Tuburile radio sunt în prezent în uz. Principiul de funcționare a lămpilor electronice

Primele tuburi cu vid, sau tuburi radio, așa cum sunt numite uneori, erau foarte asemănătoare cu lămpi electrice incandescent (vezi Surse de lumină). Aveau cilindri de sticlă transparent de aceeași formă, iar filamentele lor străluceau puternic.

La sfârșitul secolului trecut, celebrul inventator american T. L. Edison a descoperit că un fir încins lampă obișnuită emite, ejectează un numar mare de electroni liberi. Acest fenomen, numit emisie termoionică, este utilizat pe scară largă în toate tuburi electronice Oh.

Orice lampă electronică este un recipient din metal, sticlă sau ceramică, în interiorul căruia sunt fixați electrozii (vezi Fig.). În cilindru se creează o puternică rarefacție a aerului (vid), care este necesară pentru ca gazele să nu interfereze cu mișcarea electronilor din lampă și pentru ca electrozii să reziste mai mult. Catodul - electrodul negativ - este sursa de electroni. La unele lămpi, filamentul acționează ca catod, în altele filamentul servește ca o sobă electrică în miniatură care încălzește catodul tubular. Anod - electrod pozitiv- de obicei sub forma unui cilindru sau cutie fara doi pereti, inconjoara catodul.

Toate denumirile tuburilor cu vid sunt asociate cu numărul de electrozi: o diodă are doi electrozi, o triodă are trei, un tetrod are patru, un pentod are cinci etc.

Până astăzi, principiul de funcționare al primului tub de vid, dioda, inventată de englezul Fleming în 1904, a rămas neschimbat. Elementele principale ale acestui cea mai simplă lampă- catod si anod. Electronii zboară din catodul fierbinte și formează un „nor” de electroni în jurul lui. Dacă catodul este conectat la „minus” sursei de alimentare și un „plus” este aplicat anodului, în interiorul diodei apare un curent (anodul va începe să atragă electroni din „nor”). Dacă se aplică un „minus” anodului și un „plus” catodului, curentul din circuitul diodei se va opri. Astfel, într-o lampă cu doi electrozi - o diodă, curentul poate curge doar într-o singură direcție - de la catod la anod, adică dioda are o conductivitate de curent unilaterală.

Dioda a fost folosită pentru a redresa curentul alternativ (vezi Curent electric). În 1906, inginerul american Lee de Forest a propus introducerea unui alt electrod, o grilă, între anodul și catodul lămpii cu diode. A apărut o nouă lampă - trioda, care a extins incomensurabil domeniul de aplicare a tuburilor electronice (vezi Fig.).

Funcționarea unei triode, ca orice tub electronic, se bazează pe existența unui flux de electroni între catod și anod. Grila - al treilea electrod - are forma unei spirale de sârmă. Este mai aproape de catod decât de anod. Dacă o mică tensiune negativă este aplicată rețelei, aceasta va respinge unii dintre electronii care zboară de la catod la anod, iar puterea curentului anodului va scădea. Cu o tensiune negativă mare, rețeaua devine o barieră de netrecut pentru electroni. Ele persistă în spațiul dintre catod și rețea, în ciuda faptului că „minus” este aplicat catodului, iar „plusul” sursei de alimentare este aplicat anodului. Cu o tensiune pozitivă pe rețea, acesta va amplifica curentul anodului. Astfel, prin aplicarea diferitelor tensiuni la rețea, este posibil să se controleze puterea curentului anodic al lămpii. Chiar și modificări ușoare de tensiune între rețea și catod vor duce la o schimbare semnificativă a puterii curentului anodic și, în consecință, la o modificare a tensiunii la sarcina (de exemplu, un rezistor) inclusă în circuitul anodului. Dacă rețeaua este aplicată o tensiune alternativă, atunci datorită energiei sursei de energie, lampa va amplifica această tensiune. Acest lucru se întâmplă deoarece la Tensiune ACîntre rețea și catod, curentul continuu din sarcina lămpii se modifică în timp cu această tensiune și într-o măsură mult mai mare decât se modifică tensiunea de pe rețea. Dacă acest curent este trecut printr-un filtru trece-înalt (vezi Filtrul electric), atunci la ieșire va curge un curent alternativ cu o amplitudine de oscilație mai mare și va apărea o tensiune alternativă mai mare pe sarcină.

