¿Qué es un magnetrón de cavidad?

Un magnetrón de cavidad es un tipo de tubo de vacío que genera microondas, que son ondas de radio de longitud de onda corta. Las corrientes de electrones son manipuladas por campos magnéticos, causando una emisión de microondas. El primer magnetrón de cavidad fue desarrollado por dos físicos británicos en 1940 y condujo al desarrollo de unidades de radar portátiles. Hoy en día, estos dispositivos todavía se usan en equipos de radar y como generador de ondas electromagnéticas que todo horno de microondas usa para cocinar alimentos.

Un cátodo está montado en el centro de un ánodo hueco en forma de cilindro. La cavidad central, que también tiene forma de cilindro, está conectada a otras cavidades más pequeñas en la pared exterior del cilindro, y se monta un imán grande en cada extremo. Los campos magnéticos hacen que los electrones giren en espiral alrededor del cátodo a medida que viajan hacia el ánodo en lugar de moverse en línea recta. La interacción del flujo de electrones con el campo magnético provoca un campo de resonancia eléctrica dentro de las cavidades en la pared exterior del cilindro, que emite microondas. Un magnetrón de cavidad puede diseñarse de tal manera que emita microondas de una frecuencia deseada.

El desarrollo del magnetrón de la cavidad fue uno de los avances tecnológicos más importantes del siglo XX. Su implementación permitió el montaje de unidades de radar portátiles en barcos y aviones, así como hacer que los radares terrestres sean mucho más eficientes y efectivos. Esta tecnología de radar mejorada es ampliamente reconocida por dar a los Aliados una ventaja significativa sobre los poderes del Eje en esta área durante la Segunda Guerra Mundial.

En 2011, los magnetrones de cavidad todavía se usan ampliamente para los sistemas de radar, aunque las nuevas tecnologías que usan transmisores alternativos están comenzando a suplantarlos. Esto se debe al hecho de que la naturaleza misma de los campos eléctricos oscilantes que emiten las microondas hace que sea difícil sintonizarlas con bandas de frecuencia estrechas precisas, así como a otras consideraciones, como la proximidad humana a la potente radiación electromagnética cuando estos sistemas están montado en aviones y buques de guerra. Los sistemas de radar existentes generalmente no se reemplazan o actualizan, y por esta razón, los magnetrones de cavidad continuarán en servicio en los equipos de radar durante muchos años o incluso décadas.

Los hornos de microondas utilizan magnetrones de cavidad, aunque mucho más pequeños y menos potentes que los utilizados para equipos de radar. En un horno microondas, las microondas se dirigen a la caja de cocción y se distribuyen mediante un difusor, que ayuda a que los alimentos se cocinen de manera más uniforme. La mayoría de los hornos de microondas utilizan un magnetrón de cavidad que emite un máximo de 2500 vatios aproximadamente en el caso de modelos comerciales grandes, mientras que los magnetrones de cavidad muy potentes utilizados para aplicaciones de radar pueden producir millones de vatios.