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

---

Предисловие к первому изданию				5
Электроника больших мощностей				9
Введение. Задачи, стоящие перед электроникой больших мощностей				9
Глава первая. Решение основного уравнения движения заряженных частиц методом усреднения по времени				17
Глава вторая. Движение электронов в планотроне				30
Глава третья. Основные показатели планотрона				44
Глава четвертая. Анодные и катодные потери в планотроне				62
Глава пятая. Краевой эффект и связанные с ним потери				74
Глава шестая. Теория магнетрона				92
Глава седьмая. Экспериментальное исследование электронных процессов в планотроне				115
Глава восьмая. Ларморова орбита в высокочастотном поле				129
Глава девятая. Перспективы электроники больших мощностей				147
Собственные колебания объемных резонаторов с решетчатой перегородкой				159
1. Прямоугольная полость				160
2. Вычисление емкости λ				173
3. Собственные колебания цилиндрической полости с решеткой				181
4. Резонансные полости с перегородками				190

---

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.

---