76. LAMPĂ ELECTRONICĂ
Invenția unei lămpi electronice este direct legată de dezvoltarea tehnologiei de iluminare. La începutul anilor 80 ai secolului al XIX-lea, faimosul inventator american Edison a îmbunătățit lampa cu incandescență. Unul dintre dezavantajele sale a fost scăderea treptată a luminii, datorită pătrunderii balonului datorită apariției unui punct întunecat în interiorul paharului. Explorarea în 1883. Motivele pentru acest efect, Edison a remarcat că de multe ori cilindru de sticlă pătată în planul bucla fire a rămas bandă de lumină, aproape neînnegurat, iar banda este întotdeauna găsit pe partea laterală a lămpii, în cazul în care circuitul de intrare pozitiv cu filament. Părea că o parte din filamentul strălucirii, adiacent intrării negative, emana particule mici de material. Trecând peste partea pozitivă a firului, acopereau interiorul recipientului de sticlă peste tot, cu excepția liniei de pe suprafața geamului, care părea a fi ascunsă de partea pozitivă a firului. Imaginea acestui fenomen a devenit mai evidentă când Edison a inserat o mică placă metalică în interiorul cilindrului de sticlă, plasându-l între firele de filament. Prin conectarea acestei plăci printr-un galvanometru cu un electrod pozitiv de filet, a fost posibil să se observe curentul care curge prin spațiul din interiorul balonului.
Edison a sugerat că fluxul de particule de cărbune emise de partea negativă a firului, ceea ce face o parte a căii dintre filamentul și placa a introdus-le conductoare, și a constatat că debitul este proporțional cu gradul filamentului, sau, cu alte cuvinte, puterea luminoasă a lămpii. Aceasta, de fapt, încheie studiul lui Edison. Inventatorul american nu și-a putut imagina, pe pragul celei mai mari descoperiri științifice pe care o avea. Aproape 20 de ani au trecut înainte ca fenomenul observat de Edison să primească o explicație completă corectă.
Sa dovedit că, cu o încălzire puternică a filamentului unei lămpi plasate în vid, ea începe să emită electroni în spațiul din jur. Acest proces se numește emisie termică și poate fi considerat ca evaporarea electronilor din materialul filamentului. Gândul de posibilitatea de utilizare practică a „efectului Edison“ a venit pentru prima dată cu știință englez Fleming, care în 1904, creat pe baza acestui principiu al detectorului, cunoscut sub numele de „tub cu doi electrozi“ sau „dioda“ Fleming. Lampa Fleming era un cilindru de sticlă obișnuit umplut cu un gaz rarefiat. În interiorul balonului, un filament a fost plasat împreună cu cilindrul metalic care îl înconjoară. Electrodul lămpii încălzite a emis electroni continuu, care au format în jurul său un "nor electronic". Cu cât temperatura electrodului este mai mare, cu atât densitatea norii de electroni este mai mare. Când conectați electrozii la sursa de curent, a apărut un câmp electric între ele. Dacă polul pozitiv conectat la un electrod sursă rece (anod) și negativ - a încălzit (catod), atunci câmpul electric electroni parțial lăsând norul de electroni, și se repezi la electrodul rece. Astfel, a fost stabilit un curent electric între catod și anod. Cu incluziunea opusă a sursei, anodul încărcat negativ a respins electronii din sine și a atras catodul încărcat pozitiv. În acest caz nu a existat curent electric. Asta înseamnă că dioda lui Fleming a avut o conductivitate pronunțată pe o singură parte. Fiind inclusă în circuitul de recepție, lampa a acționat ca un redresor, trecând curentul într-o direcție și fără a sări în direcția opusă și astfel ar putea servi ca un detector de detector de undă. Pentru o anumită creștere a sensibilității lămpii, a fost furnizat un potențial pozitiv selectat corespunzător. În principiu, circuitul de recepție cu lampa Fleming a fost aproape identic cu celelalte circuite radio ale acelor timpuri. Era inferior în sensibilitatea față de schemă cu un detector de tip magnetic, dar avea o fiabilitate incomparabil mai mare.
O altă realizare remarcabilă în domeniul îmbunătățirii și aplicării tehnice a lămpii electronice a fost inventarea în 1907 a lampii americane De Foreste, care conține un al treilea electrod suplimentar. Acest al treilea electrod a fost numit inventatorul "grilei", iar lampa însăși a fost "audit", dar în practică i sa atribuit un alt nume - "triod". Cel de-al treilea electrod, așa cum se poate vedea din numele său, nu era continuu și putea să treacă electroni care zboară de la catod la anod. Când a fost conectată o sursă de tensiune între rețea și catod, a apărut un câmp electric între acești electrozi, afectând în mare măsură numărul de electroni care ajung la anod, adică curentul care trece prin lampă (forța curentului anodic). Pe măsură ce tensiunea aplicată la rețea scade, curentul anodic scade, crescând cu creșterea. Dacă tensiunea negativă a fost aplicată la rețea, curentul anodic sa oprit cu totul - lampa sa dovedit a fi "blocată". O proprietate remarcabilă a triodului a fost că curentul de control ar putea fi de multe ori mai mic decât cel principal - schimbările nesemnificative ale tensiunii dintre rețea și catod au cauzat schimbări destul de semnificative în curentul anodic. Ultima circumstanță a făcut posibilă utilizarea unei lămpi pentru a amplifica tensiuni alternante mici și a fost deschisă în fața unor posibilități neobișnuit de largi de aplicare practică. Aspectul unei lămpi cu trei electrozi a condus la evoluția rapidă a receptoarelor radio, deoarece a fost posibil să se amplifice zeci de semnale recepționate și de sute de ori. Sensibilitatea receptorilor a crescut de multe ori. Unul dintre primele proiecte ale unui receptor de tuburi a fost propus deja în 1907 de către același De Forest.
Prima lampă cu trei electrozi - Audin De Foresta a avut multe deficiențe. Localizarea electrozilor în el a fost astfel încât cea mai mare parte a fasciculului de electroni nu a căzut pe anod, ci pe sticla de sticlă. Efectul de control al rețelei a fost insuficient. Lampa a fost evacuată slab și conținea un număr semnificativ de molecule de gaze. Ei au ionizat și au bombardat continuu filamentul, exercitând un efect distructiv asupra acestuia.
În 1910, inginerul german Lieben a creat un tub triodic electronic avansat, în care grila a fost făcută sub forma unei foi perforate de aluminiu și a fost plasată în centrul balonului, împărțind-o în două părți. În partea inferioară a lămpii a fost un filament, în partea superioară - un anod. Acest aranjament al rețelei a făcut posibilă intensificarea acțiunii sale de control, deoarece prin aceasta a trecut întreg fluxul electronic. Anodul din această lampă avea forma unei crenguțe sau a unei spirale din sârmă de aluminiu, iar catodul era un fir de platină. Lieben a acordat o atenție deosebită creșterii proprietăților de emisie ale lămpii. În acest scop, sa propus inițial acoperirea filamentului cu un strat subțire de calciu sau oxid de bariu. În plus, vaporii de mercur au fost introduși în balon, ceea ce a dus la o ionizare suplimentară și a mărit astfel curentul catodic.
Generatorul de lămpi conținea un circuit oscilant constând dintr-un inductor L și un condensator C. Sa spus deja că dacă un astfel de condensator este încărcat, în circuit apar oscilații amortizate. Pentru a se asigura că oscilațiile nu se estompează, este necesar să se compenseze pierderile de energie pentru fiecare perioadă.
Prin urmare, energia din sursa de tensiune constantă trebuie să intre în mod periodic în circuit. În acest scop, a fost conectat un triod cu tub la circuitul electric al circuitului oscilant, astfel încât oscilațiile din circuit au fost alimentate în rețeaua sa. În circuitul anod al lămpii, a fost cuplată o bobină Lc cuplată inductiv la bobina L a circuitului oscilant. În momentul pornirii circuitului, curentul de la baterie, crescând treptat, se deplasează prin triod și bobină Lc. În acest caz, în conformitate cu legea inducției electromagnetice, bobina L va avea un curent electric care va încărca condensatorul C. Tensiunea de la plăcuțele de condensatoare, așa cum se vede din circuit, este alimentată la catod și la rețea. Când se pornește, placa de condensator încărcată pozitiv este conectată la rețea, adică se încarcă pozitiv, ceea ce contribuie la creșterea curentului care trece prin bobina Lc. Acest lucru va continua atâta timp cât curentul anod atinge un maxim (deoarece curentul în lampă este determinată de numărul de electroni, se evapora de la catod, iar numărul acestora nu poate fi pe termen nelimitat - în creștere până la un anumit maxim, acest curent nu mai crește odată cu grila tensiune). Când se întâmplă acest lucru, un curent direct curge prin bobina Lc. Deoarece cuplarea inductivă este realizată numai cu curent alternativ, în bobina L nu va exista curent. În acest sens, condensatorul va începe descărcarea. În consecință, sarcina pozitivă a rețelei va scădea, iar acest lucru va afecta imediat magnitudinea curentului anodic - va scădea și el. În consecință, curentul prin bobina Lc este de asemenea în descreștere, ceea ce creează un curent în bobina L de direcție opusă. Prin urmare, atunci când condensatorul C va fi evacuate, scăderea curentului prin LC va induce în continuare un curent în bobina L, prin care va fi încărcat plăcile condensatorului, dar în direcția opusă, astfel încât placa asociată cu plasa, se va acumula o sarcină negativă. Acest lucru va duce în cele din urmă la o încetare completă a curentului anodic - debitul curent prin bobina L se va opri din nou și condensatorul va începe descărcarea. Ca rezultat, încărcarea negativă pe rețea va fi mai mică și mai mică, un curent anodic va apărea din nou, ceea ce va crește. Deci întregul proces va începe din nou. Din această descriere se vede că un curent alternativ curge prin grilajul lămpii, a cărui frecvență este egală cu frecvența naturală a circuitului oscilant LC. Dar aceste oscilații nu vor fi amortizate, ci permanente, deoarece acestea sunt menținute prin adăugarea constantă a energiei bateriei prin bobina Lc cuplată inductiv la bobina L.
Modularea poate apărea în mai multe moduri. De exemplu, microfonul este conectat la circuitul antenei. Deoarece rezistența microfonului se schimbă sub influența undelor sonore, curentul din antenă va varia, la rândul său; cu alte cuvinte, în loc de oscilații cu o amplitudine constantă, vom avea oscilații cu un curent variabil de amplitudine - modular, de înaltă frecvență.
Primele tuburi de electroni erau încă foarte imperfecte. Dar în 1915 Langmuir și Gide au propus o modalitate eficientă de evacuare a lămpilor la presiuni foarte scăzute, înlocuind astfel tuburile de ioni cu cele cu vid. Acest lucru a ridicat echipamentele electronice la un nivel mult mai înalt.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: