Електровакуум устройства: принципът на работа, примери. Лампите с нажежаема жичка на Томас Едисон

Появата на съвременните електронни устройства се дължи на американския изобретател Томас Едисон. Той беше този, който разработи първия успешен начин на осветление, използвайки крушка за това.

История на лампата

Понастоящем е трудно да се повярва, че електричеството не съществува във всички исторически периоди. Първите крушки с нажежаема жичка се появиха едва в края на деветнадесети век. Едисон успя да разработи модел на електрическа крушка, в която бяха разположени въглища, платина и бамбукови нишки. Този учен правилно се нарича "баща" на съвременния електрическа лампа. Те опростяват схемата на крушката, значително намаляват производствените разходи. В резултат на това на улиците не се появи газ, а електрическото осветление, а новите осветителни тела започнаха да се наричат ​​лампи Едисон. Томас отдавна работи за подобряване на своето изобретение, в резултат на което използването на свещи се превърна в нерентабилно упражнение.

Принцип на действие

Какъв тип устройства имат крушките с нажежаема жичка на Едисън? Всяко устройство има светло тяло, стъклена крушка, основен контакт, електроди, цокъл. Всеки от тях има своя собствена функционална цел.

Същността на това устройство е както следва. При силно нагряване на тялото на нагряване от поток от заредени частици, електрическата енергия се трансформира в светлинна форма.

За да може лъчението да възприема човешкото око, е необходимо да достигне температура не по-малка от 580 градуса.

Сред металите, волфрамът има максималната точка на топене, така че от него се прави тялото на светлината. За да се намали силата на звука, жицата беше поставена под формата на спирала.

Въпреки високата химическа устойчивост на волфрама, за максимална защита срещу корозия, тялото на нажежаемата жичка се поставя в запечатан стъклен съд, от който се изпомпва въздух. Вместо това в колбата се изпомпва инертен газ, който не позволява на волфрамовата жица да попадне в окислителната реакция. Най-често аргон се използва като инертен газ, понякога се използва азот или криптон.

Същността на изобретението на Едисън е, че изпаряването, възникващо при продължително загряване на метала, е възпрепятствано от налягането, създадено от инертен газ.

Характеристики на лампата

Има доста различни лампи, проектирани да осветяват голяма площ. Особеността на изобретението на Edison е способността да се коригира силата на това устройство, като се вземе предвид осветената област.

Производителите предлагат различни видове лампи, които се различават по отношение на експлоатационния живот, размера, мощността. Нека да се занимаваме с някои видове тези електрически уреди.

Най-често срещаните вакуумни лампи са LON. Те напълно отговарят на хигиенните изисквания и техният среден живот е 1000 часа.

Сред недостатъците на лампите за общо предназначение ние ще изтъкнем нисък коефициент на ефективност. Приблизително 5 процента от електрическата енергия се превръща в светлинна енергия, а останалата част се отделя като топлина.

фарове

Те имат достатъчно голяма мощност, предназначена да осветява големи площи. Електровакуумните устройства са разделени на три групи:

• филм проектиране;
• Lighthouse;
• общо предназначение.

Източникът на светлина на проектора се различава по дължината на тялото на светлината, има по-компактни размери, което позволява да се увеличи общата яркост, за да се подобри фокусирането на светлинния поток.

Електровакуумните огледални устройства имат отразяващ алуминиев слой, различен дизайн на крушката.

Частта от нея, предназначена за носене на светлина, е направена от матирано стъкло. Това ви позволява да направите светлината мека, да намалите контрастиращите сенки от различни обекти. Такива електровакуумни устройства се използват за вътрешно осветление.

Вътре в халогенната крушка са съединения на бром или йод. Поради способността им да издържат на температури до 3000 К, експлоатационният живот на лампите е около 2000 часа. Но дори и в този източник бяла светлина има недостатъци, например, халогенна лампа, има ниско електрическо съпротивление при охлаждане.

Основни параметри

В лампата с нажежаема жичка на Едисон волфрамовите нишки са с различни форми. За стабилна работа на такова устройство се изисква напрежение 220 V. Средно времето му на работа варира от 3000 до 3500 часа. Като се има предвид, че цветната температура е 2700 К, лампата осигурява бял топъл или жълт спектър. Понастоящем се предлагат лампи с различни размери на вилици (E14, E27). Ако желаете, можете да изберете лампа в полилея на тавана или стенна лампа под формата на фуркет, рибена кост, спирала.

