Šiuolaikiniai elektrovakuuminiai prietaisai atsirado amerikiečių išradėjui Thomasui Edisonui. Būtent jis sukūrė pirmąjį sėkmingą apšvietimo būdą, tam naudodamas elektros lemputę.
Šviesos istorija
Šiuo metu sunku patikėti, kad elektra egzistavo ne visais istoriniais laikotarpiais. Pirmosios kaitrinės lemputės pasirodė tik XIX amžiaus pabaigoje. Edisonui pavyko sukurti lemputės modelį, kuriame buvo anglies, platinos ir bambuko siūlai. Būtent šis mokslininkas pagrįstai vadinamas šiuolaikinės elektros lempos „tėvu“. Jis supaprastino lemputės grandinę, žymiai sumažino gamybos sąnaudas. Dėl to gatvėse atsirado ne dujinis, o elektrinis apšvietimas, o nauji apšvietimo prietaisai pradėti vadinti Edison lempomis. Tomas ilgą laiką dirbo tobulindamas savo išradimą, todėl žvakių naudojimas tapo nepelninga priemone.
Veikimo principas
Kokį įrenginį turi Edison kaitrinės lemputės? Kiekvienas prietaisas turi korpusąkaitinimo siūlelis, stiklinė lemputė, pagrindinis kontaktas, elektrodai, pagrindas. Kiekvienas iš jų turi savo funkcinę paskirtį.
Šio įrenginio esmė tokia. Kai kaitinimo korpusas stipriai kaitinamas įkrautų dalelių srauto, elektros energija paverčiama šviesa.
Kad žmogaus akis suvoktų spinduliuotę, būtina pasiekti bent 580 laipsnių temperatūrą.
Tarp metalų volframas turi aukščiausią lydymosi temperatūrą, todėl būtent iš jo gaminamas šildymo korpusas. Norint sumažinti garsumą, laidas pradėtas kloti spiralės pavidalu.
Nepaisant didelio volframo cheminio atsparumo, siekiant maksimalios apsaugos nuo korozijos, kaitinamojo siūlelio korpusas dedamas į sandarų stiklinį indą, iš kurio prieš tai buvo išpumpuotas oras. Vietoj to, į kolbą pumpuojamos inertinės dujos, kurios neleidžia volframo vielai patekti į oksidacijos reakcijas. Dažniausiai naudojamos inertinės dujos yra argonas, kartais naudojamas azotas arba kriptonas.
Edisono išradimo esmė ta, kad metalo išgaravimui, vykstančiam ilgai kaitinant, neleidžiama dėl inertinių dujų sukuriamo slėgio.
Lempos savybės
Yra nemažai skirtingų lempų, skirtų apšviesti didelį plotą. Edisono išradimo ypatybė yra galimybė reguliuoti šio įrenginio galią, atsižvelgiant į apšviestą plotą.
Gamintojai siūlo įvairių tipų lempas, kurios skiriasi tarnavimo laiku, dydžiu, galia. Pakalbėkime apie kai kuriuos šių elektros prietaisų tipus.
Labiausiai paplitę vakuuminiai vamzdžiai yra LON. Jie yra visiškai higieniški ir jų vidutinis tarnavimo laikas yra 1000 valandų.
Tarp bendrosios paskirties lempų trūkumų pabrėžiame žemą efektyvumą. Maždaug 5 procentai elektros energijos paverčiama šviesa, likusi dalis išsiskiria kaip šiluma.
Prožektoriai
Jie turi gana didelę galią, skirti apšviesti dideles sritis. Elektrovakuuminiai prietaisai skirstomi į tris grupes:
- filmo projekcija;
- švyturiai;
- bendroji paskirtis.
Projektoriaus šviesos š altinis skiriasi kaitinimo siūlelio ilgiu, yra kompaktiškesnio dydžio, todėl galite padidinti bendrą ryškumą, pagerinti šviesos srauto fokusavimą.
Veidrodiniai elektrovakuuminiai įrenginiai turi atspindintį aliuminio sluoksnį, skirtingą lemputės dizainą.
Jo dalis, skirta šviesai praleisti, pagaminta iš matinio stiklo. Tai leidžia padaryti šviesą švelnią, sumažinti kontrastingus šešėlius nuo įvairių objektų. Tokie elektrovakuuminiai įtaisai naudojami vidaus apšvietimui.
Halogeninės kolbos viduje yra bromo arba jodo junginių. Dėl gebėjimo atlaikyti iki 3000 K temperatūrą, lempų tarnavimo laikas yra apie 2000 valandų. Tačiau šis b altos šviesos š altinis turi ir trūkumų, pavyzdžiui,halogeninė lempa, aušinant turi mažą elektrinę varžą.
Pagrindiniai parametrai
Edison kaitrinėje lempoje volframo siūlas yra įvairių formų. Kad toks prietaisas veiktų stabiliai, reikalinga 220 V įtampa. Vidutiniškai jo tarnavimo laikas yra nuo 3000 iki 3500 valandų. Atsižvelgiant į tai, kad spalvos temperatūra yra 2700 K, lempa suteikia šiltai b altą arba geltoną spektrą. Šiuo metu šviestuvai siūlomi su skirtingų dydžių cokoliais (E14, E27). Jei pageidaujate, galite pasiimti plaukų segtuko, silkės, spiralės formos šviestuvą lubų sietynoje arba sieninį šviestuvą.
