Elektrovacuum naprave: načelo delovanja, primeri. Žareče žarnice Thomas Edison

Videz sodobnih elektronskih naprav je posledica ameriškega izumitelja Thomas Edison. To je bil tisti, ki je razvil prvi uspešen način osvetlitve, pri tem pa je uporabil žarnico.

Zgodovina svetilke

Trenutno je težko verjeti, da električna energija v vseh zgodovinskih obdobjih ni obstajala. Prve žarnice so se pojavile le v poznem devetnajstem stoletju. Edisonu je uspelo razviti model žarnice, v kateri so bili premog, platina in bambusove niti. Ta znanstvenik, ki se upravičeno imenuje "oče" moderne električna svetilka. Poenostavili so shemo žarnice, znatno zmanjšali stroške proizvodnje. Zaradi tega se na ulicah ni pojavilo plin, ampak električna osvetlitev, nove svetlobne naprave pa so se začele imenovati tudi svetilke Edison. Thomas je že dolgo delal na izboljšanju svojega izuma, zato je uporaba sveč postala neprofitna vaja.

Načelo delovanja

Kakšno napravo imajo Edisonove žarnice? Vsaka naprava ima sijajno telo, stekleno žarnico, glavni kontakt, elektrode, podnožje. Vsak od njih ima svoj funkcionalni namen.

Bistvo te naprave je, kot sledi. Z močnim segrevanjem telesa žareče s tokom toka nabitih delcev se električna energija pretvori v svetlobno obliko.

Da bi sevanje lahko zaznalo človeško oko, je treba doseči temperaturo, ki ni krajša od 580 stopinj.

Med kovinami ima volfram največjo tališče, zato je telo sijaja izdelano iz njega. Za zmanjšanje glasnosti je bila žica nameščena v obliki spirale.

Kljub visoki kemične odpornosti na volframa njegovi največji korozijskim Postopek žareče telo postavi v zaprti stekleni posodi, iz katere je prej izčrpana zraka. Namesto tega so bučko injicirali inertnega plina, ki ne dovoljuje volframa žica za vstop v oksidaciji. Najpogosteje se argon uporablja kot inertni plin, včasih se uporablja dušik ali kripton.

Bistvo Edisonovega izuma je, da izhlapevanje, ki se pojavi pri dolgotrajnem segrevanju kovine, ovira tlak, ki ga ustvari inertni plin.

Funkcije svetilke

Obstaja kar nekaj različnih svetilk, namenjenih osvetlitvi velikega območja. Posebnost Edisonovega izuma je sposobnost prilagajanja moči te naprave ob upoštevanju osvetljenega območja.

Proizvajalci ponujajo različne vrste svetilk, ki se razlikujejo glede na življenjsko dobo, velikost in moč. Ostanimo na nekaterih tipih teh električnih naprav.

Najpogostejše vakuumske sijalke so LON. V celoti izpolnjujejo higienske zahteve in povprečna življenjska doba je 1000 ur.

Med pomanjkljivostmi svetilk za splošno uporabo bomo izločili nizek koeficient učinkovitosti. Približno 5 odstotkov električne energije se pretvori v svetlobno energijo, preostanek pa se sprosti kot toplota.

Spotlights

Imajo dovolj visoko moč, namenjeno osvetlitvi velikih površin. Elektrovacuum naprave so razdeljene v tri skupine:

• projekcija;
• svetilnik;
• splošni namen.

Svetlobni vir projektorja se razlikuje po dolžini telesa sijaja, ima več kompaktnih dimenzij, kar omogoča povečanje celotne svetlosti in izboljšanje ostrenja svetlobnega toka.

Zrcalne elektrovacuum naprave imajo reflektivno aluminijasto plastjo, drugačno zasnovo žarnice.

Tisti del, ki je zasnovan za nošenje svetlobe, je izdelan iz glaziranega stekla. To vam omogoča, da lahka mehka, zmanjša kontrastne sence iz različnih predmetov. Takšne elektrovacuum naprave se uporabljajo za notranjo razsvetljavo.

V halogenski žarnici so spojine broma ali joda. Zaradi svoje sposobnosti, da prenesejo temperature do 3000 K, je življenjska doba svetilk približno 2000 ur. Toda tudi v tem viru bela svetloba obstajajo pomanjkljivosti, na primer halogenska žarnica, ima pri ohlajanju nizek električni upor.

Osnovni parametri

V edison žarnici z žarilno nitko je volframova žarilna nitka v različnih oblikah. Za stabilno delovanje takšne naprave je potrebna napetost 220 V. V povprečju se čas delovanja od 3000 do 3500 ur. Glede na to, da je barvna temperatura 2700 K, svetilka zagotavlja beli tople ali rumeni spekter. Trenutno so na voljo svetilke z različnimi velikostmi nog (E14, E27). Če želite, lahko izberete žarnico v stropni lestenci ali stensko svetilko v obliki pramena, sleda, spirale.