În viitor, designul tuburilor electronice s-a dezvoltat foarte repede - au apărut lămpi care conțineau nu una, ci mai multe grile: tetrode (tuburi cu două grile) și pentode (tuburi cu trei grile). Acestea au făcut posibilă obținerea unei amplificari mai mari a semnalelor.

Triode, tetrode și pentode sunt tuburi vidate universale. Sunt folosite pentru a amplifica tensiunea AC și curent continuu, să funcționeze ca detectoare și ca generatoare oscilații electrice.

Lămpile combinate sunt utilizate pe scară largă, în cilindrii cărora există două sau chiar trei tuburi de electroni. Acestea sunt, de exemplu, o diodă-pentodă, o triodă dublă, o triodă-pentodă. Ele pot, în special, să funcționeze ca detector (diodă) și, în același timp, să amplifice tensiunea (pentodă).

Tuburile de vid pentru echipamente de putere redusă (radio, televizoare etc.) au mărime mică. Există chiar și lămpi subminiaturale, al căror diametru nu depășește grosimea unui creion. Exact opusul lămpilor în miniatură sunt lămpile utilizate în amplificatoare puternice radiouri sau emițătoare radio. Aceste tuburi de vid pot genera oscilații de înaltă frecvență cu o putere de sute de kilowați și ajung la dimensiuni considerabile.

Datorită cantității uriașe de căldură generată, este necesar să se folosească aer sau racirea apei aceste lămpi (vezi fig.).

Lampa electrica

Tub rusesc de export 6550C

Lampa electrica, tub radio- un dispozitiv de electrovacuum (mai precis, un dispozitiv electronic de vid) care funcționează prin controlul intensității fluxului de electroni care se deplasează în vid sau gaz rarefiat între electrozi.

Tuburile radio au fost utilizate pe scară largă în secolul al XX-lea ca elemente active ale echipamentelor electronice (amplificatoare, generatoare, detectoare, întrerupătoare etc.). În prezent, acestea sunt aproape complet înlocuite de dispozitive semiconductoare. Uneori sunt folosite și în transmițătoare puternice de înaltă frecvență, echipamente audio de înaltă calitate.

Lămpile electronice destinate iluminatului (lămpi cu bliț, lămpi cu xenon și lămpi cu sodiu) nu se numesc lămpi radio și aparțin de obicei clasei dispozitivelor de iluminat.

Principiul de funcționare

Tub electronic RCA "808"

Tuburi vid catodice încălzite

• Ca rezultat al emisiei termoionice, electronii părăsesc suprafața catodului.
• Sub influența diferenței de potențial dintre anod și catod, electronii ajung la anod și formează un curent anodic în circuitul extern.
• Cu ajutorul unor electrozi suplimentari (grile), fluxul electronic este controlat prin aplicarea unui potential electric acestor electrozi.

În tuburile cu vid, prezența gazului degradează performanța tubului.

Lămpi electronice umplute cu gaz

Principalul lucru pentru această clasă de dispozitive este fluxul de ioni și electroni în gazul care umple lampa. Se poate crea un fir ca în dispozitive de vid, emisie termoionică, și poate fi creată prin formarea unei descărcări electrice într-un gaz datorită intensității câmpului electric.

Istorie

Conform metodei de încălzire, catozii sunt împărțiți în catozi de încălzire directă și indirectă.

Catodul încălzit direct este un filament metalic. Lămpile cu incandescență directă consumă mai puțină energie și se încălzesc mai repede, totuși, au de obicei o durată de viață mai scurtă, necesită putere filamentului atunci când sunt utilizate în circuitele de semnal curent continuuși într-o serie de scheme nu sunt aplicabile din cauza influenței diferenței de potențial în diferite secțiuni ale catodului asupra funcționării lămpii.
Un catod încălzit indirect este un cilindru, în interiorul căruia este plasat un filament (încălzitor). Astfel de lămpi se numesc lămpi indirecte cu filament.

