Hoe werkt een magnetron (geavanceerd)?

Ik hoef niet de basis-antwoorden, maar als er een natuurkundige in de zaal is: graag. Ik krijg verschillende antwoorden, is er in de magnetron nou sprake van een wisselend of een gelijk elektrisch veld?

Weet jij het antwoord?

/2500

In een magnetron veroorzaakt een gelijkspanning oscillaties in holtes die in een magneetveld geplaatst zijn en waarin elektronen gaan rondspinnen. Deze "trilholtes"zijn daardoor afgestemde kringen die elk hun oscillatie-energie afgeven als een EMstraling in het gigaHZ gebied (microgolven). Er staan meerdere trilholtes "parallel"(meestal 6) die uitmonden op een kanaal welke als golfgeleider de opgewekte energie afgeven aan de uitgang. Het is dus een vacuum radiobuis die in auto-oscillatie treedt en derhalve een vaste golflengte afgeeft. De magneten dienen er oa ook voor dat de spinnende elektronen de wand van de holtes niet raken. De pakweg 3KVDC (niet erg afgevlakt) is nodig om de oscillatie in stand te houden en voldoende energie over te laten blijven om output te genereren. Het rendement is ongeveer 50% De buis zelf vormt dus een afgestemde kring die tevens een hoge output heeft. Het elektrisch veld oscilleert dus in een stabiel magnetisch veld. Zou het electrisch veld niet oscilleren , dan zou er geen EM energie afgegeven worden. Bij defecte magnetronbuizen start de zelfoscillatie niet (goed). Deze buizen kunnen snel defect raken als ze hun EM energie niet af kunnen geven, de interne verhitting beschadigt de trilholtes en andere bij de oscillatie betrokken structuren. Derhalve moeten dergelijke buizen nooit onbelast werken.

In de magnetron wordt een wisselend elektromagnetisch veld opgewekt (zowel het elektrisch veld als het magneetveld wisselen dus). Dit heeft een elektromagnetische golf ten gevolge, die identiek is aan andere een elektromagnetische golven als radiogolven, radargolven, infraroodstraling, licht, UV, rontgenstraling en gammastraling.

Er is geen sprake van een electrisch, maar een electromagnetisch veld. Een magnetron (zo heet het element dat de straling in een magnetron-oven verzorgt) is in feite een hoogvermogen radiozendbuis. De zend frequentie is zo'n 2500 MegaHertz. Bij die frequentie zijn watermoleculen het gevoeligst voor dit soort velden waardoor ze de radioenergie omzetten in warmte. Het is dus een wisselend veld: zo'n 2500000000 keer per seconde.

Een magnetron heeft als de kern een kathodestraalbuis. Deze kathode heeft een hoge negatieve spanning. Hij staat in een vacuum en de elektronen kunnen daardoor het vacuum in op weg naar de zijwanden, omdat het elektrische veldkrachten een naar buiten gericht veld genereren. Omdat er echter ook een magneetveld is kunnen de elektronen niet zonder meer naar de buitenwand toe, maar ondervinden ze een magnetische kracht loodrecht op hun bewegingsrichting. De elektronen in het vacuum gaan dus snel rond de kathode draaien en dat veroorzaakt op zich al een elektromagnetische golf. Doordat de vacuumholte is omgeven door kleinere holtes omringt door een geleider kan er een elektromagnetische golf opgewekt worden in de secundaire holtes. Deze holtes kun je vergelijken met bierflesjes waar over heen geblazen wordt en dan een zuivere toon opwekken. Bij deze holtes die de elektromagnetische golf opwekken is een antenne met vierkante doorsnede gevoegd die de straling opvangt en weer uitstraalt in de magnetronoven. De oven zelf is een elektromagnetisch dode ruimte, om te voorkomen dat er microgolfstraling naar buiten het apparaat lekt, je kunt het afschermende rooster goed zien in de glazen deur. Het werkingsmechanisme van dit soort apparaten is complex omdat de grootte van de onderdelen ongeveer overeenkomt met de golflengtes die worden uitgezonden, zodat het lastig is precies uit te leggen hoe zo een apparaat werkt, zonder in technisch jargon te verzanden. De magnetron is in Duitsland uitgevonden, maar de Duitsers hebben met hun radar aanvankelijk op het verkeerde paard gewed en de Engelsen en Amerikanen hebben de magnetron bruikbaar gemaakt voor radarapparatuur, waardoor er een beslissend voordeel ontstond voor de geallieerden.

Bronnen:
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetron

Alle goedbedoelde antwoorden ten spijt heb ik het idee dat ze je vraag voorbij gaan. Ik zal het proberen eenvoudiger uit te leggen. Een (water) molecuul heeft een noord en zuid pool ofwel + en - , onder invloed van een snel wisselend elektromagnetisch veld opgewekt in de magnetron worden de moleculen snel heen en weer gedraaid waardoor er wrijving en dus warmte wordt ontwikkeld tussen de moleculen dit verhit uiteindelijk het product wat in de magnetron staat. Over het algemeen kun je zeggen dat producten die water bevatten opgewarmd kunnen worden in een magnetron. Maar er zijn natuurlijk wel meer stoffen die de eigenschap net als water hebben alleen zijn die meestal niet geschikt voor consumptie,daarom wordt er gezegd als ergens water inzit kun je het opwarmen in een magnetron.

Stel zelf een vraag

Ben je op zoek naar het antwoord die ene vraag die je misschien al tijden achtervolgt?

/100