Edisono išradimas skirstomas į atskiras klases pagal volframo gijų skaičių. Nuo šio rodiklio tiesiogiai priklauso apšvietimo įrenginio kaina, jo galia ir tarnavimo laikas.
EVL veikimo principas
Terminė emisija – tai įkaitinto kaitinamojo kūno elektronų emisija į vakuumą arba inertinę terpę, sukurtą lemputės viduje. Elektronų srautui valdyti naudojamas magnetinis arba elektrinis laukas.
Termioninė emisija leidžia praktiškai panaudoti teigiamas elektronų srauto savybes – generuoti, sustiprinti įvairaus dažnio elektrines vibracijas.
Radijo lempų ypatybės
Elektrovakuuminis diodas yra radijo inžinerijos pagrindas. Lempos konstrukcijoje yra du elektrodai (katodas ir anodas), tinklelis. Katodas suteikia emisiją, tam volframo sluoksnis yra padengtas bariu arba toriu. Anodas pagamintas iš nikelio, molibdeno, grafito plokštės. Grynasisyra separatorius tarp elektrodų. Kai darbinis skystis kaitinamas, iš vakuume judančių dalelių sukuriama galinga elektros srovė. Šio tipo elektrovakuuminiai prietaisai sudaro radijo inžinerijos pagrindą. Antroje praėjusio amžiaus pusėje vakuuminiai vamzdžiai buvo naudojami įvairiose technikos, radioelektronikos pramonės srityse.
Be jų buvo neįmanoma pagaminti radijo imtuvų, televizorių, specialios įrangos, kompiuterių.
Taikymo sritys
Tobulėjant tiksliam prietaisui, radijo elektronikai, šios lempos prarado savo aktualumą ir nustojo būti plačiai naudojamos.
Bet ir dabar yra tokių pramoninių zonų, kurioms reikalingas EVL, nes tik vakuuminė lempa gali užtikrinti įrenginių veikimą pagal nurodytus parametrus, tam tikroje aplinkoje.
EVL ypač domina karinis-pramoninis kompleksas, nes būtent vakuuminiai vamzdžiai pasižymi padidintu atsparumu elektromagnetiniams impulsams.
Viename kariniame aparate gali būti iki šimto EVL. Dauguma puslaidininkinių medžiagų, REC negali veikti esant padidintai spinduliuotei, taip pat natūralaus vakuumo sąlygomis (erdvėje).
EVL padeda pagerinti palydovų ir kosminių raketų patikimumą ir ilgaamžiškumą.
Išvada
Elektrovakuuminiuose įrenginiuose, kurie leidžia generuoti, stiprinti, konvertuoti elektromagnetinę energiją, darbo erdvė visiškai atlaisvinama nuo oro,nuo atmosferos apsaugotas nepralaidžiu apvalkalu.
Termioninės emisijos atradimas prisidėjo prie paprastos dviejų elektrodų lempos, vadinamos vakuuminiu diodu, sukūrimo.
Kai jis prijungtas prie elektros grandinės, jo viduje atsiranda srovė. Pasikeitus įtampos poliškumui, ji išnyksta ir nesvarbu, koks karštas būtų katodas. Išlaikant pastovią šildomo katodo temperatūros vertę, buvo galima nustatyti tiesioginį ryšį tarp anodo įtampos ir srovės stiprumo. Gauti rezultatai buvo panaudoti kuriant elektroninius vakuuminius prietaisus.
Pavyzdžiui, triodas yra vakuuminis vamzdelis su trimis elektrodais: anodu, terminiu katodu, valdymo tinkleliu.
Būtent triodai praėjusio amžiaus pradžioje tapo pirmaisiais prietaisais, naudojamais stiprinti elektrinius signalus. Šiuo metu triodai buvo pakeisti puslaidininkiniais tranzistoriais. Vakuuminiai triodai naudojami tik tose srityse, kur reikia konvertuoti galingus signalus su nedideliu aktyvių komponentų skaičiumi, o svorio ir matmenų galima nepaisyti.
Galingi radijo vamzdžiai savo efektyvumu, patikimumu prilyginami tranzistoriams, tačiau jų tarnavimo laikas yra daug trumpesnis. Mažos galios trioduose didžioji dalis šilumos patenka į sunaudotą kaskadinę galią, kartais jos vertė siekia 50%.
Tetrodai yra elektroninė dviejų tinklelių lempa, skirta elektros energijos galiai ir įtampai padidintisignalus. Šie įrenginiai turi didesnį stiprinimą, palyginti su triodu. Tokios konstrukcijos ypatybės leidžia naudoti tetrodus žemiems dažniams stiprinti televizoriuose, imtuvuose ir kitoje radijo įrangoje.
Vartotojai aktyviai naudoja kaitinamąsias lempas, kurių kaitinamojo siūlelio korpusas yra volframo siūlas arba viela. Šių įrenginių galia nuo 25 iki 100 W, jų tarnavimo laikas – 2500-3000 valandų. Gamintojai siūlo skirtingo pagrindo, formų, dydžių šviestuvus, todėl lempos variantą galite pasirinkti atsižvelgdami į apšvietimo įrenginio charakteristikas, patalpos plotą.
