A modern elektrovákuumos készülékek megjelenését Thomas Edison amerikai feltalálónak köszönhetik. Ő dolgozta ki az első sikeres világítási módot, ehhez elektromos izzót használt.
A lámpa története
Jelenleg nehéz elhinni, hogy elektromosság nem létezett minden történelmi időszakban. Az első izzólámpák csak a tizenkilencedik század végén jelentek meg. Edisonnak sikerült kifejlesztenie egy villanykörte modelljét, amelyben szén-, platina- és bambuszszálak találhatók. Ezt a tudóst joggal nevezik a modern elektromos lámpa "atyjának". Egyszerűsítette az izzókört, jelentősen csökkentette a gyártási költségeket. Ennek eredményeként nem gáz, hanem elektromos világítás jelent meg az utcákon, és az új világítóeszközöket Edison lámpáknak kezdték el nevezni. Thomas sokáig dolgozott találmánya fejlesztésén, ennek eredményeként a gyertyák használata veszteséges intézkedéssé vált.
Működési elv
Milyen eszközzel rendelkeznek az Edison izzólámpák? Minden eszköznek van testeizzószál, üvegkörte, főérintkező, elektródák, talp. Mindegyiknek megvan a maga funkcionális célja.
Ennek az eszköznek a lényege a következő. Amikor a fűtőtestet erősen felmelegíti a töltött részecskék árama, az elektromos energia könnyű formává alakul.
Ahhoz, hogy a sugárzást az emberi szem érzékelje, legalább 580 fokos hőmérsékletet kell elérni.
A fémek közül a volfrámnak a legmagasabb az olvadáspontja, ezért ebből készül a fűtőtest. A hangerő csökkentése érdekében a vezetéket spirál formájában kezdték elhelyezni.
A wolfram magas vegyszerállósága ellenére a korróziós folyamat elleni maximális védelem érdekében az izzószáltestet egy lezárt üvegedénybe helyezik, amelyből előzőleg levegőt szivattyúztak ki. Ehelyett inert gázt pumpálnak a lombikba, amely megakadályozza, hogy a volfrámhuzal oxidációs reakciókba lépjen. A leggyakrabban használt inert gáz az argon, néha nitrogént vagy kriptont használnak.
Edison találmányának lényege, hogy a fém hosszan tartó melegítése során fellépő párolgást az inert gáz által létrehozott nyomás megakadályozza.
A lámpa jellemzői
Jó néhány különböző lámpa létezik nagy terület megvilágítására. Edison találmányának egyik jellemzője az a képesség, hogy az eszköz teljesítményét a megvilágított terület figyelembevételével állítsa be.
A gyártók különböző típusú lámpákat kínálnak, amelyek élettartamuk, méretük, teljesítményük eltérő. Maradjunk ezen elektromos készülékek néhány típusánál.
A leggyakoribb vákuumcsövek a LON. Teljesen higiénikusak, és átlagos élettartamuk 1000 óra.
Az általános célú lámpák hiányosságai közül kiemeljük az alacsony hatásfokot. Az elektromos energia körülbelül 5 százaléka fénnyé alakul, a többi hő formájában szabadul fel.
Reflektorfények
Elég nagy teljesítményűek, nagy területek megvilágítására tervezték. Az elektrovákuum eszközök három csoportra oszthatók:
- filmvetítés;
- világítótornyok;
- általános célú.
A projektor fényforrása különbözik az izzószál testének hosszában, kompaktabb a mérete, ami lehetővé teszi az általános fényerő növelését, a fényáram fókuszának javítását.
A tükör elektrovákuumos eszközök fényvisszaverő alumínium réteggel, eltérő izzókialakítással rendelkeznek.
Az a része, amelyet fényvezetésre terveztek, mattüvegből készült. Ez lehetővé teszi a fény lágyítását, csökkenti a különböző tárgyak kontrasztos árnyékait. Az ilyen elektrovákuumos eszközöket belső világításra használják.
A halogén-lombik belsejében bróm- vagy jódvegyületek találhatók. A 3000 K-ig terjedő hőmérsékletnek köszönhetően a lámpák élettartama körülbelül 2000 óra. De ennek a fehér fényforrásnak vannak hátrányai is, pl.halogén lámpa, hűtve alacsony az elektromos ellenállása.
Fő paraméterek
Edison izzólámpában a wolfram izzószál különböző formákban van elrendezve. Egy ilyen eszköz stabil működéséhez 220 V feszültség szükséges. Átlagosan élettartama 3000-3500 óra. Figyelembe véve, hogy a színhőmérséklet 2700 K, a lámpa meleg fehér vagy sárga spektrumot biztosít. Jelenleg különböző méretű foglalattal (E14, E27) kínálják a lámpákat. Kívánság szerint hajtű, halszálka, mennyezeti csillárba vagy fali világítótestbe spirál formájában is felvehet egy lámpát.
