URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Капица П.Л. Электроника больших мощностей: С приложением статьи «Собственные колебания объемных резонаторов с решетчатой перегородкой» Обложка Капица П.Л. Электроника больших мощностей: С приложением статьи «Собственные колебания объемных резонаторов с решетчатой перегородкой»
Id: 284056
1127 р.

Электроника больших мощностей:
С приложением статьи «Собственные колебания объемных резонаторов с решетчатой перегородкой». Изд. 2, стереотип.

2023. 200 с.
Белая офсетная бумага

Аннотация

Вниманию читателей предлагается книга, в свое время ставшая первой из серии намеченных к изданию сборников работ, выполненных в лаборатории лауреата Нобелевской премии, академика АН СССР П.Л.Капицы и посвященных развитию электроники больших мощностей, изучающей проблемы генерации мощных высокочастотных электромагнитных колебаний и их преобразования в другие виды энергии. Решение этих проблем позволило весьма эффективно использовать... (Подробнее)


Оглавление
top
Предисловие к первому изданию5
Электроника больших мощностей9
Введение. Задачи, стоящие перед электроникой больших мощностей9
Глава первая. Решение основного уравнения движения заряженных частиц методом усреднения по времени17
Глава вторая. Движение электронов в планотроне30
Глава третья. Основные показатели планотрона44
Глава четвертая. Анодные и катодные потери в планотроне62
Глава пятая. Краевой эффект и связанные с ним потери74
Глава шестая. Теория магнетрона92
Глава седьмая. Экспериментальное исследование электронных процессов в планотроне115
Глава восьмая. Ларморова орбита в высокочастотном поле129
Глава девятая. Перспективы электроники больших мощностей147
Собственные колебания объемных резонаторов с решетчатой перегородкой159
1. Прямоугольная полость160
2. Вычисление емкости λ173
3. Собственные колебания цилиндрической полости с решеткой181
4. Резонансные полости с перегородками190

Предисловие к первому изданию
top
Хотя электронными процессами все шире и шире пользуются в современной электротехнике, но нетрудно видеть, что все же есть область, куда электроника почти не проникает. Действительно, электронные процессы в настоящее время наиболее широко применяются в измерительной технике (катодные осциллографы, фотоэлементы, высокочастотные измерения, усилители и т. д.), в кибернетических проблемах (автоматика, счетнорешающие устройства, стабилизаторы и др.), в связи (радио, телевидение, радиолокация и т. д.). Однако применение электроники сверхвысоких частот для решения энергетических проблем находится еще в начальной стадии.

Эту область применения электроники я назвал «электроникой больших мощностей». Данное название, конечно, является условным, так как невозможно установить границу, где начинаются «большие мощности». Поэтому под электроникой больших мощностей, мне думается, следует понимать тот отдел электротехники, в котором электроника сверхвысоких частот используется для получения непосредственного энергетического эффекта, т. е. для генерации электромагнитных колебаний, которые трансформируются не только в электромагнитные волны, но и в тепло, в энергию ускоренных корпускулярных пучков и в другие виды энергии.

Мне думается, что внедрение сверхвысокочастотной электроники в большую энергетику является одним из наиболее обещающих направлений развития современной электротехники. Основные преимущества сверхвысокочастотной энергетики уже сейчас выявляются совершенно четко: это — возможность сосредоточения большой электромагнитной энергии в малых объемах, а также исключительная гибкость, с которой происходит трансформация высокочастотной энергии в другие виды энергии (концентрированный подвод тепла, ускорение элементарных частиц, создание, нагревание и удержание плазмы и т. д.). Недостаточное использование электроники в энергетике объясняется тем, что в настоящее время отсутствуют эффективный и надежный метод генерирования сверхвысокочастотной энергии и метод ее преобразования в другие виды энергии.

Для развития электроники больших мощностей нужно начать с решения этих задач и искать эти решения на широкой научной базе.

Этими вопросами мои сотрудники и я занимались в течение последних лет, в связи с чем накопилось много научного материала, который мы сейчас имеем возможность начать публиковать. Поскольку накопилось значительное количество материала и наши работы связаны между собой, мы сочли более удобным не загружать ими периодическую печать, а опубликовать их в виде отдельных сборников, которым мы даем общее название «Электроника больших мощностей». Поскольку большинство работ, внесенных в эти сборники, было выполнено несколько лет назад, мы решили их печатать в том виде, какой они имели в то время, ив частности не обновлять ссылок на литературу.

Наша работа началась с теоретического исследования процессов генерирования мощных сверхвысокочастотных колебаний. Мы исходили из предпосылки, что мощные колебания могут эффективно создаваться только электронными процессами, происходящими в постоянных (скрещенных) магнитном и электрическом полях, и разработали метод теоретического рассмотрения таких процессов. Этот метод, как будет видно далее, является достаточно общим и полным; в частности, с его помощью удалось дать наглядную количественную теорию процессов, происходящих в генераторах магнетронного типа.

Указанный метод и важнейшие результаты изложены в нашей большой работе «Электроника больших мощностей», законченной в апреле 1952 г. и давшей название всему направлению. Эта работа печатается в данном сборнике с некоторыми сокращениями. После этой работы наши исследования по электронике больших мощностей стали развиваться более широко. Наша следующая теоретическая работа «Собственные колебания объемных резонаторов с решетчатой перегородкой», выполненная в 1955 г., также помещена в данном сборнике. Другие, более поздние работы нашей лаборатории будут опубликованы в следующих сборниках.

В своей начальной стадии эта работа (как в экспериментальной, так и в теоретической части) велась мною в тесном сотрудничестве с С. И. Филимоновым и С. П. Капицей. Неизменный интерес к теоретическим вопросам проявлял В, А. Фок, давший ряд ценных советов. Я хочу поблагодарить моих друзей и сотрудников за то, что они в то время принимали участие в моей научной работе, несмотря на трудные условия, в которых она протекала в 1946—1952 гг.

Я хотел бы также отметить, что большой труд по редактированию наших работ при их подготовке к печати взял на себя Л. А. Вайнштейн, которому мы — все авторы — приносим нашу благодарность.

П. Капица

Физическая лаборатория АН СССР

Март 1962 г.


Об авторе
top
photoКапица Петр Леонидович
Выдающийся советский физик, инженер и организатор науки. Лауреат Нобелевской премии по физике (1978). Дважды Герой Социалистического Труда (1945, 1974). Лауреат двух Сталинских премий первой степени (1941, 1943). Награжден шестью орденами Ленина, а также многочисленными медалями. Академик АН СССР (1939), член Лондонского королевского общества (1929), иностранный член Национальной академии наук США (1946). Получил степень доктора наук в Кембридже (1923), доктора физико-математических наук — в Москве (1928).

Высшим научным достижением П. Л. Капицы, принесшим ему Нобелевскую премию, является открытие в 1938 г. сверхтекучести жидкого гелия и изучение его свойств. Эти исследования легли в основу теории сверхтекучести Льва Ландау. Благодаря исследованиям Капицы и Ландау появилась новая область науки — физика низких температур. Кроме того, П. Л. Капица разработал новый метод ожижения воздуха, предопределивший развитие в мире крупных установок для получения кислорода, азота и инертных газов. Измеряя температуру в центре гелиевого разряда, он установил, что на расстоянии в несколько миллиметров от границы разряда температура изменяется примерно на два миллиона градусов Кельвина. Это открытие легло в основу проекта термоядерного реактора с непрерывным подогревом плазмы.