Hallo ich interessiere mich dafür, wie ein Magnetron funktioniert. Ich habe dazu schon einiges gelesen. Es ist ja so, dass die Kathode in der Mitte wie bei einer normalen Elektronenröhre Elektronen emittiert aufgrund der Heizung. Die Elektronen werden dann radial beschleunigt aufgrund der Anodenspannung. Da jedoch noch ein Magnetfeld präsent ist, können die Elektronen nicht auf einer Geraden nach aussen zur Anode fliegen, sondern ihre Bahn wird gekrümmt. Und daher fliegen sie auf einer art kreisähnlichen Bahn. Aussen an der Anode sind ja solche Hohlraumresonatoren angebracht. Kann man sagen, dass die frei vorbeifliegenden Elektronen auf die Hohlraumresonatoren wie eine entdämpfung / negativer Widerstand wirken? Was ist der Grund dafür, dass man mit einem Magnetron so viel Leistung erzeugen kann? liegt es einfach daran, dass man einen entsprechend hohen Anodenstrom fliessen lässt?
https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetron In den Laufzeitröhren findet, soweit ich das verstehe, eine Wechselwirkung statt zwischen den Feldern, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, und Elektronen, die sich wesentlich langsamer bewegen.
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Melvin schrieb: > Kann > man sagen, dass die frei vorbeifliegenden Elektronen auf die > Hohlraumresonatoren wie eine entdämpfung / negativer Widerstand wirken? Weniger. Im Prinzip ist ein Magnetron ein zum Kreis zusammengebogenes Klystron, wodurch Eingang und Ausgang zusammenfällt und eine Rückkopplung entsteht. Der Trick ist, dass durch die elektrischen Felder der Resonatoren der Elekronenstrahl eine Dichtemodulation erfährt: Zu schnelle Elektronen werden etwas abgebremst und zu langsame Elektronen werden beschleunigt. Dadurch entstehen Elektronenpakete, deren Ladung wiederum den nächsten Resonator zu stärkeren Schwingungen anregt, was die Dichtemodulation weiter erhöht.
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Melvin schrieb: > Was ist der Grund dafür, dass man mit einem Magnetron so viel Leistung > erzeugen kann? Vermutung: die außenliegende, aus gut wärmeleitfähigem Metall bestehende Anode lässt sich gut kühlen, um die unvermeidliche Verlustleistung abzuführen.
P.S.: In dem von Christian K. verlinktene Wiki-Artikel lese icH: > Wird die kinetische Energie eines Elektrons zu klein, > so tritt es in den Anodenblock ein Das ist natürlich Unfug. Beim Magnetron werden viel zu langsame Elektronen durch das Magnetfeld zur Kathode zurück gelenkt und verursachen, wenn sie dort einschlagen, wegen ihrer doch schon erheblichen Energie eine Rückheizung. Das führt dazu, dass man oftmals im Betrieb die Heizspannung reduzieren muss, und bei einigen Typen ist die Rückheizung sogar so stark, dass man die Heizung komplett abschalten kann.
Hp M. schrieb: > Beim Magnetron werden viel zu langsame Elektronen durch das Magnetfeld > zur Kathode zurück gelenkt und verursachen, wenn sie dort einschlagen, > wegen ihrer doch schon erheblichen Energie eine Rückheizung. Steht an anderer Stelle auch im Wikipedia-Artikel. Korrigier' ihn doch einfach so, dass er in sich korrekt ist. Dafür ist es doch schließlich ein Wiki.
Hp M. schrieb: > Das führt dazu, dass man oftmals im Betrieb die Heizspannung reduzieren > muss, und bei einigen Typen ist die Rückheizung sogar so stark, dass man > die Heizung komplett abschalten kann. Das MUSS man dann sogar machen, weil die Biester sonst "durchgehen". Das kann man sich aber z.B. bei Magnetrons in Radaranlagen nicht leisten -im doppelten Sinne. Da kostete Eins ein paar Tausend Mark. Das wird nicht billiger geworden sein. Jörg W. schrieb: > Korrigier' ihn doch einfach so, dass er in sich korrekt ist. Dafür > ist es doch schließlich ein Wiki. So schnell kannst Du nicht gucken, wie solche Korrekturen wieder zurück geändert werden. MfG Paul
Paul B. schrieb: > So schnell kannst Du nicht gucken, wie solche Korrekturen wieder zurück > geändert werden. Paul, ich habe schon einiges bei Wikipedia an Kleinkram beigetragen, bis auf eins, bei dem ich mich geirrt hatte, ist das alles drin geblieben. Woher kommt eigentlich immer der Irrglaube, „die Wikipedianer“ wären alles Knallköppe, die „unter sich bleiben“ wollen? An dieser Stelle scheint der Artikel ja sogar in sich widersprüchlich zu sein. Das könnte man erstmal auf der Diskussionsseite notieren. Was mich aber an obiger Erklärung ein wenig stört: klar werden offenbar Elektronen zur Katode zurück befördert. Aber, damit ein Stromfluss zustande kommt, müssen ja deutlich mehr Elektronen zur Anode gelangen, oder?