Catozii lămpii sunt activați cu metale cu o funcție de lucru scăzută. În lămpile cu incandescență directă, toriu este de obicei folosit pentru aceasta, în lămpile cu incandescență indirectă - bariu. În ciuda prezenței toriului în catod, lămpile cu incandescență directă nu reprezintă un pericol pentru utilizator, deoarece radiația sa nu depășește cilindrul.

Anod

Anodul tubului de vid

electrod pozitiv. Se realizează sub formă de placă, mai des o cutie în formă de cilindru sau paralelipiped. Este de obicei fabricat din nichel sau molibden, uneori din tantal și grafit.

Grilă

Între catod și anod se află grile, care servesc la controlul fluxului de electroni și la eliminarea efectelor secundare care apar atunci când electronii se deplasează de la catod la anod.

Plasa este o rețea de sârmă subțire sau, mai des, este realizată sub forma unei spirale de sârmă înfășurată în jurul mai multor stâlpi de susținere (traverse). La lămpile cu tijă, rolul grilelor este îndeplinit de un sistem de mai multe tije subțiri paralele cu catodul și anodul, iar fizica muncii lor este diferită de cea din designul tradițional.

Grilele sunt împărțite în următoarele tipuri:

În funcție de scopul lămpii, aceasta poate avea până la șapte grile. În unele variante de pornire a lămpilor cu mai multe rețele, rețelele individuale pot acționa ca un anod. De exemplu, într-un generator conform schemei Schembel pe un tetrod sau pentod, generatorul real este o triodă „virtuală” formată dintr-un catod, o grilă de control și o grilă de ecranare ca anod.

Balon

Principalele tipuri

Tuburi radio de dimensiuni mici („degete”)

Principalele tipuri de tuburi electronice cu vid:

• Diode (fabricate cu ușurință pentru tensiuni înalte, vezi kenotron)
• tetrode și pentode fascicule (ca soiuri de aceste tipuri)
• lămpi combinate (include de fapt 2 sau mai multe lămpi într-un singur bec)

Aplicații moderne

Triodă generatoare metal-ceramică răcită cu aer GS-9B (URSS)

Tehnologie de putere de înaltă frecvență și tensiune înaltă

• În puternic emițătoare de emisie(de la 100 W la unități de megawați) lămpi puternice și grele cu răcire cu aer sau apă a anodului și curent de filament mare (mai mult de 100 A) sunt utilizate în etapele de ieșire. Magnetroni, klystroni, așa-numiții. tuburile cu undă care călătoresc oferă o combinație de frecvențe înalte, putere și cost rezonabil (și adesea doar posibilitatea fundamentală de existență) a bazei elementului.
• Magnetronul poate fi găsit nu numai în radar, ci și în orice cuptor cu microunde.
• Dacă este necesară rectificarea sau comutarea rapidă a mai multor zeci de kV, ceea ce nu se poate face cu chei mecanice, este necesar să se folosească tuburi radio. Deci, kenotronul oferă o dinamică acceptabilă la tensiuni de până la un milion de volți.

industria militară

Datorită principiului de funcționare, tuburile de vid sunt dispozitive care sunt mult mai rezistente la factorii dăunători, cum ar fi un impuls electromagnetic. Pentru informații: într-un singur dispozitiv pot exista câteva sute de lămpi. În URSS, pentru a fi utilizate în echipamentele militare de bord în anii 1950, au fost dezvoltate lămpi cu tijă, care se distingeau prin dimensiunile lor mici și rezistența mecanică ridicată.

Lampă în miniatură de tip „ghindă” (pentod 6Zh1Zh, URSS, 1955)

Tehnologia spațială

Degradarea prin radiație a materialelor semiconductoare și prezența unui vid natural în mediul interplanetar fac din utilizarea anumitor tipuri de lămpi un mijloc de creștere a fiabilității și durabilității navelor spațiale. Utilizarea tranzistoarelor în AMS Luna-3 a fost asociată cu un risc mare.

Temperatura și radiațiile ridicate ale mediului

Echipamentul lămpii poate fi proiectat pentru o gamă mai mare de condiții de temperatură și radiație decât echipamentele semiconductoare.

