Magnetron

Magnetron je zařízení konstruované poprvé ve čtyřicátých letech dvacátého století pro vojenské účely v radiotechnice. Jedná se o elektronku, která je schopna generovat elektromagnetické vlnění v oblasti mikrovln, které má v případě mikrovlnné trouby vlnovou délku přibližně 12 cm.

Konstrukce magnetronu je poměrně jednoduchá (pokud seženete vyřazenou mikrovlnku, můžete si ho rozmontovat a prohlédnout). Uvnitř vakuované trubice se nachází kovový váleček, sloužící jako katoda, obklopený kovovým blokem (anodou) s členitou strukturou, která vytváří sudý počet komor (štěrbin). Od anody vede k vršku trubice kovový pásek, sloužící jako anténa. K trubici jsou potom zvenku připevněna hliníková chladicí žebra a celá trubice je vložena mezi dva silné feritové magnety.

Přesný princip funkce magnetronu je naopak značně složitý a pokusíme se pouze velmi zjednodušeně znázornit základní myšlenku jeho funkce.

Váleček tvořící katodu je zahříván elektrickým proudem a díky tomu se z něj uvolňují elektrony, které jsou urychlovány připojeným elektrickým polem směrem k anodě. Feritové magnety vytvářejí v trubici magnetické pole, jehož indukční čáry jsou kolmé k dráze elektronů a ovlivňují tak jejich pohyb. Elektrony se v magnetickém poli nepohybují přímočaře od středu k obvodu, ale stáčejí se směrem doleva, viz obr. To znamená, že nedopadnou doprostřed nejbližšího kovového segmentu, ale na jeho levou část.

Jednotlivé komory anodového bloku se začnou chovat jako miniaturní oscilační (LC) obvody. Štěrbina mezi okraji komory hraje roli kondenzátoru, vodivý zbytek komory, který spojuje okraje štěrbiny, hraje roli miniaturní cívky. Elektrony nabijí jeden okraj komory (jednu desku kondenzátoru), takže začne okamžitě procházet proud kolem komory (cívkou) na druhý okraj komory. 

Průchod tohoto proudu vytvoří malé magnetické pole, které potom ve druhé polovině cyklu indukuje opačný proud komorou. V komorách tak vzniká stejně jako v oscilačním obvodu střídavý proud vysoké frekvence (2,45 GHz), který vyvolává elektromagnetické vlnění vysílané anténou do prostoru trouby. Energie odnášená vyzařováním mikrovln způsobuje vybíjení oscilačních obvodů, které proto musí být neustále nabíjeny elektrony z katody.