загрузка...

трусы женские
загрузка...
Реферати » Реферати з радіоелектроніки » Електричний струм у вакуумі. Електронні лампи. Їх застосування

Електричний струм у вакуумі. Електронні лампи. Їх застосування

Електроніка і радіо майже ровесники. Правда, спочатку радіо обходилося без допомоги своєї однолітки, але пізніше електронні прилади стали матеріальною основою радіо, або, як кажуть, його елементарною базою.

Початок електроніки можна віднести до 1883 року, коли знаменитий Томас
Альфа Едісон, намагаючись продовжити термін служби освітлювальної лампи з вугільною ниткою розжарювання, ввів в балон лампи, з якої відкачано повітря, металевий електрод.

Саме цей досвід привів Едісона до його єдиного фундаментального наукового відкриття, яке лягло в основу всіх електронних ламп і всієї електроніки дотранзісторного періоду. Відкрите ним явище згодом отримало назву термоелектронної емісії.

Зовні досвід Едісона виглядав досить просто. До висновку електроду і одному з висновків розжареної електричним струмом нитки він під'єднав батарею і гальванометр.

Стрілка гальванометра відхилялася всякий раз, коли до електроду під'єднувався плюс батареї, а до нитки - мінус. Якщо полярність мінялася, то струм в ланцюзі припинявся.

Едісон обнародував цей ефект і отримав патент на відкриття. Правда, роботу свою він, як мовиться, до пуття не довів і фізичну картину явища не пояснив. В цей час електрон ще не був відкритий, а поняття
"термоелектронна емісія", природно, могло з'явитися лише після відкриття електрона.

Ось у чому її суть. В розжареній металевій нитці швидкість руху і енергія електронів підвищуються настільки, що вони відриваються від поверхні нитки і вільним потоком спрямовуються в оточуюче її простір.
Вириваються з нитки електрони можна уподібнити ракетам, що подолали силу земного тяжіння. Якщо до електроду буде приєднаний плюс батареї, то електричне поле усередині балона між ниткою розжарення і електродом спрямує до нього електрони. Тобто всередині лампи потече електричний струм.

Потік електронів у вакуумі є різновидом електричного струму.
Такий електричний струм у вакуумі можна отримати, якщо в судину, звідки ретельно відкачується повітря, помістити нагрівається катод, що є джерелом "випаровуються", і анод. Між катодом і анодом створюється електричне поле, що повідомляє електрони швидкості в певному напрям.

В електровакуумних приладах для емісії електронів використовується спеціальний електрод, званий катодом. Нагрівання здійснюється за рахунок електричного струму, який пропускає через нитку розжарення, як в електроплитці через спіраль. Цей струм називається струмом розжарення. У приладах прямого напруження сама нитка є катодом і емітує електрони. У приладах непрямого напруження нитку підігрівається металевий циліндр, ізольований від неї, що й служить катодом.

Для отримання прийнятною емісії електронів катоди необхідно нагрівати до дуже високих температур порядку 2 ... 3 тисяч градусів. Тому нитки напруження доводиться виконувати з тугоплавких металів, зазвичай використовується вольфрам. Але й вольфрамова нитка розжарення при такій температурі швидко виходить з ладу, так як дріт абсолютно однакового перерізу по всій довжині зробити неможливо. У тих місцях, де перетин дроту трохи менше, відбувається місцевий перегрів, через що в цьому місці розтин стає ще менше, а це призводить до ще більшого нагрівання. Виявилося, що якщо нанести на поверхню вольфраму тонкий шар окису або лужного металу, емісія електронів з такого оксидованого або активованого шару різко збільшується. Оксидований вольфрам при температурі 730 градусів Цельсія забезпечує таку ж емісію, що не оксидований при температурі 1580 градусів Цельсія. Тому в електровакуумних приладах за рідкісними винятками використовуються оксидовані катоди. У приладах прямого напруження оксидний шар наноситься безпосередньо на вольфрамову нитку. У приладах непрямого напруження оксидний шар наноситься на катод, який зазвичай виконується з нікелю.

Вакуумний діод являє собою двухелектродний прилад. Одним з його електродів є катод прямого напруження або підігрівний. Другий електрод називається анодом. Конструктивно анод зазвичай виконаний у вигляді металевого циліндра, на осі якого розташований катод. Вся система укладена в скляний або металевий балон, з якого відкачано повітря до високого ступеня вакууму. Висновки підігрівача, катода і анода впаяні в скло балона. При металевому балоні один з його торців закритий скляним диском з упаяними висновками, який приварений до балона. Якщо на анод подати позитивне напруга щодо катода, електричне поле в просторі між анодом і катодом змушує електрони з електронної хмари рухатися до анода. Їх спад в електронному хмарі покриватися новими електронами за рахунок термоелектронної емісії катода. У ланцюзі, що з'єднує діод з джерелом живлення, виникає струм, напрям якого, як звичайно, протилежно напрямку потоку електронів. Умовне графічне позначення вакуумного діода і його вольт - амперна характеристика показана на рис. 1. Висновки нитки напруження показані стрілками.

