(Ĉiutaga apliko: ĝi generas la varmon en kuireja mikroonda forno...)
Magnetrono estas la baza tipo de grandpovumaj radiofrekvencaj generatoroj, aplikataj en la centimetra bendo. Ĝi estas elektronika tubo, havanta specialan konstruon. Ĝi estas uzata kaj por la produktado de impulsaj altfrekvencaj signaloj, kaj por la produktado de kontinuaj osciloj. La povumo de magnetronoj varias de kelkaj dekoj ĝis mil kilovatoj. Ilia rendimento estas eksterordinare alta (50-70 %-oj), inter la aliaj SKO-generatoroj (super-kurta-ondo) ĝi havas la plej oportunan pezo-povumo-rilaton. Malavantaĝo de la magnetrono estas la relative malalta frekvenco-stabileco.
| |
| Figuro 1. Konstruo de la magnetono | Figuro 2. Ĝeneralaj formoj de resoniloj en la magnetrono |
Sur figuro 1 estas ilustrita la konstruo de la magnetrono, kie per la litero K estas signita la cilindroforma inkandeska katodo. Ĝi estas cirkaŭigita per kupra anoda bloko, kaj en tiu anodringo situas resoniloj. La nombro (N) de la resoniloj ĉiam estas para, depende de la konstruo ĝi povas varii de N =8 ; ĝis N = 40. Inter la katodo kaj la anoda bloko situas la spaco de interago. Konstanta (permanenta) magneto (ne ilustrita sur fig. 1) estigas konstantan aksodirektan magnetan kampon. En unun el la resoniloj estas metita kuplomaŝo KM, servanta la eligon de energio de altfrekvencaj osciloj. Sur figuro 2 estas ilustritaj la plej ĝeneralaj formoj de la resoniloj: a – fendaĵkavo, b – fendaĵo, c – sektoro.
La unuopan (apartan) resonilon de anoda bloko oni povas rigardi kiel fidro, fermita ĉe la fino, kiu estas ekscitata en la baza frekvenco, kiam laŭlonge de la resonilo lokiĝas kvarono de ondo λ/4, (aŭ en la harmono de la baza frekvenco: 
, 
, ktp). Tial, laŭ dimensioj de la resoniloj oni povas havi informon pri la ondolongo, produktata fare de la magnetrono. Resonila sistemo de la magnetrono havas altan kvalitecon (bonecan a#365; kvalit-faktoron): Q = 700-1500, sed dum ŝarĝado ĝi malpliiĝas ĝis kelkaj centoj. Apartaj resoniloj de la anoda bloko havas komplikajn elektrajn interligojn. Ili estas interligitaj kondukte (galvane) per la segmentoj de la anoda bloko, per komuna magneta flukso kaj per komuna elektra kampo (figuro 3.).
Figuro 3. Elektraj interligoj de apartaj resoniloj en la magnetrono
Por klarigi la principon de la funkciado de magnetrono, ni pristudu la movon de elektronoj en elektromagneta kampo de platdiodo, kie la elektra kampo direktiĝas de la anodo al la katodo, la konstanta magneta kampo estas direktita laŭlonge de la katodo, perpendikle al la elektra kampo (figuro 4).
 |  |
| Figuro 4. Movo de elektronoj sub la efiko de elektromagnetaj fortoj en platdiodo | Figuro 5. Eblaj projekciaĵoj de elektronoj ĉe diferencaj valoroj de magneta indukto |
Aplikante la duan leĝon de Newton ma = F, ni povas priskribi ekvacion de la movo de elektrono en vektora formo:
kie m = maso de la elektrono; r = radiusvektoro, determinanta la situon de elektrono en la spaco.
En la orta koordinatsistemo tiu ĉi ekvacio havas la formon:
kie x, y, z — projekciaĵoj de radiusvektoro 
al la koordinataksoj.
ExEyEz, BxByBz, vxvyvz – projekciaĵoj de vektoroj 
al la koordinataksoj. Post kelkaj transformoj, kaj diferenciado ni ricevos la ekvacion
kie la esprimo 
estas la t.n. ciklotrona frekvenco.
La solvo de tiu ĉi ekvacio estas funkcio
Ĉe deiraj kondiĉoj vy = 0, t ® 0 ni ricevas:
(7) kaj (8) estas ekvacioj de cikloido en parametra formo. Ĉi tie r estas la radiuso de cirklo de cikloido.
La meza transporta rapido de elektrono v (laŭ la akso OY) egalas al la rapido de formoviĝo de la cirklocentro, formanta cikloidkurbon, v = rw. Substituante la respektivajn valorojn ni ricevos:
Sur figuro 5 estas ilustritaj kelkaj projekciaĵoj de elektrono, ĉe diferencaj valoroj de magneta indukto. Ĉe B = 0 la forto FM, deklinanta la elektronon forestas, kaj la elektrono moviĝas rektlinie de la katodo al la anodo (trajektorio 1).