Paul B. schrieb: > So schnell kannst Du nicht gucken, wie solche Korrekturen wieder zurück > geändert werden. Das kann ich leider bestätigen und mein missionarischer Eifer die Platzhirsche zu vertreiben ist annähernd Null. Jörg W. schrieb: > Aber, damit ein > Stromfluss zustande kommt, müssen ja deutlich mehr Elektronen zur > Anode gelangen, oder? Natürlich. Und es gibt auch ein paar Elektronen, die ziemlich parallel zu den Magnetfeldlinien aus der Kathode herausgekocht werden, kaum abgelenkt werden und und sich dann direkt zur Anode begeben. Damit das nicht zu viele werden, befinden sich unterhalb und oberhalb des Heizwendels bzw. des Kathodenzylinders Abschirmbleche. https://en.wikipedia.org/wiki/File:Magnetron_section_transverse_to_axis.JPG P.S.: Der HV-Trafo im Mikrowellenherd ist übrigens weit mehr als ein simpler Streufeldtrafo mit hohem Innenwiderstand. Das Teil ist genau auf den Kondensator (und natürlich das Magnetron) abgestimmt und bildet damit einen magnetischen Konstanter, der auch trotz größere Netzspannungsschwankungen für eine konstante HF-Leistung sorgt. Daher auch die "krummen" Kapazitätsswerte von z.B. 1,05µF mit geringer Toleranz.
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1 | Daten von ein paar älteren Magnetrons (ohne Gewähr!): |
2 | |
3 | Dauerstrich-Magnetron Impuls-Magnetron |
4 | Röhrentyp : DX_206 YJ_1190 7093 55029 5586 |
5 | Heizspannung (V): 4 5.5 5 13.75 16 |
6 | Heizstrom (A): 30 66 3.9 3.5 3.1 |
7 | Anodenspannung (kV): 5.6 7.0 12.5 22 30 |
8 | Anodenstrom (A): 0.38 1.2 12.5 24 70 |
9 | mittlere Ausgangs- |
10 | leistung (kW): 1.2 5.0 0.02 0.11 0.4 |
11 | Puls-Spitzen- |
12 | leistung (kW): --- --- 40 220 800 |
13 | Frequenz (GHz): 2.5 2.45 35 9.5 2.9-3.1 |
14 | Wellenlänge (cm): 12 ca. 12 0.8 3.15 --- |
15 | Kühlung : Druckluft Wasser Druckluft-Kühlung |
16 | Anwendung : Mikrowellen-Erwärmung Funkortung (Radar) |
17 | |
18 | U_a und I_a bei den Impuls-Magnetrons sind Impulswerte, |
19 | bei Radarbetrieb z.B.: Puls 3.5 µs, Pause 3500 µs. |
20 | |
21 | (Quelle: Elektronenröhren - A. Däschler, 1969) |
Jörg W. schrieb: > Woher kommt eigentlich immer der Irrglaube, Nicht immer, aber immer öfter. > „die > Wikipedianer“ wären alles Knallköppe, die „unter sich bleiben“ wollen? Nicht "alles Knallköppe", aber eine ganze Menge. Gerade bei technischen Artikeln stehen nicht viele, aber eben doch einige falsche Erklärungen drin. Ich bin aber zu alt, um mich dort herumzustreiten. Wer Recht haben WILL, der bekommt von mir selbstverständlich jedes Recht, das ich irgendwo auftreiben kann. MfG Paul
Hp M. schrieb: > Jörg W. schrieb: >> Aber, damit ein >> Stromfluss zustande kommt, müssen ja deutlich mehr Elektronen zur >> Anode gelangen, oder? > > Natürlich. Was genau ist denn nun eigentlich falsch an der dortigen Darstellung? Doch eigentlich nur, dass die Elektronen mit zu geringer kinetischer Energie zur Katode zurück fliegen, alle die, die schnell genug sind, dagegen weiter zur Anode, oder?
Literatur zum Thema: Elektronengeräte: Prinzipien und Systematik Taschenbuch, E. Brüche (Autor), A. Recknagel (Autor), Verlag Springer Valvo Bauelemente: Messungen und Entwicklungsgesichtspunkte für Mikrowellengeräte mit Dauerstrichmagnetrons, G. Euler, Verlag Boysen + Maasch
Gliederung der Mikrowellenröhren: 1. Dichtegesteuerte Röhren: Scheibentriode 2. Laufzeitröhren 2.1. Kreuzfeldröhren: Amplitron, Magnetron, Stabilotron 2.2. Linearstrahlröhren: 2.2.1. Wanderfeldröhre, Carcinotron, EIK/EIO 2.2.2. Klystron Kreuzfeldverstärker (Amplitron, ähnlich Magnetron), Untergruppen: Platinotron, Amplitron, Stabilotron, Magnetronverstärker. http://www.radartutorial.eu/08.transmitters/Kreuzfeldverst%C3%A4rker%20(Amplitron).de.html Kreuzfeldoszillator/-generator: Magnetron http://www.radartutorial.eu/08.transmitters/Magnetron.de.html Wanderfeldröhren: http://www.radartutorial.eu/08.transmitters/Wanderfeldr%C3%B6hre.de.html Extended Interaction Klystron/Oszillator (EIK/EIO) http://www.radartutorial.eu/08.transmitters/Extended%20Interaction%20Klystron.de.html Zweikammer-, Mehrkammer- und Reflex-Klystron: http://www.radartutorial.eu/08.transmitters/Klystron.de.html Weiteres hier: http://www.radartutorial.eu/
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