Движение электронов в невозбужденном магнетроне

Магниты, создающие скрещенное магнитное поле, как правило, постоянные, специальной рогообразной формы. Магнетрон устанавливают в зазоре между полосами магнита так, чтобы магнитное поле было направлено вдоль оси катода.

а) б) в)

Рис 2.31. Движение электронов в магнетроне.

а) допустим, что постоянное магнитное поле отсутствует Н=0, а к аноду приложено напряжение Ua. На электроны, вылетевшие из катода, действует электрическая сила F= - eE,

где: е - заряд электрона;

Е - напряженность электрического поля между анодом и катодом.

Под действием этой силы электроны движутся по радиусу от катода к аноду (рис. 2.31.а). Попадая на анод, они создают ток в его цепи. Вся энергия электронов рассеивается на аноде;

б) установим постоянное магнитное поле (Н<Н_крит).На электроны будет действовать магнитная сила

F = еvВ,

где: е - заряд электрона;

v - скорость электрона;

В - величина магнитной индукции.

Магнитная сила F перпендикулярна вектору скорости электрона. Не изменяя величины вектора скорости, но искривляет траекторию его движения (рис.2.31.б). При увеличении индукции траектория электрона все более искривляется. При некотором критическом значении Н электроны пролетают вблизи анодного блока, не попадая на него, и возвращаются к катоду. Анодный ток равен нулю (рис. 2.31.в).

Кривая, по которой движутся электроны, называется эпициклоидой.

Таким образом, в невозбужденном магнетроне в области взаимодействия образуется вращающееся электронное облако, каждый отдельный электрон в облаке движется по эпициклоиде. Электронное облако представляет собой отрицательный объемный заряд. Наличие такого заряда является обязательным условием возбуждения магнетрона.