Moderni elektrovakuumski uređaji duguju svoj izgled američkom izumitelju Thomasu Edisonu. On je razvio prvi uspješan način osvjetljenja, koristeći za to električnu žarulju.
Povijest svjetiljke
Trenutno je teško povjerovati da električna energija nije postojala u svim povijesnim razdobljima. Prve žarulje sa žarnom niti pojavile su se tek krajem devetnaestog stoljeća. Edison je uspio razviti model žarulje u kojoj su se nalazile ugljične, platinaste i bambusove niti. Upravo se ovaj znanstvenik s pravom naziva "ocem" moderne električne svjetiljke. Pojednostavio je krug žarulje, značajno smanjio troškove proizvodnje. Kao rezultat toga, na ulicama se pojavila ne plinska, već električna rasvjeta, a novi rasvjetni uređaji počeli su se zvati Edisonove svjetiljke. Thomas je dugo radio na poboljšanju svog izuma, zbog čega je korištenje svijeća postalo neprofitabilna mjera.
Princip rada
Koji uređaj imaju Edisonove žarulje sa žarnom niti? Svaki uređaj ima tijelofilament, staklena žarulja, glavni kontakt, elektrode, baza. Svaki od njih ima svoju funkcionalnu svrhu.
Suština ovog uređaja je sljedeća. Kada se grijaće tijelo snažno zagrije strujom nabijenih čestica, električna energija se pretvara u svjetlosni oblik.
Da bi zračenje moglo percipirati ljudsko oko, potrebno je postići temperaturu od najmanje 580 stupnjeva.
Među metalima, volfram ima najvišu točku taljenja, pa je od njega napravljeno grijaće tijelo. Kako bi se smanjio volumen, žica se počela postavljati u obliku spirale.
Unatoč visokoj kemijskoj otpornosti volframa, radi njegove maksimalne zaštite od procesa korozije, tijelo filamenta je smješteno u zatvorenu staklenu posudu iz koje je prethodno ispumpan zrak. Umjesto toga, u tikvicu se upumpava inertni plin, koji sprječava da volframova žica uđe u oksidacijske reakcije. Najčešće korišteni inertni plin je argon, ponekad se koristi dušik ili kripton.
Suština Edisonovog izuma je da se isparavanje koje nastaje tijekom dugotrajnog zagrijavanja metala sprječava pritiskom koji stvara inertni plin.
Svjetiljke
Postoji dosta različitih svjetiljki dizajniranih za osvjetljavanje velikog područja. Značajka Edisonovog izuma je mogućnost podešavanja snage ovog uređaja, uzimajući u obzir osvijetljeno područje.
Proizvođači nude različite vrste svjetiljki koje se razlikuju po vijeku trajanja, veličini, snazi. Zadržimo se na nekim vrstama ovih električnih uređaja.
Najčešće vakuumske cijevi su LON. Potpuno su higijenski i imaju prosječni vijek trajanja od 1000 sati.
Među nedostacima svjetiljki opće namjene ističemo nisku učinkovitost. Otprilike 5 posto električne energije pretvara se u svjetlo, ostatak se oslobađa kao toplina.
Spotlights
Imaju prilično veliku snagu, dizajnirane za osvjetljavanje velikih površina. Elektrovakuumski uređaji podijeljeni su u tri grupe:
- filmska projekcija;
- svjetionici;
- opće namjene.
Izvor svjetla projektora razlikuje se po duljini tijela niti, ima kompaktniju veličinu, što vam omogućuje povećanje ukupne svjetline, poboljšanje fokusa svjetlosnog toka.
Zrcalni elektrovakuumski uređaji imaju reflektirajući aluminijski sloj, drugačiji dizajn žarulje.
Taj dio, koji je dizajniran za provođenje svjetlosti, napravljen je od mat stakla. To vam omogućuje da svjetlost bude mekana, smanjite kontrastne sjene od raznih objekata. Takvi elektrovakuumski uređaji koriste se za unutarnju rasvjetu.
Unutar halogene tikvice nalaze se spojevi broma ili joda. Zbog svoje sposobnosti da izdrže temperature do 3000 K, vijek trajanja svjetiljki je oko 2000 sati. Ali ovaj izvor bijelog svjetla također ima svoje nedostatke, npr.halogena lampa, ima nizak električni otpor kada se ohladi.
Glavni parametri
U Edison žarulji sa žarnom niti, volframova nit je raspoređena u različitim oblicima. Za stabilan rad takvog uređaja potreban je napon od 220 V. U prosjeku, njegov radni vijek je od 3000 do 3500 sati. S obzirom da je temperatura boje 2700 K, žarulja daje topli bijeli ili žuti spektar. Trenutno se nude svjetiljke s različitim veličinama soclea (E14, E27). Po želji možete pokupiti lampu u obliku ukosnice, riblje kosti, spirale u stropnom lusteru ili zidnu rasvjetu.
