Post:
#23211 Date:23.03.2006 (09:53) ...
Магнетрид
(сочетание эффекта магнетрона и триода, хотя и не совсем триода…., пока другого названия, в голову не пришло)
Доброго времени суток всем присутствующим!
Хочу выставить идею на Ваше обсуждение в новой теме.
По моим предварительным размышлениям, эффект должен присутствовать, хотя и есть у меня некоторые «неприятные» мысли… но об этом (возможно) позже.
Суть идеи в следующем:
(Я сейчас буду рассматривать все это только с позиции классической физики, без привлечения, каких-либо гипотетических, и еще неизвестных полей и теорий).
Эффект, на котором основана идея, всем хорошо известен, это сила Лоренца. А на основе ее есть много разных других известных эффектов, названных по разному, но суть одна, это – эффект магнетрона, эффект Холла, сила Ампера, электромагнитная индукция, и т.д…. Все это проявляется в ортогональных полях - электрическом и магнитном, или при перемещении зарядов в перпендикулярном магнитном поле.
В двух словах напомню суть.
Если присутствует электрическое поле и есть «свободные» заряды, к примеру электроны, то они приходят в однонаправленное движение вдоль этого поля. Теперь, если еще присутствует и магнитное поле, перпендикулярно электрическому, то на эти движущие заряды начинает действовать сила Лоренца, которая отклоняет их перпендикулярно векторам магнитного и электрического полей.
А дальше все очень просто. Вариантов исполнения может быть очень много, начиная от вакуумных приборов и заканчивая полупроводниками, приборами на туннельном эффекте и др.
Применяя полупроводники и туннельный эффект можно построить прибор, который будет выдавать электроэнергию, используя «тепловые» движения электронов и дырок. То есть он будет преобразовывать окружающее тепло в электроэнергию и тем самим будет охлаждаться «рабочее тело» преобразователя (таки образом нарушая закон термодинамики).
Все мы знаем, что (согласно классики) скорость направленного движения электронов при токе в несколько Ампер составляет всего-навсего несколько мм/Сек., а «тепловая» скорость их движения составляет несколько МЕТРОВ/Сек. или даже десятков..
Значение на несколько порядков больше (возможно я немного ошибся, просто не хотел тратить время на поиски этих цифр, я их точно не помню, но по сути, я высказался правильно). Поэтому с теплового движения электронов вроде можно было бы что то «взять» реальное... Есть правда одно «небольшое» отличие, постоянный ток это однонаправленное движение всех электронов (я рассматриваю проводники), а тепловое движение происходит во всевозможных направлениях, и результирующего среднего тока, как бы и не существует. Но движение зарядов то есть, а следовательно на них будет действовать внешнее магнитное поле! Вы с этим согласны? А если так, то продолжу дальше.
Для начала понимания принципа, я приведу «мысленный» эксперимент только с электровакуумным прибором, особой конструкции (правда, не очень он и особый).
О полупроводниках, туннельном эффекте и использовании «теплового» движения электронов, я сейчас рассказывать не буду. Многие смогут сами дальше переложить эту идею и на полупроводники и тепловое движение.
Так вот, представим себе обычную лампу – диод, но не совсем обычную, а с третьим электродом….скажете это всем известный триод, но уверяю вас это не триод! (если не называть его только по количеству электродов).
Третий электрод, это не управляющая сетка, а эмиттер!
См. приведенный ниже рисунок.
И еще в этой лампе должны присутствовать постоянные магниты, как магнетроне.
Для предварительного мысленного «расчета», мощность, потребляемую подогревателем катода, мы не будем учитывать (существуют ведь и холодные катоды), а в полупроводниках накала вообще нет.
Рассуждая далее, это почти обычный электровакуумный диод, на аноде положительное напряжение (определенной величины), катод нагрет и электроны устремляются с ускорением к аноду, есть анодный ток.
Теперь, перпендикулярно движению электронов прикладываем магнитное поле с помощью постоянных магнитов (как в магнетроне). На движущиеся электроны начинает действовать сила Лоренца, которая (при указанных направлениях на рис. магн. поля), будет направлена вправо. А справа у нас находится пластина эмиттера!
Далее подбираем такое напряжение на аноде и напряженность внешнего магнитного поля, что все электроны, вылетевшие с катода, попадают на эмиттер, не достигая анода. Анодного тока нет!(или он будет мизерным) Но электрическое поле остается таким же и работа лампы не нарушается.
На эмиттере будут скапливаются электроны и он приобретет отрицательный заряд, т.е., на нем появится отрицательное напряжение, по отношению к катоду.
Подключаем между эмиттером и катодом нагрузку - естественно потечет ток, а следовательно и получим определенную полезную мощность в нагрузке.
Но анодного тока ведь нет! И мощность от источника, получается, мы не потребляем (подогреватель, пока не берем в расчет). В таком варианте работы на аноде нам нужен только потенциал для создания электрического поля.
Но в нагрузке то, ток будет, следовательно должна быть и полезная мощность!
Ну вот пока и все.
С уважением
В этом приборе возможно (при более высоких рабочих мощностях) использоват эффект саморазогрева катода (после запуска устройства нагреватель отключается). Этот эффект присутствует в работе некоторых моделей мощных магнетронов.
