Moderné elektrovákuové zariadenia vďačia za svoj vzhľad americkému vynálezcovi Thomasovi Edisonovi. Bol to on, kto vyvinul prvý úspešný spôsob osvetlenia pomocou elektrickej žiarovky.
História lampy
V súčasnosti je ťažké uveriť, že elektrina neexistovala vo všetkých historických obdobiach. Prvé žiarovky sa objavili až na konci devätnásteho storočia. Edisonovi sa podarilo vyvinúť model žiarovky, v ktorej sa nachádzali uhlíkové, platinové a bambusové vlákna. Práve tento vedec je právom nazývaný „otcom“modernej elektrickej lampy. Zjednodušil obvod žiarovky, výrazne znížil náklady na výrobu. V dôsledku toho sa na uliciach neobjavilo plynové, ale elektrické osvetlenie a nové osvetľovacie zariadenia sa začali nazývať Edisonovými lampami. Thomas dlho pracoval na vylepšení svojho vynálezu, v dôsledku čoho sa používanie sviečok stalo nerentabilným opatrením.
Princíp činnosti
Aké zariadenie majú žiarovky Edison? Každé zariadenie má telovlákno, sklenená žiarovka, hlavný kontakt, elektródy, základňa. Každý z nich má svoj vlastný funkčný účel.
Podstata tohto zariadenia je nasledovná. Keď sa vyhrievacie teleso silne zahreje prúdom nabitých častíc, elektrická energia sa premení na svetelnú formu.
Aby bolo žiarenie vnímané ľudským okom, je potrebné dosiahnuť teplotu aspoň 580 stupňov.
Spomedzi kovov má najvyšší bod topenia volfrám, preto je z neho vyrobené vykurovacie teleso. Na zmenšenie objemu sa drôt začal umiestňovať vo forme špirály.
Napriek vysokej chemickej odolnosti volfrámu je pre maximálnu ochranu proti korózii vláknité teleso umiestnené v uzavretej sklenenej nádobe, z ktorej bol predtým odčerpaný vzduch. Namiesto toho sa do banky čerpá inertný plyn, ktorý zabraňuje volfrámovému drôtu vstúpiť do oxidačných reakcií. Najbežnejšie používaným inertným plynom je argón, niekedy sa používa dusík alebo kryptón.
Podstatou Edisonovho vynálezu je, že odparovaniu, ku ktorému dochádza pri dlhšom zahrievaní kovu, bráni tlak vytvorený inertným plynom.
Funkcie lampy
Existuje pomerne veľa rôznych lámp navrhnutých na osvetlenie veľkej plochy. Funkciou Edisonovho vynálezu je schopnosť nastaviť výkon tohto zariadenia s ohľadom na osvetlenú oblasť.
Výrobcovia ponúkajú rôzne typy svietidiel, ktoré sa líšia životnosťou, veľkosťou, výkonom. Poďme sa zastaviť pri niektorých typoch týchto elektrických spotrebičov.
Najbežnejšie vákuové elektrónky sú LON. Sú plne hygienické a majú priemernú životnosť 1000 hodín.
Medzi nedostatky žiaroviek na všeobecné použitie vyzdvihujeme nízku účinnosť. Približne 5 percent elektrickej energie sa premení na svetlo, zvyšok sa uvoľní ako teplo.
Spotlights
Majú pomerne vysoký výkon, určený na osvetlenie veľkých plôch. Elektrovákuové zariadenia sú rozdelené do troch skupín:
- projekcia filmu;
- majáky;
- všeobecný účel.
Zdroj svetla projektora sa líši dĺžkou vláknitého tela, má kompaktnejšie rozmery, čo umožňuje zvýšiť celkový jas, zlepšiť zaostrenie svetelného prúdu.
Zrkadlové elektrovákuové zariadenia majú reflexnú hliníkovú vrstvu, iný dizajn žiarovky.
Tá časť, ktorá je určená na vedenie svetla, je vyrobená z matného skla. To vám umožní zjemniť svetlo a znížiť kontrastné tiene z rôznych predmetov. Takéto elektrovákuové zariadenia sa používajú na osvetlenie interiéru.
Vo vnútri halogénovej banky sú zlúčeniny brómu alebo jódu. Vzhľadom na ich schopnosť odolávať teplotám do 3000 K je životnosť lámp cca 2000 hodín. Ale tento zdroj bieleho svetla má aj svoje nevýhody, napr.halogénová žiarovka, má po ochladení nízky elektrický odpor.
Hlavné parametre
V žiarovke Edison je volfrámové vlákno usporiadané do rôznych tvarov. Pre stabilnú prevádzku takéhoto zariadenia je potrebné napätie 220 V. V priemere je jeho životnosť od 3000 do 3500 hodín. Vzhľadom na to, že teplota farby je 2700 K, lampa poskytuje teplé biele alebo žlté spektrum. V súčasnosti sú svietidlá ponúkané s rôznymi veľkosťami podstavcov (E14, E27). Na želanie si môžete vyzdvihnúť lampu vo forme sponky do vlasov, rybej kosti, špirály v stropnom lustri alebo nástenného svietidla.
