Vakuumska trioda

Na kuhinjski mizi je kotliček s hladno vodo. Nič nenavadnega se ne zgodi, ravna gladina vode le rahlo zadrhti od korakov nekoga v bližini. Sedaj pa ponev pristavimo na štedilnik in ne samo pristavimo, ampak vključimo najmočnejše segrevanje. Kmalu se bo vodna para začela dvigovati s površine vode, nato se bo začelo vreti, saj bo tudi v notranjosti vodnega stolpca prišlo do izhlapevanja in zdaj, ko voda že vre, opazimo njeno intenzivno izhlapevanje.

Pri tem nas najbolj zanima faza poskusa, kjer le rahlo segrevanje vode povzroči nastanek pare. Toda kaj ima lonec vode s tem? In kljub dejstvu, da se podobne stvari dogajajo s katodo elektronske cevi, o napravi katere bomo razpravljali kasneje.

Katoda vakuumske cevi začne oddajati elektrone, če se segreje na 800-2000 ° C - to je manifestacija termionskega sevanja. Med toplotnim sevanjem postane toplotno gibanje elektronov v katodni kovini (običajno volframu) dovolj močno, da nekateri od njih premagajo energetsko delo in fizično zapustijo površino katode.

Za izboljšanje oddajanja elektronov so katode prevlečene z barijevim, stroncijevim ali kalcijevim oksidom. Za neposredno sprožitev procesa termionskega sevanja se katoda v obliki dlake ali valja segreva z vgrajeno žarilno nitko (posredno segrevanje) ali s tokom, ki teče neposredno skozi telo katode (neposredno segrevanje).

Posredno ogrevanje je v večini primerov prednostnejše, ker tudi če tok pulzira v napajalnem krogu ogrevanja, ne bo mogel ustvariti bistvenih motenj v anodnem toku.

Celoten opisani proces poteka v vakuumski bučki, znotraj katere so elektrode, od katerih sta vsaj dve - katoda in anoda. Mimogrede, anode so običajno izdelane iz niklja ali molibdena, manj pogosto iz tantala in grafita. Oblika anode je običajno spremenjen paralelopiped.

Tukaj so lahko prisotne dodatne elektrode - mreže, glede na število katerih se bo svetilka imenovala dioda ali kenotron (če sploh ni mrež), trioda (če je ena mreža), tetroda (dve mreži) ) ali pentodo (tri mreže).

Elektronske svetilke za različne namene imajo različno število omrežij, o katerih namenu bomo razpravljali naprej. Na tak ali drugačen način je začetno stanje vakuumske cevi vedno enako: če je katoda dovolj segreta, se okoli nje oblikuje »elektronski oblak« iz elektronov, ki so ušli zaradi termionskega sevanja.

Torej, katoda se segreje in blizu nje že lebdi "oblak" izpuščenih elektronov. Kakšne so možnosti za nadaljnji razvoj dogodkov? Če upoštevamo, da je katoda prevlečena z barijevim, stroncijevim ali kalcijevim oksidom in ima zato dobro emisijo, potem se elektroni precej enostavno oddajajo in z njimi lahko narediš nekaj otipljivega.

Vzemite baterijo in njen pozitivni pol priključite na anodo žarnice, negativni pol pa na katodo. Oblak elektronov se bo v skladu z zakonom elektrostatike odbil od katode in v električnem polju hitel do anode - nastal bo anodni tok, saj se elektroni v vakuumu premikajo precej enostavno, kljub dejstvu, da prevodnika kot takega ni. .

Mimogrede, če v poskusu doseganja intenzivnejše termionske emisije katodo začnemo pregrevati ali pretirano povečamo anodno napetost, bo katoda kmalu izgubila emisijo. To je kot vrela voda iz lonca, ki je bil prižgan. zelo visoka vročina.

Zdaj pa med katodo in anodo dodamo še dodatno elektrodo (v obliki žice, navite v obliki mreže na mreže) - mrežo. Izkazalo se je, da ni dioda, ampak trioda. In tukaj obstajajo možnosti za obnašanje elektronov. Če je mreža neposredno povezana s katodo, potem sploh ne bo vplivala na anodni tok.

Če v omrežje pripeljemo določeno (majhno v primerjavi z anodno napetostjo) pozitivno napetost iz drugega akumulatorja, bo to pritegnilo elektrone s katode k sebi in nekoliko pospešilo elektrone, ki letijo na anodo, ter jih preneslo naprej skozi sebe - v anoda. Če se na omrežje uporabi majhna negativna napetost, bo to upočasnilo elektrone.

Če je negativna napetost prevelika, bodo elektroni ostali lebdeči blizu katode in sploh ne bodo mogli prečkati mreže, žarnica pa bo zaklenjena. Če se na mrežo uporabi prekomerna pozitivna napetost, bo večina elektronov pritegnila k sebi in jih ne bo prenesla na katodo, dokler se svetilka končno ne pokvari.

Tako je s pravilno nastavitvijo omrežne napetosti mogoče nadzorovati velikost anodnega toka žarnice, ne da bi neposredno vplivali na vir anodne napetosti. In če primerjamo učinek na anodni tok s spreminjanjem napetosti neposredno na anodi in spreminjanjem napetosti v omrežju, potem je očitno, da je vpliv skozi omrežje energetsko cenejši in to razmerje se imenuje dobiček svetilka:

Naklon I-V karakteristike elektronske cevi je razmerje med spremembo anodnega toka in spremembo napetosti omrežja pri konstantni anodni napetosti:

Zato se to omrežje imenuje nadzorno omrežje. S pomočjo krmilne mreže deluje trioda, ki se uporablja za ojačanje električnih nihanj v različnih frekvenčnih območjih.

Ena izmed priljubljenih triod je dvojna trioda 6N2P, ki se še vedno uporablja v pogonskih (nizkotokovnih) stopnjah visokokakovostnih zvočnih ojačevalnikov (ULF).