Kaasaegsed elektrovaakumseadmed võlgnevad oma välimuse Ameerika leiutajale Thomas Edisonile. Just tema töötas välja esimese eduka valgustusviisi, kasutades selleks elektripirni.
Lambi ajalugu
Praegu on raske uskuda, et elektrit ei eksisteerinud kõigil ajalooperioodidel. Esimesed hõõglambid ilmusid alles 19. sajandi lõpus. Edisonil õnnestus välja töötada lambipirni mudel, milles paiknesid süsinik-, plaatina- ja bambuskiud. Just seda teadlast nimetatakse õigustatult kaasaegse elektrilambi "isaks". Ta lihtsustas lambipirni vooluringi, vähendas oluliselt tootmiskulusid. Selle tulemusena ei ilmunud tänavatele mitte gaasi-, vaid elektrivalgustus ning uusi valgustusseadmeid hakati kutsuma Edisoni lampideks. Thomas töötas oma leiutise täiustamise kallal pikka aega, mille tulemusena muutus küünalde kasutamine kahjumlikuks meetmeks.
Tööpõhimõte
Milline seade on Edisoni hõõglampidel? Igal seadmel on korpushõõgniit, klaaspirn, põhikontakt, elektroodid, alus. Igal neist on oma funktsionaalne eesmärk.
Selle seadme olemus on järgmine. Kui kuumutuskeha kuumutatakse tugev alt laetud osakeste vooluga, muundub elektrienergia kergeks vormiks.
Selleks, et inimsilm kiirgust tajuks, on vaja saavutada temperatuur vähem alt 580 kraadi.
Metallidest on volframil kõrgeim sulamistemperatuur, seega sellest valmistatakse küttekeha. Helitugevuse vähendamiseks hakati traati asetama spiraali kujul.
Hoolimata volframi kõrgest keemilisest vastupidavusest, asetatakse hõõgniidi korpus selle maksimaalseks kaitseks korrosiooniprotsessi eest suletud klaasnõusse, millest õhk on eelnev alt välja pumbatud. Selle asemel pumbatakse kolbi inertgaas, mis takistab volframtraadi sattumist oksüdatsioonireaktsioonidesse. Kõige sagedamini kasutatav inertgaas on argoon, mõnikord kasutatakse lämmastikku või krüptooni.
Edisoni leiutise olemus seisneb selles, et metalli pikaajalisel kuumutamisel tekkivat aurustumist takistab inertgaasi tekitatav rõhk.
Lambi omadused
Seal on üsna palju erinevaid lampe, mis on mõeldud suure ala valgustamiseks. Edisoni leiutise eripäraks on võimalus reguleerida selle seadme võimsust, võttes arvesse valgustatud ala.
Tootjad pakuvad erinevat tüüpi lampe, mis erinevad kasutusea, suuruse, võimsuse poolest. Vaatleme mõnda tüüpi nende elektriseadmete juures.
Kõige levinumad vaakumtorud on LON. Need on täielikult hügieenilised ja nende keskmine kasutusiga on 1000 tundi.
Üldotstarbeliste lampide puuduste hulgas tõstame esile madala efektiivsuse. Ligikaudu 5 protsenti elektrienergiast muudetakse valguseks, ülejäänu vabaneb soojusena.
Prožektorid
Neil on üsna suur võimsus, mis on mõeldud suurte alade valgustamiseks. Elektrovaakumseadmed jagunevad kolme rühma:
- filmiprojektsioon;
- tuletornid;
- üldotstarbeline.
Projektori valgusallikas erineb hõõgniidi korpuse pikkuse poolest, see on kompaktsema suurusega, mis võimaldab suurendada üldist heledust, parandada valgusvoo fookust.
Peegelelektrovaakumseadmetel on peegeldav alumiiniumkiht ja erinev pirni disain.
See osa sellest, mis on mõeldud valgust juhtivaks, on valmistatud mattklaasist. See võimaldab muuta valguse pehmeks, vähendada erinevate objektide kontrastseid varje. Selliseid elektrovaakumseadmeid kasutatakse sisevalgustuse jaoks.
Halogeenkolvi sees on broomi või joodi ühendeid. Tänu nende võimele taluda kuni 3000 K temperatuure, on lampide kasutusiga umbes 2000 tundi. Kuid sellel valgel valgusallikal on ka omad miinused, näitekshalogeenlamp, millel on jahutamisel madal elektritakistus.
Peamised parameetrid
Edisoni hõõglambis on volframniit erineva kujuga. Sellise seadme stabiilseks tööks on vaja pinget 220 V. Keskmiselt on selle kasutusiga 3000 kuni 3500 tundi. Arvestades, et värvitemperatuur on 2700 K, annab lamp sooja valge või kollase spektri. Hetkel pakutakse lampe erineva suurusega sokliga (E14, E27). Soovi korral saate valida juuksenõela, kalasaba, laelühtri spiraali või seinavalgusti kujul oleva lambi.