Изобретението на Едисън се разделя на броя на волфрамовите нишки в отделни класове. От този индикатор директно зависи цената на осветителното устройство, неговият капацитет, експлоатационният период.

Принцип на действие на EVL

Термионното излъчване се състои в излъчването на електрони, загрявани от тялото на електроните във вакуум или инертна среда, създадена вътре в крушката. За да се контролира потокът от електрони, се използва магнитно или електрическо поле.

Термоелектронното излъчване дава възможност практически да се използват положителните качества на електронен сноп - да се генерират, усилват електрически колебания на различни честоти.

Характеристики на радиолюбителите

Електровакуумният диод е в основата на радиотехниката. При проектирането на лампата има два електрода (катод и анод), решетка. Катодът осигурява емисия, поради което волфрамовият слой е покрит с барий или торий. Анодът е направен под формата на плоча от никел, молибден, графит. Решетката е сепараторът между електродите. Когато работният флуид се нагрее, от движещите се частици се създава мощен електрически ток във вакуум. Електровакуумните устройства от този тип формират основата на радиотехниката. През втората половина на миналия век вакуумни тръби се използват в различни сфери на техническата и радио електронната индустрия.

Без тях не беше възможно да се произвеждат радиоприемници, телевизори, специално оборудване, компютри.

Области на приложение

Тъй като развитието на прецизни инструменти, радио електронни, тези лампи загубили своята значимост, престанали да се прилагат в голям мащаб.

Но в момента съществуват такива индустриални посоки, в които се изисква EVL, тъй като само една вакуумна лампа е в състояние да осигури функционалността на устройствата според определени параметри в определена среда.

Специалният интерес EVL е за военно-промишления комплекс, тъй като вакуумните лампи се характеризират с повишена устойчивост на електромагнитни импулси.

В един военен апарат може да съдържа до стотици EVL. Повечето от полупроводниковите материали REC не могат да функционират с повишена радиация, а също и при условия на естествен вакуум (в пространството).

EVL допринася за повишаване на надеждността и издръжливостта на спътниците и космическите ракети.

заключение

При електровакуумните устройства, които позволяват генерирането, усилването, трансформацията на електромагнитната енергия, работното пространство е напълно освободено от въздуха, то е оградено от атмосферата от непроницаема обвивка.

Откриването на термионни емисии насърчава създаването на обикновена двуелектрическа лампа, наречена вакуум диод.

Когато е включен, в електрическата верига вътре в устройството се появява ток. Когато полярността на напрежението се промени, тя изчезва, без значение колко е нагрята катодът. При поддържане на постоянната температура на нагрятия катод е възможно да се установи пряка връзка между анодното напрежение и токовата сила. Получените резултати се прилагат при разработването на електронни вакуумни устройства.

Например, триод е електронна тръба, която има три електрода: анод, термионен катод, контролна мрежа.

Това бяха триодите, които бяха първите устройства, използвани за усилване на електрическите сигнали в началото на миналия век. Понастоящем полупроводникови транзистори са заменили триодите. Вакуумните триоди се използват само в областите, където е необходимо да се преобразуват силните сигнали с малък брой активни компоненти, а масата и размерите могат да бъдат пренебрегвани.

Мощните радио тръби са сравними с транзисторите по отношение на ефективност, надеждност, но техният експлоатационен живот е много по-малък. При нискоенергийни триоди по-голямата част от топлината преминава към консумираната каскадна мощност, понякога нейната стойност достига 50%.

Тетродите са електронна лампа с две решетки, която има за цел да увеличи мощността и напрежението на електрическите сигнали. Тези устройства имат по-голяма печалба в сравнение с триода. Такива характеристики на дизайна позволяват използването на тетроди за усилване на ниски честоти в телевизори, приемници, друго радио оборудване.

Потребителите активно използват лампи с нажежаема жичка, в които тялото на светлината е волфрамова спирала или тел. Тези устройства имат мощност от 25 до 100 W, като експлоатационният им живот е 2500-3000 часа. Производителите предлагат лампи с различна основа, форма, размер, така че можете да изберете опцията за лампа, като вземете предвид характеристиките на устройството за осветление в зоната на стаята.