Echipament de sunet de înaltă calitate

Potrivit opiniei subiective a majorității iubitorilor de muzică, sunetul „tub” este fundamental diferit de cel „tranzistor”. Există mai multe versiuni ale explicației acestor diferențe, ambele bazate pe cercetare științifică, și raționament sincer neștiințific. Una dintre principalele explicații pentru diferențele dintre sunetul tubului și sunetul tranzistorului este sunetul „natural” al echipamentelor cu tuburi. Sunetul tubului este „surround” (unii îl numesc „holografic”), spre deosebire de tranzistorul „plat”. Amplificatorul cu tuburi transmite clar emoțiile, energia interpretului, „drive” (pentru care chitariștii le adoră). Amplificatoarele cu tranzistori pot face față cu greu unor astfel de sarcini. Adesea, proiectanții de amplificatoare cu tranzistori folosesc circuite similare tuburilor (funcționare clasa A, transformatoare, fără negativ comun părere). Rezultatul general al acestor idei a fost „întoarcerea” tehnologiei cu tuburi în domeniul amplificatoarelor high-end. Motivul obiectiv (științific) al acestei situații este liniaritatea ridicată (dar nu ideală) a lămpii, în primul rând trioda. Un tranzistor, în primul rând unul bipolar, este în general un element neliniar și, de regulă, nu poate funcționa fără măsuri de liniarizare.

Avantajele amplificatoarelor cu tub:

Simplitatea schemelor. Parametrii săi depind puțin de factori externi. Ca rezultat, un amplificator cu tub tinde să aibă mai puține părți decât unul cu stare solidă.

Parametrii lămpilor sunt mai puțin dependenți de temperatură decât parametrii tranzistorului. Lămpile sunt insensibile la suprasarcinile electrice. Numărul mic de piese contribuie, de asemenea, foarte mult la fiabilitatea și reducerea distorsiunii introduse de amplificator. Amplificatorul cu tranzistor are probleme cu distorsiunea „termică”.

Potrivire bună a intrării amplificatorului cu tub cu sarcina. Etapele tubulare au o impedanță de intrare foarte mare, ceea ce reduce pierderile și reduce cantitatea de elemente activeîn dispozitivul radio. - Ușurință de întreținere. Dacă, de exemplu, o lampă se defectează la un amplificator de concert chiar în timpul unui spectacol, atunci înlocuirea acesteia este mult mai ușoară decât un tranzistor sau un microcircuit ars. Dar oricum nimeni nu face asta la concerte. Amplificatoarele de la concerte sunt întotdeauna în stoc, iar amplificatoarele cu tuburi sunt în stoc dublu (pentru că, în mod ciudat, amplificatoarele cu tuburi se defectează mult mai des).

Absența unor tipuri de distorsiuni inerente cascadelor de tranzistori, care afectează favorabil sunetul.

Folosind corect avantajele tuburilor, este posibil să se creeze amplificatoare care le depășesc pe cele cu tranzistori în calitatea sunetului în anumite categorii de preț.

Aspect subiectiv vintage la crearea mostrelor de echipamente de modă.

Insensibil la radiații până la niveluri foarte ridicate.

Dezavantajele amplificatoarelor cu tub:

Pe lângă alimentarea anozilor, lămpile necesită putere suplimentară pentru încălzire. De aici eficiența scăzută și, ca rezultat - încălzire puternică.

Echipamentul lămpii nu poate fi gata instantaneu de funcționare. Este necesară preîncălzirea lămpilor pentru câteva zeci de secunde. Excepție fac lămpile cu incandescență directă, care încep să funcționeze imediat.

Treptele lămpii de ieșire trebuie să fie adaptate la sarcină folosind transformatoare. Ca urmare, complexitatea designului și indicatorii slabi de greutate și dimensiune din cauza transformatoarelor.