Figuro 6. Dependeco de la anodkurento disde la indukto
El la egalaĵo (9) sekvas, ke ĉe B=0 r egalas al infinito, t.e. la trajektorio estas rektlinia. Laŭ la kresko de magneta indukto, la trajektorio de la elektrono kurbiĝas kaj ĉe iu valoro de B, ne atingante la anodon ĝi reiras al la katodo – la anodkurento ĉesiĝas. La dependeco de la anodkurento disde la indukto estas ilustrita sur figuro 6. Tiu fenomeno estas nomata magnetrona efekto. Al la krita indukto respondas diametro de cikloido, egala al la distanco inter la katodo kaj anodo, t.e. 2r = d. Substituinte la kritan radiuson en la ekvacio (9) kaj solvinte ĝin laŭ B ni havas:
Konsidere ke la elektra kampo estas egalmezura inter la anodo kaj katodo, 
. Sekve:
Ĉe konstanta B ekzistas krita anodtensio Ea kr. Ĉe Ea = Ea kr kurento tra diodo fariĝas nulo. Solvinte la ekvacion (12) por Ea ni ricevas:
 |  |
| Figuro 7. Altfrekvenca elektra kampo en la spaco de interago. La osciloj en la najbaraj resoniloj estas inversfazaj | Figuro 8. La difuza kampo ĉirkaŭ la fendaĵo |
Dum la funkciado de magnetrono en ĝiaj resoniloj aperas altfrekvencaj elektromagnetaj osciloj. Sur figuro 7 estas ilustrita altfrekvenca elektra kampo en la spaco de interago, kiam osciloj en la najbaraj resoniloj troviĝas inversfaze. Tiaj osciloj estas nomataj inversfazaj aŭ π-tipaj osciloj. La movon de elektronoj influas ne la kampo ekzistanta en la fendaĵo de la resonilo, sed la difuza kampo cirkaŭanta la fendaĵon. Tiun kampon en ajna punkto de la spaco oni povas erigi al du komponantoj: la tanĝanta Et, kaj la radiala Er (figuro 8). La tanĝanta komponanto de la elektra kampo plenumas du funkciojn: klasifikas la elektronojn, t.e. forigas la neutilajn elektronojn, kiuj kvankam akceptis energion de la altfrekvenca kampo, tamen ne atingis la anodon, sed dum la unua cikloidperiodo refalegas al la katodo, kaj transdonante sian energion pluhejtas ĝin, kaj interagas kun la utilaj elektronoj, transdonante al ili la energion de la altfrekvenca kampo. La radiala komponanto grupigas la elektronojn.
Figuro 9. Distribuo de la spacoŝrgoj
En la moviĝanta fluo de elektronoj, sub la influo de la radiala komponanto, estiĝas regionoj de spacoŝargoj, havantaj plialtigitan densecon. Ili interagas kun la tanĝanta komponanto de la altfrekvenca kampo, kaj aldonas al ĝi sian energion. Sur figuro 9 estas ilustrita la distribuo de spacoŝargoj. Ĉe inversfazaj osciloj la nombro de spacoŝargaj regionoj estas duoble malpli ol la nombro de resoniloj. Por ke la spacoŝargoj transdonu maksimuman energion al la altfrekvencaj kampoj de la resoniloj, la tempo de transiro de la distanco inter la du najbaraj fendaĵoj devas esti duonperiodo de altfrekvencaj osciloj. La kampo de resoniloj ŝanĝas la direkton de ĉiu alternanco (duonperiodo), sekve la spacoŝargaj regionoj moviĝas ĉiam en malrapidiga kampo de la fendaĵoj. Jen, tiu ĉi supra estas nomata la kondiĉo de sinkronizado.
Ĉiu resonilo de anoda bloko havas propran oscilfrekvencon, determinitan fare de siaj geometriaj dimensioj. La resoniloj estas interligitaj sufiĉe forte fare de la elektra kaj magneta kampoj (figuro 3.). Tial, la anoda bloko formas oscilcirkvitan sistemon kun kelkaj propraj frekvencoj. El ili al ĉiu frekvenco respondas determinita fazrilato inter la osciloj de apartaj resoniloj kaj la propra distribuiĝo de elektromagneta kampo. Sekve, en la oscilsistemo de magnetrono povas estiĝi diverstipaj osciloj. La fazdiferenco de la osciloj (inter la kurentoj kaj tensioj) de najbaraj resoniloj estas la sama, kaj egalas φ = 2πk/N, tial ke laŭ la anoda bloko lokiĝas entjera ondo k (k = 0, 1, 2,.. .). Al ĉiu ,,k" respondas propra tipo de osciloj. Oni povas pruvi, ke la fazdiferenco estas tiu sama ĉe la osciloj:
Tiaj osciloj estas nomataj degeneritaj osciloj, aŭ dubletoj. Krom la kvar dubletoj ekzistas unu nedegenerita oscilo, estiĝanta ĉe k = N/2 = 4. Ĉe tiu oscilo, la fazdiferenco inter la osciloj en najbaraj resoniloj egalas al φ = 2π4/8 = π. Tia tipo de osciloj estas nomata π-tipaj, aŭ inversfazaj osciloj. Tiamaniere, povas ekzisti 
tipoj da oscilo.
Por la eligo de energio estas aplikata kuplomaŝo, kiu nepre estas metenda en kurentmaksimumon. Por la dubletoj, la nombro de kurentmaksimumoj en la resoniloj estas malpli ol la nombro de resoniloj, almenaŭ en unu paro de resoniloj estos trovebla kurentnodo. La distribuiĝo de nodoj kaj maksimumoj en apartaj resoniloj estas tute hazarda kaj malstabila. La hazarda transmoviĝo de maksimumo el unu resonilo en alian akre variigas la energion, eligatan per la kuplomaŝo. Tiamaniere la dubletoj estas maloportunaj por la praktika apliko.
Ĉe π-tipaj osciloj la fazostato de najbaraj resoniloj ĉiam estas inversa, t.e. en ĉiu resonilo troveblas kurentmaksimumo. Ĝuste tial estas aplikata la π-tipa oscilo en la magnetrono.
László Szilvási
Fonto: László Szilvási: Radioteknika artikolaro, Scienca Eldona Centro de UEA, Budapest, 1984
Kunlaborinto: Mészáros István
STEB: http://www.eventoj.hu