Edison találmánya a wolframszálak száma szerint külön osztályokra oszlik. A világítótest költsége, teljesítménye és élettartama közvetlenül ettől a mutatótól függ.
EVL működési elve
A termikus emisszió egy felhevített izzótest által vákuumba vagy az izzó belsejében létrehozott inert közegbe történő elektronkibocsátásból áll. Az elektronok áramlásának szabályozására mágneses vagy elektromos mezőt használnak.
A termikus emisszió lehetővé teszi az elektronáramlás pozitív tulajdonságainak gyakorlati felhasználását – különböző frekvenciájú elektromos rezgések generálására, felerősítésére.
A rádiócsövek jellemzői
Az elektrovákuumdióda a rádiótechnika alapja. A lámpa kialakításában két elektróda (katód és anód), egy rács található. A katód emissziót biztosít, ehhez a volfrámréteget bárium vagy tórium borítja. Az anód nikkel, molibdén, grafit lemez formájában készül. Hálóaz elektródák közötti elválasztó. Amikor a munkafolyadékot felmelegítjük, a vákuumban mozgó részecskékből erős elektromos áram keletkezik. Az ilyen típusú elektrovákuum készülékek képezik a rádiótechnika alapját. A múlt század második felében a vákuumcsöveket a műszaki, rádióelektronikai ipar különböző területein használták.
Enélkül nem lehetett rádiókat, televíziókat, speciális berendezéseket, számítógépeket gyártani.
Alkalmazási területek
A precíziós műszerek és a rádióelektronika fejlődésével ezek a lámpák elvesztették relevanciájukat, megszűnt a nagyüzemi használat.
De még most is vannak olyan ipari területek, ahol szükség van EVL-re, mert csak egy vákuumlámpa képes biztosítani a készülékek meghatározott paraméterek szerinti teljesítményét, meghatározott környezetben.
Az EVL különösen érdekes a katonai-ipari komplexum számára, mivel a vákuumcsöveket az elektromágneses impulzusokkal szembeni fokozott ellenállás jellemzi.
Egy katonai berendezés akár száz EVL-t is tartalmazhat. A legtöbb félvezető anyag, a REC nem működik fokozott sugárzás mellett, valamint természetes vákuum körülmények között (űrben).
Az EVL segít javítani a műholdak és űrrakéták megbízhatóságát és tartósságát.
Következtetés
Az elektrovákuum készülékeknél, amelyek lehetővé teszik az elektromágneses energia előállítását, erősítését, átalakítását, a munkatér teljesen mentesül a levegőtől,áthatolhatatlan héj védi a légkörtől.
A termikus emisszió felfedezése hozzájárult egy egyszerű, vákuumdiódának nevezett kételektródos lámpa létrehozásához.
Ha elektromos áramkörhöz csatlakozik, áram jelenik meg a készülék belsejében. Amikor a feszültség polaritása megváltozik, az eltűnik, és nem számít, milyen forró a katód. A fűtött katód hőmérsékletének állandó értéken tartásával közvetlen összefüggést lehetett megállapítani az anódfeszültség és az áramerősség között. A kapott eredményeket elektronikus vákuumkészülékek fejlesztésében használták fel.
Például a trióda egy vákuumcső három elektródával: anóddal, termikus katóddal, vezérlőrácstal.
A múlt század elején a triódák voltak az első elektromos jelek erősítésére használt eszközök. Jelenleg a triódákat félvezető tranzisztorok váltották fel. A vákuumtriódákat csak azokon a területeken használják, ahol kis számú aktív komponenssel erős jeleket kell átalakítani, és a tömeg és a méretek elhanyagolhatók.
Az erős rádiócsövek hatékonyságukat, megbízhatóságukat tekintve a tranzisztorokhoz hasonlíthatók, de élettartamuk sokkal rövidebb. Kis teljesítményű triódákban a hő nagy része az elfogyasztott kaszkádteljesítménybe kerül, értéke néha eléri az 50%-ot.
A tetródák egy elektronikus kétrácsos lámpa, amelyet az elektromos áram teljesítményének és feszültségének növelésére terveztekjeleket. Ezek az eszközök nagyobb nyereséggel rendelkeznek a triódához képest. Az ilyen tervezési jellemzők lehetővé teszik a tetródák használatát az alacsony frekvenciák erősítésére televíziókban, vevőkészülékekben és más rádióberendezésekben.
A fogyasztók aktívan használnak izzólámpákat, amelyekben az izzószál teste volfrámszál vagy huzal. Ezek a készülékek 25-100 W teljesítményűek, élettartamuk 2500-3000 óra. A gyártók különböző talpú, formájú, méretű lámpákat kínálnak, így Ön a világítóberendezés jellemzőit, a helyiség területét figyelembe véve választhatja ki a lámpa opciót.