Lămpile necesită utilizarea unor tensiuni de alimentare ridicate, în valoare de sute (și în amplificatoare puternice, mii) de volți. Acest lucru impune anumite restricții în ceea ce privește siguranța în funcționarea unor astfel de amplificatoare. De asemenea, tensiunea de ieșire ridicată necesită aproape întotdeauna utilizarea unui transformator de ieșire descendente. În plus, orice transformator este un dispozitiv neliniar în gamă largă frecvențe, care determină introducerea de distorsiuni neliniare în sunet la un nivel apropiat de 1% cele mai bune modele amplificatoare cu tub (pentru comparație: distorsiunea armonică a celor mai bune amplificatoare cu tranzistor este atât de mică încât nu poate fi măsurată). Pentru un amplificator cu tub, distorsiunea la nivelul de 2-3% poate fi considerată normală. Natura și spectrul acestor distorsiuni diferă de distorsiuni amplificator cu tranzistori. Pe percepția subiectivă, aceasta de obicei nu afectează în niciun fel. Transformatorul este desigur un element neliniar. Dar este foarte des folosit la ieșirea DAC, unde efectuează izolarea galvanică (previne pătrunderea interferenței din DAC), joacă rolul unui filtru de limitare a benzii și aparent asigură alinierea corectă de fază a semnalului. Drept urmare, în ciuda tuturor dezavantajelor (în primul rând, costul ridicat), sunetul doar câștigă. De asemenea, transformatoarele, nu rareori, cu succes, sunt folosite în amplificatoarele cu tranzistori.

Lămpile au o durată de viață limitată. În timp, parametrii lămpilor se modifică, catozii își pierd emisia (capacitatea de a emite electroni), iar filamentul se poate arde (majoritatea lămpilor funcționează până la 200-1000 de ore, tranzistoarele sunt cu trei ordine de mărime mai lungi). De asemenea, tranzistorii se pot degrada în timp.

Fragilitatea lămpilor clasice cu bec de sticlă. Una dintre soluțiile la această problemă a fost dezvoltarea în anii 40 ai secolului trecut a lămpilor cu cilindri metalo-ceramic cu o rezistență mai mare, dar astfel de lămpi nu au fost utilizate pe scară largă.

Câteva caracteristici ale amplificatoarelor cu tub:

Potrivit opiniei subiective a audiofililor, sunetul chitarelor electrice este transmis mult mai bine, mai profund și mai „muzical” de către amplificatoarele cu tuburi. Unii atribuie acest lucru neliniarității nodului de ieșire și distorsiunii introduse, care sunt „apreciate” de iubitorii de chitară electrică. Nu este adevarat. Chitariștii folosesc efecte asociate cu creșterea distorsiunii, dar în acest scop, în mod intenționat, se fac modificări corespunzătoare în circuit.

Dezavantajele evidente ale unui amplificator cu tub sunt fragilitatea, consumul de energie mai mare decât cel cu tranzistor, durata de viață mai scurtă a lămpii, distorsiunea mare (aceasta este de obicei amintită când citiți). specificații, din cauza imperfecțiunii grave în măsurarea parametrilor principali ai amplificatoarelor, mulți producători nu oferă astfel de date, sau în alt mod - două complet identice, în ceea ce privește parametrii măsurați, amplificatoarele pot suna complet diferit), dimensiuni mari și greutatea echipament, precum și costul, care este mai mare decât cel al tranzistorului și al tehnologiei integrate. Consumul de energie al unui amplificator cu tranzistor de înaltă calitate este, de asemenea, mare, cu toate acestea, dimensiunile și greutatea acestuia pot fi comparabile cu un amplificator cu tub. În general, există un astfel de model, cu cât „mai sonor”, ​​„muzical”, etc., amplificatorul, cu atât dimensiunile și consumul de energie sunt mai mari și cu atât eficiența este mai mică. Desigur, un amplificator de clasa D poate fi destul de compact, iar randamentul lui va fi de 90%. Dar ce să faci cu sunetul? Dacă plănuiți o luptă pentru a economisi energie electrică, atunci, desigur, un amplificator cu tub nu este un asistent în această problemă.

Clasificare după nume

Marcaje adoptate în URSS / Rusia

Marcaje în alte țări

În Europa în anii 30, cei mai importanți producători de tuburi radio au adoptat sistemul de marcare alfanumeric european unificat:

- Prima literă caracterizează tensiunea filamentului sau curentul acestuia:

A - tensiune de încălzire 4 V;

B - curent de strălucire 180 mA;

C - curent de strălucire 200 mA;

D - tensiune de încălzire până la 1,4 V;

E - tensiune de încălzire 6,3 V;

F - tensiune de încălzire 12,6 V;

G - tensiune de încălzire 5 V;

H - curent de strălucire 150 mA;

K - tensiune de încălzire 2 V;

P - curent de strălucire 300 mA;

U - curent de strălucire 100 mA;

V - curent de strălucire 50 mA;

X - curent de strălucire 600 mA.

