Съвременните електровакуумни устройства дължат появата си на американския изобретател Томас Едисън. Именно той разработи първия успешен начин за осветление, използвайки за това електрическа крушка.
Историята на лампата
В момента е трудно да се повярва, че електричеството не е съществувало през всички исторически периоди. Първите крушки с нажежаема жичка се появяват едва в края на деветнадесети век. Едисън успява да разработи модел на електрическа крушка, в който са разположени въглеродни, платинени и бамбукови нишки. Именно този учен с право се нарича "бащата" на съвременната електрическа лампа. Той опрости веригата на електрическата крушка, значително намали производствените разходи. В резултат на това по улиците се появи не газово, а електрическо осветление и новите осветителни устройства започнаха да се наричат лампи на Едисон. Томас работи върху подобряването на своето изобретение дълго време, в резултат на което използването на свещи се превръща в нерентабилна мярка.
Принцип на работа
Какво устройство имат крушките с нажежаема жичка Edison? Всяко устройство има корпуснажежаема жичка, стъклена колба, основен контакт, електроди, основа. Всеки от тях има свое собствено функционално предназначение.
Същността на това устройство е следната. Когато нагревателното тяло се нагрява силно от поток от заредени частици, електрическата енергия се преобразува в лека форма.
За да може радиацията да бъде възприета от човешкото око, е необходимо да се достигне температура от поне 580 градуса.
Сред металите волфрамът има най-висока точка на топене, така че от него е направено нагревателното тяло. За да се намали силата на звука, проводникът започна да се поставя под формата на спирала.
Въпреки високата химическа устойчивост на волфрама, за максималната му защита срещу процеса на корозия, тялото на нишката е поставено в запечатан стъклен съд, от който предварително е изпомпван въздух. Вместо това в колбата се изпомпва инертен газ, който не позволява на волфрамовата тел да влезе в реакции на окисление. Най-често използваният инертен газ е аргон, понякога се използва азот или криптон.
Същността на изобретението на Едисон е, че изпаряването, което възниква при продължително нагряване на метала, се предотвратява от налягането, създадено от инертен газ.
Функции на лампата
Има доста различни лампи, предназначени да осветяват голяма площ. Характеристика на изобретението на Едисон е възможността да се регулира мощността на това устройство, като се вземе предвид осветената зона.
Производителите предлагат различни видове лампи, различаващи се по експлоатационен живот, размер, мощност. Нека се спрем на някои видове от тези електрически уреди.
Най-често срещаните вакуумни тръби са LON. Те са напълно хигиенични и имат среден експлоатационен живот от 1000 часа.
Сред недостатъците на лампите с общо предназначение, ние подчертаваме ниската ефективност. Приблизително 5 процента от електрическата енергия се преобразува в светлина, останалата част се отделя като топлина.
Прожектори
Те имат доста висока мощност, предназначени да осветяват големи площи. Електровакуумните устройства са разделени на три групи:
- прожекция на филм;
- фарове;
- общо предназначение.
Източникът на светлина на проектора се различава по дължината на тялото на нишката, той има по-компактен размер, което ви позволява да увеличите общата яркост, да подобрите фокуса на светлинния поток.
Огледалните електровакуумни устройства имат отразяващ алуминиев слой, различен дизайн на крушката.
Тази част от него, която е предназначена да провежда светлина, е направена от матирано стъкло. Това ви позволява да направите светлината мека, да намалите контрастиращите сенки от различни обекти. Такива електровакуумни устройства се използват за вътрешно осветление.
В халогенната колба има съединения на бром или йод. Поради способността им да издържат на температури до 3000 К, експлоатационният живот на лампите е около 2000 часа. Но този източник на бяла светлина също има своите недостатъци, напр.халогенна лампа, има ниско електрическо съпротивление при охлаждане.
Основни параметри
В лампа с нажежаема жичка Edison волфрамовата нишка е подредена в различни форми. За стабилна работа на такова устройство е необходимо напрежение от 220 V. Средно експлоатационният му живот е от 3000 до 3500 часа. Като се има предвид, че цветната температура е 2700 K, лампата осигурява топъл бял или жълт спектър. В момента се предлагат лампи с различни размери цокъл (E14, E27). Ако желаете, можете да вземете лампа под формата на фиби, рибена кост, спирала в полилей за таван или стенно осветително тяло.