Рис. 1. Включення і характеристика діода

При напрузі джерела живлення, дорівнює нулю (якщо висновок анод і катод замкнуті зовнішнім провідником), в ланцюзі протікає струм, званий початковим.
Він викликаний електронами, початкова швидкість яких при вильоті з катода досить велика. Тільки при негативній напрузі на аноді порядку
0,5 В анодний струм повністю припиняється, а при подальшому збільшенні негативної напруги зворотний струм відсутній.

Вакуумні діоди мають порівняно обмежене застосування. Значно ширше область застосування трьохелектродних ламп - триодов. Триод відрізняється від діода наявністю третього електрода - керуючої сітки, яка виконана у вигляді дротяної спіралі, розміщеної у просторі між катодом і анодом. Якщо напруга на сітці щодо катода негативне, вона буде гальмувати рух електронів від катода до анода, що призведе до зменшення анодного струму. При досить більшому мінусі на сітці анодний струм може взагалі припинитися. Якщо ж потенціал сітки щодо катода позитивний, сітка сприятиме збільшенню анодного струму. При цьому частина електронів буде осідати на сітці, утворю сітковий струм, хоча режим використання електронних ламп з сітковим струмом застосовується рідко. Таким чином, змінюючи потенціал сітки щодо катод, можна управляти анодним струмом тріода, що і послужило причиною назви сітки управляючої.

Рис. 2. Схема включення тріода.
Умовне графічне позначення тріода показано на рис. 2. Промисловість випускає широкий асортимент самих різних тріодів, а також подвійних тріодів із загальним і роздільними катодами, які застосовувалися в різній радіоапаратурі, ще знаходячись в експлуатації.
До параметрів тріода відносяться: внутрішній опір - відношення приросту анодної напруги до приросту анодного струму, коефіцієнт посилення - відношення приросту анодної напруги до приросту напруги на сітці, крутизна характеристики анодного струму - відношення приросту анодного струму до приросту напруги на сітці:

Внутрішній опір Ri вимірюється в кОм, крутизна характеристики S - в А / В, коефіцієнт посилення? - Величина безрозмірна.
До граничних експлуатаційних параметрів тріодів відноситься ті ж параметри, що й до діодів: мінімальна і максимальна напруги напруження, найбільша допустимо зворотна напруга анода, найбільша напруга між катодом і підігрівачем, найбільший середній анодний струм, гранична потужність , розсіює анодная, а також додаткові параметри
(найбільший негативний напруга на сітці і найбільший опір в ланцюзі сітки). Необхідність обмеження опору в ланцюзі сітки зв'язана з тим, що сітка звичайно розташовується дуже близько до катода і може їм нагріватися. При цьому можлива поява термоелектронної емісії з сітки, яка приводить до зворотного сіткового струму. Хоча ця емісія і зворотний струм дуже мала, але при більшому опір в ланцюзі сітки струм створює на ньому відчутне падіння напруга, яка може порушити нормальний режим лампи.
При використанні триодов в схемах, що працюють на високій частоті, доводиться враховувати і власні міжелектродні місткості лампи: вхідну місткість між анодом і катодом, а також прохідну місткість між анодом і сіткою. Якщо вхідні і вихідна місткості виявляються підключеними паралельно навантаженням попереднього і даного каскадів, що не дуже страшно, то прохідна ємність може призводити до дуже не приємна наслідків. В підсилюючих схемах слабий сигнал звичайно подається на сітку лампи, а на аноді утворює посилений сигнал. Прохідна ємність створює шлях цьому сигналу з анода назад на сітку, що може привести до самозбудження каскаду. Це особливо небезпечно на високій частоті, коли порівняно невелика місткість володіє невеликим опором місткості.

Для зменшення прохідної ємності були створені чотириелектродні лампи - тетроди (рис. 3). У такої лампи між управляючою сіткою і анодом розташовується екранна сітка, яка заземлюється по змінному струму конденсатором великої ємності. Завдяки цьому прохідна ємність зменшується в сотні і тисячі разів. По постійному струму на екранну сітку подається позитивна напруга, приблизно таке ж що і на анод. Так ця сітка збільшує яке притягує поле, яким електрони з електронної хмари винуждаются летіти до анода, і частина що летять до анода електронів потрапляє на неї. Утворюється струм екранної сітки, що становить приблизно
10 ... 20% від анодного струму, з чим доводиться миритися.


Рис. 3. Четирехелектронная лампа - тетрод.

Основний недолік тетрода - динатронний ефект - полягає в наступному. Електрони на шляху від катода до анода розганяються до великої швидкості. При напруга на аноді 100 В ця швидкість досягає 6000 км / с - в 10 000 разів більше швидкості кулі при вильоті з дула гвинтівки. Вдаряючись об поверхню анода, електрони вибивають з нього інші, вторинні електрони.
Таке явище називається вторинною електронною емісією. Якщо напруга на екранній сітці більше сітці на аноді, вторинні електрони з анода прямують на

Сторінки: 1 2
загрузка...
ur.co.ua

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар