Electrovacuum uređaji: princip rada, primjeri. Isušene žarulje Thomas Edison

Pojava modernih elektroničkih uređaja rezultat je američkog izumitelja Thomasa Edisona. Bio je to onaj tko je razvio prvi uspješan način osvjetljenja, koristeći svjetiljku za to.

Povijest svjetiljke

Trenutačno je teško uvjeriti da električna energija ne postoji u svim povijesnim razdobljima. Prve žarulje sa žarnom niti pojavile su se tek u kasnom devetnaestom stoljeću. Edison je uspio razviti model žarulje u kojoj su smještene ugljene, platine i bambuske niti. Upravo je ovaj znanstvenik s pravom nazvan "ocem" modernog električna svjetiljka. Oni su pojednostavili shemu žarulje, znatno je smanjilo troškove proizvodnje. Zbog toga se na ulicama nije pojavio plin, ali električna rasvjeta, a novi rasvjetni uređaji počeli su se zvati Edison svjetiljke. Thomas je dugo radio na poboljšanju njegova izuma, kao rezultat, korištenje svijeća je postala neprofitabilna vježba.

Načelo rada

Kakav uređaj ima Edisonove žarulje sa žarnom niti? Svaki uređaj ima tijelo sjaja, staklena žarulja, glavni kontakt, elektrode, postolje. Svaka od njih ima svoju funkcionalnu svrhu.

Bit ovog uređaja je kako slijedi. S jakim zagrijavanjem tijela incandescencije strujom nabijenih čestica, električna se energija pretvara u svjetleću formu.

Kako bi zračenje moglo opaziti ljudsko oko, nužno je postići temperaturu ne manju od 580 stupnjeva.

Između metala, volfram ima maksimalnu točku topljenja, tako da je tijelo od sjaj napravljeno od njega. Kako bi se smanjio volumen, žica je smještena u obliku spirale.

Unatoč visokom kemijske otpornosti volframa na njegov maksimalni za zaštitu od korozije sa žarnom niti postupak tijela nalazi se u začepljenoj staklenoj posudi iz koje je prethodno iscrpljena zraka. Umjesto toga, posuda je injektirano inertnog plina, koja ne dopušta volframa ući u reakciji oksidacije. Najčešće, argon se koristi kao inertni plin, ponekad se koristi dušik ili kripton.

Bit Edisonovog izuma je da se isparavanje koje nastaje tijekom dugotrajnog zagrijavanja metala ometalo pritisak stvoren inertnim plinom.

Značajke svjetla

Postoji dosta različitih svjetiljki osmišljenih za osvjetljavanje velikog područja. Posebnost Edisonovog izuma je mogućnost prilagodbe snage ovog uređaja uzimajući u obzir osvijetljeno područje.

Proizvođači nude različite vrste svjetiljki, različite u pogledu vijeka trajanja, veličine, snage. Dopustite da se zadržimo na nekim vrstama tih električnih uređaja.

Najčešće vakuumske svjetiljke su LON. U potpunosti su u skladu s higijenskim zahtjevima, a njihovi prosječni vijek trajanja je 1000 sati.

Među nedostatcima svjetiljki za opću namjenu, izdvojit ćemo niski koeficijent učinkovitosti. Oko 5 posto električne energije pretvara se u svjetlosnu energiju, a ostatak se oslobađa kao topline.

Reflektori

Oni imaju dovoljno veliku snagu, osmišljenu za osvjetljavanje velikih površina. Electrovacuum uređaji podijeljeni su u tri skupine:

• filma strše;
• Svjetionik;
• opće namjene.

Izvor svjetla projektora razlikuje se u duljini tijela sjaja, ima više kompaktnih dimenzija, što omogućuje povećanje ukupne svjetline, kako bi se poboljšalo fokusiranje svjetlosnog toka.

Ogledni uređaji za elektrošak imaju reflektirajući aluminijski sloj, drugačiji dizajn žarulje.

Taj dio, koji je namijenjen za nošenje svjetlosti, izrađen je od matirano stakla. To vam omogućuje da osvjetljite svjetlo, smanjujući kontrastne sjene iz različitih objekata. Takvi uređaji za elektroopaušku koriste se za unutarnju rasvjetu.

Unutar halogene žarulje su spojevi broma ili joda. Zbog svoje sposobnosti da izdrže temperature do 3000 K, radni vijek lampe je oko 2000 sati. Ali čak iu ovom izvoru bijelo svjetlo postoje nedostaci, na primjer, halogena svjetiljka, imaju mali električni otpor pri hlađenju.

Osnovni parametri

U svjetlu sa žarnom niti Edison, volframna nit je u različitim oblicima. Za stabilan rad takvog uređaja potrebno je napajanje od 220 V. U prosjeku se vrijeme rada kreće od 3000 do 3500 sati. S obzirom da je temperatura boje 2700 K, svjetiljka daje bijeli topli ili žuti spektar. Trenutno se nude žarulje s različitim veličinama slojeva (E14, E27). Po želji, možete odabrati lampu u stropu lustera ili zidne svjetiljke u obliku glavčine, riblje kosti, spirale.

