Elektrovakuové přístroje: princip činnosti, příklady. Žárovky Thomas Edison

Vzhled moderních elektronických zařízení je kvůli americkému vynálezci Thomas Edison. Byl to ten, kdo vyvinul první úspěšný způsob osvětlení pomocí žárovky.

Historie lampy

V současné době je obtížné uvěřit, že elektřina ve všech historických obdobích neexistovala. První žárovky se objevily teprve koncem devatenáctého století. Edison byl schopen vytvořit model žárovky, která je umístěna v uhlí, platina, bambusové příze. Právě tento vědec se správně nazývá "otcem" moderních elektrická lampa. Zjednodušily schéma žárovky, výrazně snížily výrobní náklady. V důsledku toho se v ulicích objevilo ne plynové, ale elektrické osvětlení a nové osvětlovací zařízení začaly být nazývány Edisonovými lampami. Thomas už dlouho pracoval na zlepšování svého vynálezu, v důsledku toho se používání svíček stalo nerentabilním cvičením.

Princip činnosti

Jaké zařízení má Edison žárovky? Každé zařízení má žhavicí těleso, skleněnou žárovku, hlavní kontakt, elektrody, podstavec. Každá z nich má svůj vlastní funkční účel.

Podstata tohoto zařízení je následující. Při silném zahřátí těla žhavení proudem nabitých částic se elektrická energie přemění na světelnou formu.

Aby ozařování mohlo vnímat lidské oko, je nutné dosáhnout teploty nejméně 580 stupňů.

Mezi kovy má wolfram maximální bod tání, takže se z něj vytvoří těleso záře. Pro snížení objemu byl vodič umístěn ve formě spirály.

Přes vysokou chemickou odolností wolframu na maximální ochranu proti korozi proces žhavé těleso je umístěno v uzavřené skleněné nádobě, ze které již vyčerpán vzduch. Místo toho, baňka se vstřikuje inertní plyn, který neumožňuje wolframový drát pro vstup do oxidační reakce. Nejčastěji se argon používá jako inertní plyn, někdy se používá dusík nebo krypton.

Podstata Edisonova vynálezu spočívá v tom, že odpařování, které se vyskytuje při prodlouženém ohřátí kovu, je narušeno tlakem vytvářeným inertním plynem.

Funkce lampy

Existuje poměrně málo různých svítilen určených k osvětlení rozsáhlých prostor. Zvláštností Edisonova vynálezu je schopnost přizpůsobit sílu tohoto zařízení s přihlédnutím k osvětlené oblasti.

Výrobci nabízejí různé typy svítidel, které se liší životností, velikostí, výkonem. Pojďme se zabývat některými typy těchto elektrických zařízení.

Nejběžnějšími výbojkami jsou LON. Plně splňují hygienické požadavky a jejich průměrná životnost je 1000 hodin.

Mezi nedostatky světlometů pro všeobecné použití je třeba vyjádřit nízkou koeficient účinnosti. Přibližně 5 procent elektrické energie se přemění na světelnou energii, zbytek se uvolní jako teplo.

Spotřební světla

Má dostatečně vysoký výkon, určený k osvětlení velkých ploch. Zařízení Electrovacuum jsou rozdělena do tří skupin:

• projekce;
• maják;
• obecný účel.

Zdroj světla projektoru se liší v délce tělesa záře, má kompaktnější rozměry, což umožňuje zvýšit celkovou jasnost a zlepšit zaostření světelného toku.

Zrcadlová elektrovakumová zařízení mají reflexní hliníkovou vrstvu, odlišnou konstrukci žárovky.

Ta část, která je určena pro přenášení světla, je vyrobena z matného skla. To vám umožňuje měnit světlo, snižovat kontrastní stíny z různých objektů. Taková elektrovakuová zařízení se používají pro vnitřní osvětlení.

V halogenové baňce jsou sloučeniny bromu nebo jodu. Díky své schopnosti odolávat teplotám až do 3000 K je životnost žárovek přibližně 2000 hodin. Ale i v tomto zdroji bílé světlo jsou zde nevýhody, například halogenová žárovka, má při ochlazování nízký elektrický odpor.

Základní parametry

V žárovkové lampě Edison jsou wolframové vlákna v různých tvarech. Pro stabilní provoz takového zařízení je zapotřebí napětí 220 V. V průměru se jeho provozní doba pohybuje od 3000 do 3500 hodin. Vzhledem k tomu, že teplota barev je 2700 K, svítilna poskytuje bílé teplé nebo žluté spektrum. V současné době se nabízejí lampy s různými velikostmi soklu (E14, E27). Pokud si přejete, můžete zvolit lampu v stropním lustru nebo nástěnnou svítilnu ve formě vlákenné, rybí kosti, spirály.

