Moderne elektrovakuumapparater har den amerikanske uppfinnaren Thomas Edison att tacka för sitt utseende. Det var han som utvecklade det första framgångsrika sättet att belysning, med en elektrisk glödlampa för detta.
Lampans historia
För närvarande är det svårt att tro att elektricitet inte funnits under alla historiska perioder. De första glödlamporna dök upp först i slutet av artonhundratalet. Edison lyckades utveckla en modell av en glödlampa, där kol-, platina- och bambufilament fanns. Det är denna vetenskapsman som med rätta kallas "fadern" till den moderna elektriska lampan. Han förenklade glödlampskretsen, minskade produktionskostnaderna avsevärt. Som ett resultat dök inte gas, utan elektrisk belysning upp på gatorna, och nya belysningsanordningar började kallas Edison-lampor. Thomas arbetade länge med att förbättra sin uppfinning, vilket ledde till att användningen av ljus blev en olönsam åtgärd.
Arbetsprincip
Vilken enhet har Edisons glödlampor? Varje enhet har en kroppglödtråd, glödlampa, huvudkontakt, elektroder, bas. Var och en av dem har sitt eget funktionella syfte.
Kärnan i den här enheten är följande. När värmekroppen värms upp kraftigt av en ström av laddade partiklar omvandlas elektrisk energi till en ljusform.
För att strålningen ska uppfattas av det mänskliga ögat är det nödvändigt att nå en temperatur på minst 580 grader.
Bland metaller har volfram den högsta smältpunkten, så det är av den som värmekroppen är gjord. För att minska volymen började tråden placeras i form av en spiral.
Trots volframs höga kemiska motståndskraft, för dess maximala skydd mot korrosionsprocessen, placeras filamentkroppen i ett förseglat glaskärl, från vilket luft tidigare har pumpats ut. Istället pumpas en inert gas in i kolven, vilket hindrar volframtråden från att gå in i oxidationsreaktioner. Den vanligaste inerta gasen är argon, ibland används kväve eller krypton.
Kärnan i Edisons uppfinning är att den avdunstning som sker under långvarig uppvärmning av metallen förhindras av trycket som skapas av en inert gas.
Lampfunktioner
Det finns en hel del olika lampor designade för att lysa upp ett stort område. En egenskap hos Edisons uppfinning är möjligheten att justera enhetens kraft, med hänsyn till det upplysta området.
Tillverkare erbjuder olika typer av lampor, olika i livslängd, storlek, effekt. Låt oss uppehålla oss vid några typer av dessa elektriska apparater.
De vanligaste vakuumrören är LON. De är helt hygieniska och har en genomsnittlig livslängd på 1000 timmar.
Bland bristerna med lampor för allmänt bruk lyfter vi fram den låga verkningsgraden. Cirka 5 procent av den elektriska energin omvandlas till ljus, resten frigörs som värme.
Spotlights
De har en ganska hög effekt, designade för att lysa upp stora ytor. Elektrovakuumenheter är indelade i tre grupper:
- filmprojektion;
- fyrar;
- allmänt ändamål.
Ljuskällan för projektorn skiljer sig i längden på glödtrådskroppen, den har en mer kompakt storlek, vilket gör att du kan öka den totala ljusstyrkan, förbättra ljusströmmens fokus.
Spegelelektrovakuumenheter har ett reflekterande aluminiumskikt, en annan glödlampsdesign.
Den del av den, som är designad för att leda ljus, är gjord av frostat glas. Detta gör att du kan göra ljuset mjukt, minska kontrasterande skuggor från olika föremål. Sådana elektrovakuumanordningar används för interiörbelysning.
Inuti halogenkolven finns föreningar av brom eller jod. På grund av deras förmåga att motstå temperaturer upp till 3000 K är lampornas livslängd cirka 2000 timmar. Men denna vita ljuskälla har också sina nackdelar, t.ex.halogenlampa, har ett lågt elektriskt motstånd när den kyls.
Huvudparametrar
I en Edison-glödlampa är volframglödtråden arrangerad i olika former. För stabil drift av en sådan enhet krävs en spänning på 220 V. I genomsnitt är dess livslängd från 3000 till 3500 timmar. Med tanke på att färgtemperaturen är 2700 K ger lampan ett varmvitt eller gult spektrum. För närvarande erbjuds lampor med olika storlekar på socklar (E14, E27). Om så önskas kan du plocka upp en lampa i form av en hårnål, fiskben, spiral i en takljuskrona eller väggbelysning.