Изобретението на Едисон е разделено на отделни класове според броя на волфрамовите нишки. Цената на осветителното тяло, неговата мощност и експлоатационен живот директно зависят от този индикатор.
Принцип на действие на EVL
Термионната емисия се състои в излъчване на електрони от нагорещено тяло с нажежаема жичка във вакуум или инертна среда, създадена вътре в крушката. За контролиране на потока от електрони се използва магнитно или електрическо поле.
Термионната емисия ви позволява на практика да използвате положителните качества на електронния поток - да генерирате, усилвате електрически вибрации с различни честоти.
Характеристики на радиолампи
Електровакуумният диод е в основата на радиотехниката. Дизайнът на лампата има два електрода (катод и анод), решетка. Катодът осигурява емисия, за това волфрамовият слой е покрит с барий или торий. Анодът е направен под формата на никелова, молибденова, графитна плоча. Нете разделител между електродите. Когато работният флуид се нагрява, се създава мощен електрически ток от движещи се частици във вакуум. Електровакуумните устройства от този тип са в основата на радиотехниката. През втората половина на миналия век вакуумните тръби са били използвани в различни области на техническата, радиоелектронната индустрия.
Без тях беше невъзможно да се произвеждат радиостанции, телевизори, специално оборудване, компютри.
Области на приложение
С развитието на прецизните инструменти, радиоелектрониката, тези лампи загубиха своята актуалност, престанаха да се използват в голям мащаб.
Но дори сега има такива индустриални зони, които изискват EVL, защото само вакуумна лампа е в състояние да осигури работата на устройствата според определени параметри, в определена среда.
EVL представляват особен интерес за военно-индустриалния комплекс, тъй като именно вакуумните тръби се отличават с повишена устойчивост на електромагнитни импулси.
Един военен апарат може да съдържа до сто EVL. Повечето от полупроводниковите материали, REC не може да функционира с повишена радиация, както и при естествени условия на вакуум (в космоса).
EVL помага за подобряване на надеждността и издръжливостта на сателитите и космическите ракети.
Заключение
При електровакуумни устройства, които позволяват генериране, усилване, преобразуване на електромагнитна енергия, работното пространство е напълно освободено от въздух,защитен от атмосферата с непроницаема черупка.
Откриването на термионни емисии допринесе за създаването на проста лампа с два електрода, наречена вакуумен диод.
Когато е свързан към електрическа верига, вътре в устройството се появява ток. Когато полярността на напрежението се промени, то изчезва и без значение колко горещ е катодът. Чрез поддържане на постоянна стойност на температурата на нагретия катод беше възможно да се установи пряка връзка между анодното напрежение и силата на тока. Получените резултати са използвани при разработването на електронни вакуумни устройства.
Например, триодът е вакуумна тръба с три електрода: анод, термоелектронен катод, контролна решетка.
Триодите станаха първите устройства, използвани за усилване на електрически сигнали в началото на миналия век. В момента триодите са заменени с полупроводникови транзистори. Вакуумните триоди се използват само в онези области, където е необходимо да се преобразуват мощни сигнали с малък брой активни компоненти, а теглото и размерите могат да бъдат пренебрегнати.
Мощните радиолампи са сравними с транзисторите по отношение на ефективност, надеждност, но техният експлоатационен живот е много по-кратък. При триоди с ниска мощност по-голямата част от топлината отива в консумираната каскадна мощност, понякога стойността й достига 50%.
Тетродите са електронна двумрежова лампа, която е предназначена да увеличи мощността и напрежението на електрическитесигнали. Тези устройства имат по-високо усилване в сравнение с триода. Такива конструктивни характеристики правят възможно използването на тетроди за усилване на ниските честоти в телевизори, приемници и друго радио оборудване.
Потребителите активно използват лампи с нажежаема жичка, в които тялото на нишката е волфрамова нишка или тел. Тези устройства имат мощност от 25 до 100 W, експлоатационният им живот е 2500-3000 часа. Производителите предлагат лампи с различни основи, форми, размери, така че можете да изберете опцията лампа, като вземете предвид характеристиките на осветителното устройство, площта на помещението.