Vynález Edisonu je rozdělen podle počtu wolframových vláken do jednotlivých tříd. Z tohoto indikátoru závisí přímo náklady na osvětlovací zařízení, jeho kapacitu, provozní dobu.

Princip činnosti EVL

Termionová emise spočívá v emisi elektronů vyhřívaných tělem elektronů do vakua nebo inertního média vytvořeného uvnitř žárovky. Pro řízení toku elektronů se používá magnetické nebo elektrické pole.

Thermionic emise umožňuje prakticky využít kladné vlastnosti elektronového paprsku - vygenerovat, zesilují elektrické kmity o různých frekvencích.

Vlastnosti radiových trubek

Elektrovakuová dioda je základem radiotechniky. V konstrukci lampy jsou dvě elektrody (katoda a anoda), mřížka. Katoda poskytuje emise, proto je vrstva volfrámu pokrytá báriem nebo thoriem. Anoda je vyrobena ve formě desky z niklu, molybdenu, grafitu. Mřížka je oddělovač mezi elektrodami. Když je pracovní tekutina zahřátá, vzniká silný elektrický proud ve vakuu z pohybujících se částic. Elektrovakuové přístroje tohoto typu tvoří základ rádiového inženýrství. Ve druhé polovině minulého století byly vakuové trubky používány v různých oblastech technického a rozhlasového elektronického průmyslu.

Bez nich nebylo možné vyrábět rádiové přijímače, televizory, speciální zařízení, počítače.

Aplikace

Vzhledem k vývoji přesných přístrojů, rádiové elektronice, které tyto lampy ztratily, přestaly být použity ve velkém měřítku.

Avšak v současné době existují takové průmyslové směry, ve kterých je požadováno EVL, protože pouze vakuová lampa je schopna v určitém prostředí zajistit provozuschopnost zařízení podle daných parametrů.

Zvláštní zájem EVL je pro vojensko-průmyslový komplex, protože vakuové lampy se vyznačují zvýšenou odolností vůči elektromagnetickým impulsům.

Jeden vojenský přístroj může obsahovat až stovky EVL. Většina polovodičových materiálů, REC nesmí fungovat se zvýšeným zářením, a také za podmínek přirozeného vakua (ve vesmíru).

EVL přispívá ke zvýšení spolehlivosti a odolnosti družic a kosmických raket.

Závěr

V jiných elektronických zařízení, která umožňují vytvářet, zesílení, převod elektromagnetické energie, pracovní prostor zcela osvobozené od vzduchu, se oddělí od vzduchotěsného pláště.

Objev termionických emisí podpořil vytvoření jednoduché dvouelektrodové lampy nazývané vakuová dioda.

Po zapnutí se objeví proud v elektrickém obvodu uvnitř přístroje. Když se změní polarita napětí, zmizí, bez ohledu na to, jak je katoda zahřátá. Při udržování konstantní teploty vyhřívané katody bylo možné vytvořit přímý vztah mezi anodovým napětím a proudovou silou. Získané výsledky byly aplikovány při vývoji elektronických vakuových zařízení.

Například trioda je elektronová trubka, která má tři elektrody: anodu, termionickou katodu, kontrolní mřížku.

Byly to triody, které byly prvními zařízeními, která byla použita k zesilování elektrických signálů na počátku minulého století. V současnosti polovodičové tranzistory nahrazují triody. Vakuové triody se používají pouze v těch oblastech, kde je nutné přeměnit silné signály s malým počtem aktivních komponent a hmotnost a rozměry lze zanedbat.

Výkonné radiové trubice jsou srovnatelné s tranzistory z hlediska účinnosti, spolehlivosti, ale jejich životnost je mnohem menší. V triodech s nízkým výkonem přechází většina tepla na spotřebovanou kaskádovou energii, někdy i její hodnota dosahuje 50%.

Tetrodes jsou elektronická dvoumístná žárovka, která má zvýšit výkon a napětí elektrických signálů. Tato zařízení mají větší zisk ve srovnání s triodou. Takové konstrukční prvky umožňují použití tetrodů pro zesílení nízkých frekvencí v televizorech, přijímačích a jiných rádiových zařízeních.

Spotřebitelé aktivně používají žárovky, ve kterých je tělo záře volfrámová spirála nebo drát. Tato zařízení mají výkon od 25 do 100 W, jejich provozní život je 2500-3000 hodin. Výrobci nabízejí lampy s jinou základnou, tvarem, velikostí, takže si můžete zvolit možnost lampy s ohledem na vlastnosti osvětlovacího zařízení, prostor místnosti.