Edisonov izum podijeljen je u zasebne klase prema broju volframovih niti. Cijena rasvjetnog tijela, njegova snaga i vijek trajanja izravno ovise o ovom pokazatelju.
EVL princip rada
Termionska emisija sastoji se od emisije elektrona od strane zagrijanog tijela sa žarnom niti u vakuum ili inertni medij stvoren unutar žarulje. Za kontrolu protoka elektrona koristi se magnetsko ili električno polje.
Termionska emisija omogućuje vam da praktički koristite pozitivne kvalitete protoka elektrona - za generiranje, pojačavanje električnih vibracija različitih frekvencija.
Karakteristike radio cijevi
Elektrovakumska dioda je osnova radiotehnike. Dizajn svjetiljke ima dvije elektrode (katoda i anoda), rešetku. Katoda osigurava emisiju, za to je sloj volframa prekriven barijem ili torijem. Anoda je izrađena u obliku ploče od nikla, molibdena, grafita. Netoje separator između elektroda. Kada se radni fluid zagrijava, stvara se snažna električna struja iz pokretnih čestica u vakuumu. Elektrovakuumski uređaji ove vrste čine osnovu radiotehnike. U drugoj polovici prošlog stoljeća vakuumske cijevi su se koristile u raznim područjima tehničke, radioelektroničke industrije.
Bez njih bilo je nemoguće proizvoditi radio, televizor, specijalnu opremu, računala.
Područja primjene
Razvojom precizne instrumentacije, radioelektronike, ove su svjetiljke izgubile svoju relevantnost, prestale su se koristiti u velikim razmjerima.
Ali i sada postoje takva industrijska područja koja zahtijevaju EVL, jer samo vakuumska lampa može osigurati performanse uređaja prema navedenim parametrima, u određenom okruženju.
EVL su od posebnog interesa za vojno-industrijski kompleks, jer se upravo vakuumske cijevi odlikuju povećanom otpornošću na elektromagnetske impulse.
Jedan vojni aparat može sadržavati do stotinu EVL-a. Većina poluvodičkih materijala, REC ne može funkcionirati s povećanim zračenjem, kao ni u uvjetima prirodnog vakuuma (u svemiru).
EVL pomaže poboljšati pouzdanost i izdržljivost satelita i svemirskih raketa.
Zaključak
U elektrovakuumskim uređajima koji omogućuju generiranje, pojačavanje, pretvaranje elektromagnetske energije, radni prostor je potpuno oslobođen zraka,zaštićen od atmosfere neprobojnom granatom.
Otkriće termoionske emisije pridonijelo je stvaranju jednostavne svjetiljke s dvije elektrode nazvane vakuum dioda.
Kada je spojen na električni krug, unutar uređaja se pojavljuje struja. Kada se promijeni polaritet napona, on nestaje, i koliko god da je katoda vruća. Održavanjem konstantne vrijednosti temperature zagrijane katode bilo je moguće uspostaviti izravnu vezu između anodnog napona i jakosti struje. Dobiveni rezultati korišteni su u razvoju elektroničkih vakuumskih uređaja.
Na primjer, trioda je vakuumska cijev s tri elektrode: anodom, termoionskom katodom, kontrolnom mrežom.
Triode su postale prvi uređaji korišteni za pojačavanje električnih signala početkom prošlog stoljeća. Trenutno su triode zamijenjene poluvodičkim tranzistorima. Vakumske triode koriste se samo u onim područjima gdje je potrebno pretvoriti snažne signale s malim brojem aktivnih komponenti, a težina i dimenzije se mogu zanemariti.
Snažne radio cijevi usporedive su s tranzistorima po učinkovitosti, pouzdanosti, ali njihov vijek trajanja je mnogo kraći. U triodama male snage većina topline odlazi u potrošenu kaskadnu snagu, ponekad njezina vrijednost doseže 50%.
Tetrode su elektronička žarulja s dvije mreže, koja je dizajnirana da poveća snagu i napon električnesignale. Ovi uređaji imaju veći dobitak u odnosu na triodu. Takve značajke dizajna omogućuju korištenje tetroda za pojačanje niskih frekvencija u televizorima, prijemnicima i drugoj radijskoj opremi.
Potrošači aktivno koriste žarulje sa žarnom niti, u kojima je tijelo niti od volframove niti ili žice. Ovi uređaji imaju snagu od 25 do 100 W, njihov vijek trajanja je 2500-3000 sati. Proizvođači nude svjetiljke s različitim bazama, oblicima, veličinama, tako da možete odabrati opciju svjetiljke, uzimajući u obzir karakteristike rasvjetnog uređaja, površinu