Edisons uppfinning är indelad i separata klasser efter antalet volframfilament. Kostnaden för belysningsarmaturen, dess effekt och livslängd beror direkt på denna indikator.
EVL-driftprincip
Termionisk emission består av emission av elektroner från en uppvärmd glödlampa till ett vakuum eller ett inert medium som skapas inuti glödlampan. För att styra flödet av elektroner används ett magnetiskt eller elektriskt fält.
Termionisk emission låter dig praktiskt taget använda de positiva egenskaperna hos elektronflödet - för att generera, förstärka elektriska vibrationer av olika frekvenser.
Funktioner för radiorör
Elektrovakuumdiod är grunden för radioteknik. Lampans design har två elektroder (katod och anod), ett rutnät. Katoden ger emission, för detta är volframskiktet täckt med barium eller torium. Anoden är gjord i form av en nickel-, molybden-, grafitplatta. Nettoär separatorn mellan elektroderna. När arbetsvätskan värms upp skapas en kraftig elektrisk ström från rörliga partiklar i vakuum. Elektrovakuumanordningar av denna typ utgör grunden för radioteknik. Under andra hälften av förra seklet användes vakuumrör inom olika områden av teknisk, radio-elektronisk industri.
Utan dem var det omöjligt att tillverka radioapparater, tv-apparater, specialutrustning, datorer.
Användningsområden
Med utvecklingen av precisionsinstrumentering, radioelektronik, har dessa lampor förlorat sin relevans, slutat användas i stor skala.
Men även nu finns det sådana industriområden som kräver EVL, eftersom endast en vakuumlampa kan säkerställa prestanda hos enheter enligt de angivna parametrarna, i en viss miljö.
EVL är av särskilt intresse för det militärindustriella komplexet, eftersom det är vakuumrör som kännetecknas av ökat motstånd mot elektromagnetiska impulser.
En militär apparat kan innehålla upp till hundra EVL. De flesta av halvledarmaterialen, REC kan inte fungera med ökad strålning, såväl som under naturliga vakuumförhållanden (i rymden).
EVL hjälper till att förbättra tillförlitligheten och hållbarheten för satelliter och rymdraketer.
Slutsats
I elektrovakuumenheter som tillåter generering, förstärkning, omvandling av elektromagnetisk energi, är arbetsutrymmet helt befriat från luft,skyddad från atmosfären av ett ogenomträngligt skal.
Upptäckten av termionisk emission bidrog till skapandet av en enkel lampa med två elektroder som kallas en vakuumdiod.
När den är ansluten till en elektrisk krets visas en ström inuti enheten. När polariteten på spänningen ändras försvinner den, och oavsett hur varm katoden är. Genom att upprätthålla ett konstant värde på den uppvärmda katodens temperatur var det möjligt att etablera ett direkt samband mellan anodspänningen och strömstyrkan. De erhållna resultaten användes vid utvecklingen av elektroniska vakuumanordningar.
Till exempel är en triod ett vakuumrör med tre elektroder: en anod, en termionisk katod, ett kontrollnät.
Det var trioder som blev de första enheterna som användes för att förstärka elektriska signaler i början av förra seklet. För närvarande har trioder ersatts av halvledartransistorer. Vakuumtrioder används endast i de områden där det är nödvändigt att konvertera kraftfulla signaler med ett litet antal aktiva komponenter, och vikt och dimensioner kan försummas.
Kraftfulla radiorör är jämförbara med transistorer när det gäller effektivitet, tillförlitlighet, men deras livslängd är mycket kortare. I trioder med låg effekt går det mesta av värmen till den förbrukade kaskadeffekten, ibland når dess värde 50%.
Tetrodes är en elektronisk lampa med två nät, som är designad för att öka effekten och spänningen hos elektriskasignaler. Dessa enheter har en högre förstärkning jämfört med trioden. Sådana designegenskaper gör det möjligt att använda tetroder för att förstärka låga frekvenser i tv-apparater, mottagare och annan radioutrustning.
Konsumenter använder aktivt glödlampor, där glödtrådskroppen är en volframglödtråd eller tråd. Dessa enheter har en effekt på 25 till 100 W, deras livslängd är 2500-3000 timmar. Tillverkare erbjuder lampor med olika baser, former, storlekar, så att du kan välja lamp alternativet, med hänsyn till belysningsanordningens egenskaper, rummets yta.