Izum Edison je podijeljen brojem volframovih niti u zasebne klase. Iz ovog indikatora izravno ovisi o troškovima rasvjete, njegovom kapacitetu, operativnom razdoblju.

Načelo rada EVL-a

Termionska emisija sastoji se u emisiji elektrona koji su grijani tijelom elektrona u vakuumu ili inertnom mediju stvorenom unutar žarulje. Za kontrolu protoka elektrona koristi se magnetsko ili električno polje.

Termoelektronska emisija omogućava praktično korištenje pozitivnih svojstava elektronskog snopa - generiranje, pojačavanje električnih oscilacija različitih frekvencija.

Značajke radio cijevi

Electrovacuum dioda je osnova radio-inženjerstva. U dizajnu svjetiljke nalaze se dvije elektrode (katoda i anoda), rešetke. Katoda daje emisiju, jer je volframski sloj prekriven barijem ili trijumom. Anoda se izrađuje u obliku ploče od nikla, molibdena i grafita. Raster je separator između elektroda. Kada se radna tekućina grije, iz pokretnih čestica nastaje snažna električna struja u vakuumu. Elektroakumulacioni uređaji ovog tipa čine osnovu za radijsko inženjerstvo. U drugoj polovici prošlog stoljeća, vakuumske cijevi korištene su u različitim sferama tehničke i radioelektroničke industrije.

Bez njih nije bilo moguće proizvesti radio prijemnike, televizore, posebnu opremu, računala.

Područja primjene

Kao razvoj precizne instrumentacije, radio elektronike, ove lampe izgubile su svoju važnost, prestale su se primjenjivati ​​na velikom mjerilu.

Ali sada postoje industrijska područja koja zahtijevaju EVL, jer samo vakuumska cijev je u mogućnosti kako bi se osiguralo zdravlje uređaja na zadanih parametara u definiranom okruženju.

Poseban interes EVL je za vojno-industrijski kompleks, budući da vakuumske svjetiljke karakteriziraju povećana otpornost na elektromagnetske impulse.

U jednom vojnom aparatu može biti do stotina EVL. Većina poluvodičkih materijala, REC-ovi ne mogu raditi s povećanim zračenjem, ali iu uvjetima prirodnog vakuuma (u prostoru).

EVL pridonosi povećanju pouzdanosti i trajnosti satelita i svemirskih raketa.

zaključak

U drugim elektroničkim uređajima koji omogućuju vam da stvoriti, pojačati, pretvoriti elektromagnetsku energiju, radni prostor u potpunosti izuzeti iz zraka, odvojena od hermetičan ljuske.

Otkriće termičke emisije potaknulo je stvaranje jednostavne dvije elektrodne svjetiljke, nazvane vakuum diodom.

Kada je uključen, struja se pojavljuje u električnom krugu unutar uređaja. Kad se polaritet napona mijenja, nestaje, bez obzira na to koliko je grijana katoda. Dok je održavala konstantnu temperaturu zagrijane katode, bilo je moguće uspostaviti izravan odnos između anodnog napona i trenutne jakosti. Dobiveni rezultati primijenjeni su u razvoju elektroničkih vakuumskih uređaja.

Na primjer, trioda je elektronska cijev s tri elektrode: anoda, termionska katoda, kontrolna rešetka.

Triode su bile prve naprave za pojačavanje električnih signala početkom prošlog stoljeća. Trenutačno su poluvodički tranzistori zamijenili triode. Vakuum tranzistori koriste samo u onim područjima gdje je to potrebno pretvaranje snage signala s malom količinom aktivnih sastojaka, te težine i veličine mogu biti zanemarene.

Snažne radio cijevi usporedive su s tranzistorima u smislu učinkovitosti, pouzdanosti, ali njihov je vijek trajanja mnogo manji. U slabo snazi ​​trioda, većina topline odlazi na potrošenu kaskadnu snagu, ponekad njegova vrijednost doseže 50%.

Tetrodes su elektronska dvosmjernu svjetiljku koja ima za cilj povećati snagu i napon električnih signala. Ovi uređaji imaju veću dobit u usporedbi s triodom. Takve značajke dizajna omogućuju uporabu tetrodesa za pojačavanje niskih frekvencija na TV prijemnicima, drugim radio uređajima.

Potrošači aktivno koriste žarulje sa žarnom niti, u kojima je tijelo sjaja volframska spirala ili žica. Ti uređaji imaju snagu od 25 do 100 W, a radni vijek trajanja iznosi 2500-3000 sati. Proizvođači nude svjetiljke s različitom osnovom, oblikom, veličinom, tako da možete odabrati opciju žarulje, uzimajući u obzir značajke rasvjete, područje prostorije.