Edisonov vynález je rozdelený do samostatných tried podľa počtu volfrámových vlákien. Cena svietidla, jeho výkon a životnosť priamo závisia od tohto ukazovateľa.
Princíp fungovania EVL
Termionická emisia spočíva v emisii elektrónov zohriatym žeravým telesom do vákua alebo inertného média vytvoreného vo vnútri žiarovky. Na riadenie toku elektrónov sa používa magnetické alebo elektrické pole.
Termionická emisia vám umožňuje prakticky využiť pozitívne vlastnosti toku elektrónov – vytvárať, zosilňovať elektrické vibrácie rôznych frekvencií.
Funkcie rádiových elektrónok
Elektrovakuová dióda je základom rádiového inžinierstva. Konštrukcia svietidla má dve elektródy (katódu a anódu), mriežku. Katóda zabezpečuje emisiu, preto je volfrámová vrstva pokrytá báriom alebo tóriom. Anóda je vyrobená vo forme niklovej, molybdénovej, grafitovej platne. Netje separátor medzi elektródami. Pri zahrievaní pracovnej tekutiny vzniká z pohybujúcich sa častíc vo vákuu silný elektrický prúd. Elektrovákuové zariadenia tohto typu tvoria základ rádiotechniky. V druhej polovici minulého storočia sa elektrónky používali v rôznych oblastiach technického, rádioelektronického priemyslu.
Bez nich nebolo možné vyrábať rádiá, televízory, špeciálne zariadenia, počítače.
Oblasti použitia
S rozvojom presného prístrojového vybavenia, rádiovej elektroniky, tieto lampy stratili svoj význam, prestali sa používať vo veľkom meradle.
Už teraz sú však také priemyselné oblasti, ktoré vyžadujú EVL, pretože iba vákuová lampa je schopná zabezpečiť výkon zariadení podľa zadaných parametrov v určitom prostredí.
EVL sú obzvlášť zaujímavé pre vojensko-priemyselný komplex, pretože práve vákuové trubice sa vyznačujú zvýšenou odolnosťou voči elektromagnetickým impulzom.
Jeden vojenský aparát môže obsahovať až sto EVL. Väčšina polovodičových materiálov REC nemôže fungovať pri zvýšenej radiácii, ako aj v podmienkach prirodzeného vákua (vo vesmíre).
EVL pomáha zlepšiť spoľahlivosť a odolnosť satelitov a vesmírnych rakiet.
Záver
V elektrovákuových zariadeniach, ktoré umožňujú generovať, zosilňovať, premieňať elektromagnetickú energiu, je pracovný priestor úplne zbavený vzduchu,chránená pred atmosférou nepreniknuteľnou škrupinou.
Objav termoiónovej emisie prispel k vytvoreniu jednoduchej dvojelektródovej lampy nazývanej vákuová dióda.
Po pripojení k elektrickému obvodu sa vo vnútri zariadenia objaví prúd. Keď sa zmení polarita napätia, zmizne a bez ohľadu na to, aká horúca je katóda. Udržiavaním konštantnej hodnoty teploty vyhrievanej katódy bolo možné stanoviť priamy vzťah medzi anódovým napätím a intenzitou prúdu. Získané výsledky boli použité pri vývoji elektronických vákuových zariadení.
Napríklad trióda je vákuová trubica s tromi elektródami: anóda, termionická katóda, riadiaca mriežka.
Boli to triódy, ktoré sa na začiatku minulého storočia stali prvými zariadeniami používanými na zosilnenie elektrických signálov. V súčasnosti sú triódy nahradené polovodičovými tranzistormi. Vákuové triódy sa používajú iba v tých oblastiach, kde je potrebné konvertovať výkonné signály s malým počtom aktívnych komponentov a možno zanedbať hmotnosť a rozmery.
Výkonné rádiové elektrónky sú z hľadiska účinnosti, spoľahlivosti porovnateľné s tranzistormi, no ich životnosť je oveľa kratšia. V triódach s nízkym výkonom ide väčšina tepla do spotrebovaného kaskádového výkonu, niekedy jeho hodnota dosahuje 50 %.
Tetródy sú elektronické dvojmriežkové svietidlo, ktoré je určené na zvýšenie výkonu a napätia el.signály. Tieto zariadenia majú v porovnaní s triódou vyšší zisk. Takéto konštrukčné prvky umožňujú použiť tetrody na zosilnenie nízkych frekvencií v televízoroch, prijímačoch a iných rádiových zariadeniach.
Spotrebitelia aktívne používajú žiarovky, ktorých telo vlákna je volfrámové vlákno alebo drôt. Tieto zariadenia majú výkon 25 až 100 W, ich životnosť je 2500-3000 hodín. Výrobcovia ponúkajú lampy s rôznymi päticami, tvarmi, veľkosťami, takže si môžete vybrať možnosť lampy s prihliadnutím na vlastnosti osvetľovacieho zariadenia, plochu miestnosti.