Edisoni leiutis jaguneb volframkiudude arvu järgi eraldi klassidesse. Sellest indikaatorist sõltuvad otseselt valgustusseadme maksumus, selle võimsus ja kasutusiga.
EVL tööpõhimõte
Termiooniline emissioon seisneb elektronide emissioonis kuumutatud hõõglambi poolt vaakumisse või pirni sees tekkivasse inertsesse keskkonda. Elektronide voolu juhtimiseks kasutatakse magnet- või elektrivälja.
Termiooniline emissioon võimaldab praktiliselt ära kasutada elektronide voolu positiivseid omadusi – tekitada ja võimendada erineva sagedusega elektrilisi vibratsioone.
Raadiotorude omadused
Elektrovaakumdiood on raadiotehnika alus. Lambi konstruktsioonis on kaks elektroodi (katood ja anood), võre. Katood annab emissiooni, selleks kaetakse volframikiht baariumi või tooriumiga. Anood on valmistatud nikli, molübdeeni, grafiitplaadi kujul. Neton elektroodide vaheline eraldaja. Töövedeliku kuumutamisel tekib vaakumis liikuvatest osakestest võimas elektrivool. Seda tüüpi elektrovaakumseadmed moodustavad raadiotehnika aluse. Eelmise sajandi teisel poolel kasutati vaakumtorusid erinevates tehnika-, raadioelektroonikatööstuse valdkondades.
Ilma nendeta oli võimatu toota raadioid, televiisoreid, eriseadmeid, arvuteid.
Kasutusvaldkonnad
Täppisinstrumentide ja raadioelektroonika arenedes on need lambid kaotanud oma tähtsuse ja nende laiaulatuslik kasutamine lakkas.
Aga ka praegu on selliseid tööstuspiirkondi, mis nõuavad EVL-i, sest ainult vaakumlamp on võimeline tagama seadmete toimimise vastav alt määratud parameetritele, teatud keskkonnas.
EVL pakuvad erilist huvi sõjatööstuskompleksi jaoks, kuna just vaakumtorud eristuvad suurenenud vastupidavusega elektromagnetilistele impulssidele.
Üks sõjaväeaparaat võib sisaldada kuni sada EVL-i. Enamik pooljuhtmaterjale, REC ei saa toimida suurenenud kiirgusega ega ka looduslikes vaakumitingimustes (kosmoses).
EVL aitab parandada satelliitide ja kosmoserakettide töökindlust ja vastupidavust.
Järeldus
Elektrovaakumseadmetes, mis võimaldavad genereerida, võimendada, muundada elektromagnetilist energiat, on tööruum täielikult õhust vabastatud,atmosfääri eest kaitstud läbimatu kestaga.
Termioonilise emissiooni avastamine aitas kaasa lihtsa kaheelektroodilise lambi, mida nimetatakse vaakumdioodiks, loomisele.
Kui see on ühendatud elektriahelaga, ilmub seadmesse vool. Kui pinge polaarsus muutub, siis see kaob ja olenemata sellest, kui kuum katood on. Säilitades kuumutatud katoodi temperatuuri konstantse väärtuse, oli võimalik luua otsene seos anoodi pinge ja voolutugevuse vahel. Saadud tulemusi kasutati elektrooniliste vaakumseadmete väljatöötamisel.
Näiteks triood on kolme elektroodiga vaakumtoru: anood, termokatood, juhtvõre.
Just trioodidest said eelmise sajandi alguses esimesed seadmed, mida kasutati elektrisignaalide võimendamiseks. Praegu on trioodid asendatud pooljuhttransistoridega. Vaakumtrioode kasutatakse ainult nendes piirkondades, kus on vaja teisendada võimsaid signaale väikese arvu aktiivsete komponentidega ning kaalu ja mõõtmeid võib tähelepanuta jätta.
Võimsad raadiotorud on efektiivsuse, töökindluse poolest võrreldavad transistoridega, kuid nende kasutusiga on palju lühem. Väikese võimsusega trioodides läheb suurem osa soojusest tarbitud kaskaadvõimsuseks, mõnikord ulatub selle väärtus 50% -ni.
Tetroodid on elektrooniline kahevõrguga lamp, mis on mõeldud elektrienergia võimsuse ja pinge suurendamisekssignaalid. Nendel seadmetel on trioodiga võrreldes suurem võimendus. Sellised disainifunktsioonid võimaldavad kasutada tetroode madalate sageduste võimendamiseks televiisorites, vastuvõtjates ja muudes raadioseadmetes.
Tarbijad kasutavad aktiivselt hõõglampe, mille hõõgniidi korpuseks on volframniit või traat. Nende seadmete võimsus on 25 kuni 100 W, nende kasutusiga on 2500-3000 tundi. Tootjad pakuvad erineva põhja, kuju ja suurusega lampe, nii et saate valida lambivaliku, võttes arvesse valgustusseadme omadusi, ruumi pindala.