Izum Edison je razdeljen s številom volframovih filamentov v ločene razrede. Iz tega indikatorja je neposredno odvisno strošek svetlobne naprave, njene kapacitete in obratovalnega obdobja.

Načelo delovanja EVL

Toplotna emisija je sestavljena iz emisij elektronov, ki jih telo elektronov segreva v vakuum ali inerten medij, ustvarjen znotraj žarnice. Za nadzor pretoka elektronov se uporablja magnetno ali električno polje.

Termoelektronska emisija omogoča praktično uporabo pozitivnih lastnosti elektronskega žarka - za generiranje, povečanje električnih nihanj različnih frekvenc.

Značilnosti radijskih cevi

Elektrovacum diod je osnova za radijsko inženirstvo. Pri zasnovi svetilke sta dve elektrodi (katoda in anoda), mreža. Katoda zagotavlja emisije, zato je volframova plast prekrita z barijem ali torijem. Anoda je izdelana v obliki plošče iz niklja, molibdena, grafita. Mreža je ločilo med elektrodami. Ko se delovna tekočina segreje, se iz gibljivih delcev ustvari močan električni tok v vakuumu. Elektrovacuum naprave te vrste so osnova za radijsko inženirstvo. V drugi polovici prejšnjega stoletja so v različnih sferah tehnične in radijske elektronske industrije uporabljali vakuumske cevi.

Brez njih ni bilo mogoče izdelati radijskih sprejemnikov, televizijskih sprejemnikov, posebne opreme, računalnikov.

Aplikacije

Ker so razvoj preciznih instrumentov, radijske elektronike, te svetilke izgubile pomen, so se v veliki meri prenehale uporabljati.

Toda zdaj so industrijska območja, ki zahtevajo EVL, saj le vakuumsko cev je sposoben zagotoviti zdravje naprav v danih parametrov v določenem okolju.

Poseben interes EVL je za vojaško-industrijski kompleks, saj vakuumske sijalke zaznamujejo povečana odpornost proti elektromagnetnim impulzom.

V enem vojaškem aparatu lahko vsebuje do sto EVL. Večina polprevodniških materialov, RECs ne morejo delovati s povečanim obsevanjem, pa tudi pod pogoji naravnega vakuuma (v prostoru).

EVL prispevajo k večji zanesljivosti in trajnosti satelitov in vesoljskih raket.

Zaključek

V drugih elektronskih naprav, ki omogočajo ustvarjanje, razširitev, pretvorbo elektromagnetno energijo, delovni prostor v celoti oproščene iz zraka, ki je ločen od neprodušno lupine.

Odkritje termionskih emisij je spodbudilo nastanek preproste dvovalentne svetilke, ki se imenuje vakuumska dioda.

Ko je vklopljen, se v električnem vezju znotraj naprave prikaže tok. Ko se polarnost napetosti spremeni, izgine, ne glede na to, kako je ogreto katoda. Med vzdrževanjem konstantne temperature ogrevane katode je bilo mogoče vzpostaviti neposredno razmerje med anodno napetostjo in trenutno močjo. Dobljeni rezultati so bili uporabljeni pri razvoju elektronskih vakuumskih naprav.

Na primer, trioda je elektronska cev s tremi elektrodami: anoda, termionska katoda, kontrolna mreža.

To so bile triodice, ki so bile prve naprave za razširjanje električnih signalov na začetku prejšnjega stoletja. Trenutno so polprevodniški tranzistorji zamenjali triode. Vakuumske triode se uporabljajo samo na tistih področjih, kjer je treba pretvoriti močne signale z majhnim številom aktivnih komponent, masa in dimenzije pa je mogoče zanemariti.

Zmogljive radijske cevi so glede na učinkovitost in zanesljivost primerljive s tranzistorji, vendar je njihova življenjska doba veliko manjša. Pri majhnih močeh triod, večina toplote gre za porabljeno kaskadno moč, včasih njena vrednost doseže 50%.

Tetrodi so elektronska dvosmerna svetilka, namenjena povečanju moči in napetosti električnih signalov. Te naprave imajo večjo dobičkonosnost v primerjavi s triodo. Takšne konstrukcijske funkcije omogočajo uporabo tetrod za ojačanje nizkih frekvenc v televizorjih, sprejemnikih in drugih radijskih napravah.

Potrošniki aktivno uporabljajo žarnice z žarilno nitko, v katerih je telo žarnice volfram spirala ali žica. Te naprave imajo moč od 25 do 100 W, njihova življenjska doba je 2500-3000 ur. Proizvajalci ponujajo svetilke z drugačno osnovo, obliko in velikostjo, tako da lahko izberete možnost žarnice, ob upoštevanju značilnosti svetlobne naprave, površine prostora.