоторую критич. величину Я„. Если принять, что электроны покидают катод без начальной скорости, то анодный ток 1а в случае «М. 1-го рода» дается обычной «ф-лой 3/2»:
Здесь: I—длина анода, га—его радиус, β2— величина, зависящая от отношения га к радиусу нити гъ но обычно близкая к 1, е и т—заряд и масса электрона, F0 есть критическое анодное напряжение, как раз достаточное, чтобы довести электроны от катода до анода в присутствии магнитного поля, проистекающего от сложения поля Я и поля электронного тока I.
Ток 1а=0, если Va < F0I=~ И°р, то есть если
тт 8т vj 6,72 --г
Но=у —=~ УУа (вольт) гаусс.
“ е а а
Эти ф-лы выведены в предположении, что скорость вылета электронов 1) равна нулю и 2) одинакова у всех электронов. Фигура 2 показывает, что характеристики имеют нек-рый наклон с закруглениями вверху и внизу; они идут тем круче, чем Va больше. «Сдвигающее поле» h подбирается т. о., чтобы рабочая точка попала на крутую часть характеристики. В случае «М.
2-го рода» траектория электронов получает форму слегка удлиненных циклоид; если же пренебречь скоростью вылета, то 1а= 0 при токе накала гНш, если
Va< F0II=2 £ · i». 1п^=0,0188 ·4·. · lg*^, то есть если
i >ΥΜ
°п. ^ Гп
1пг*
ч
Наличие объёмного заряда слегка удлиняет циклоиды, но обычно действие это слабо. Интересно отметить, что при совместном действии продольного (как в «М. 1-го рода») и кольцевого («М. 2-го рода») полей критич. значение Va равняется сумме F0j и F0lI, так что оба поля вполне независимы в своих действиях.При возрастании г„. от 0 (при Va== Const) 1а сперва растет, определяясь величиной Т, затем резко падает, ограничиваясь величиной Я. В лампе Хелла с 2га== 4,6 сантиметров и 2rt=l см, при Уа=3 100 У,
I- переменный (20 кц.)
Ц ток накала в 1 600 А
полностью (дважды за период) сводил к О ток 1а=45 А; позднее была построена 1 000-kW-ная лампа с F,==20 000 У и _Га=50 А.
Фигура з. Будучи присоединен к соответственному контуру, такой М. является генератором на частоте в 20 кц. Фигура 3 дает осциллограмму управления током накала. Никаких преимуществ перед обычными электронными лампами с сеткой М. однако не имеют, так как не могут конкурировать с ними в смысле кпд и простоты аппаратуры; поэтому они не получили какого-либо технич. применения. Об их применении для генерации ультракоротких волн см. Ультракороткие волны. Принцип М. приложим и к динатронам (смотрите).
Лит.: !) Г. П. 276528/10.— Богуславский С. А., О влиянии магнитного поля на термионные токи, «Труды ГЭЭИ», М., 1924, вып. 3; Hull А., «Phys. Rev.», Ν. Y., 1921, ν. 17, ρ. 539, 1922, у. 19, ρ. 533, 1923, Υ. 22, ρ. 279, 1925, ν. 25, ρ. 645; Elder F. R., «Proc. of the Inst, of Radio Eng.», Ν. Y., 1925, v. 13, p. 159 (генератор и усилитель); В a η n e i t z F., Taschenbuch d. drahtlosen Telegraphie u. Telephonie, B., 1927 (список литературы и патентов); Richardson О., The Emission of Electricity from Hot Bodies, p. 74, 2 ed., L., 1921. Б. Введенский.