- A doua literă și următoarele din denumire determină tipul de lămpi:

B - diode duble (catod comun);

C - triode (cu excepția weekendurilor);

D - triode de ieșire;

E - tetrode (cu excepția weekendurilor);

F - pentode (cu excepția weekendurilor);

L - pentode și tetrode de ieșire;

H - hexode sau heptode (tip hexode);

K - octode sau heptode (tip octode);

M - indicatoare electronice de reglare a luminii;

P - lămpi amplificatoare cu emisie secundară;

Y - kenotroni cu jumătate de undă;

Z - kenotroni cu undă întreagă.

- Un număr din două sau trei cifre indică aspectul lămpii și număr de serie de un anumit tip, prima cifră caracterizează de obicei tipul de plintă sau picior, de exemplu:

1-9 - lămpi de sticlă cu bază lamelă ("serie roșie")

1x - lămpi cu o bază cu opt pini ("seria 11")

3x - lămpi într-un recipient de sticlă cu bază octală;

5x - lămpi cu bază locală;

6x și 7x - lămpi subminiaturale din sticlă;

8x și de la 180 la 189 - miniatură de sticlă cu un picior cu nouă pini;

9x - miniatură de sticlă cu un picior cu șapte pini.

Vezi si

Lămpi cu descărcare

Lămpile cu descărcare folosesc de obicei descărcări de gaz inert la presiuni scăzute. Exemple de tuburi electronice cu descărcare în gaz:

• Descărcătoare de gaz pentru protecție împotriva tensiunii înalte (de exemplu, pe liniile aeriene de comunicații, receptoare radar de mare putere etc.)
• Thyratrons (lămpi cu trei electrozi - triode cu descărcare în gaz, patru electrozi - tetrode cu descărcare în gaz)
• Xenon, lămpi cu neon și alte surse de lumină cu descărcare în gaz.

Vezi si

• Tub AOpen AX4B-533 - Placa de baza pe Chipset Intel 845 Sk478 cu amplificator la tub
• AOpen AX4GE Tube-G - Placă de bază bazată pe chipset Intel 845GE Sk478 cu amplificator audio cu tub
• AOpen VIA VT8188A - Placa de baza activata VIA chipset K8T400M Sk754 Cu amplificator audio cu tub cu 6 canale.
• Dongle USB Hanwas X-Tube - sunet USB Simulează cardul de laptop cu DTS aspect lampă electronică.

Note

Legături

• Carte de referință privind tuburile radio interne și străine. Peste 14.000 de tuburi radio
• Manuale despre tuburi radio și toate informațiile necesare

Stare solidă pasivă	Rezistor Rezistor variabil Rezistor trimmer Varistor Condensator Condensator variabil Condensator trimmer Inductor Rezonator cu cuarț Siguranță Siguranță resetabilă Transformator
Stare solidă activă	Diodă· LED · Fotodiodă · laser semiconductor · Dioda Schottky· Dioda Zener · Stabistor · Varicap · Varicond · Pod de diode · Diodă de avalanșă · dioda tunel · Dioda Gunn tranzistor · tranzistor bipolar · Tranzistor cu efect de câmp · tranzistor CMOS · tranzistor unijunction fototranzistor Tranzistor compozit tranzistor balistic Circuit integrat · Circuit integrat digital ·

Ecologia cunoașterii. Știință și tehnologie: Cheia pentru o sursă de energie electrică fără combustibil este obținerea de electricitate direct de la o triodă convențională de pentodă a lămpii în moduri neobișnuite de funcționare a acestora

Valery Dudyshev a dezvăluit secretul lui Nikola Tesla despre sursa sa de electricitate pe mașina sa electrică.
O revoluție energetică se dezvoltă în domeniul energiei alternative

Nikola Tesla a demonstrat de fapt o mașină electrică fără combustibil în funcțiune încă din 1931 la Buffalo (SUA). Electricitatea din motorul electric al mașinii provenea dintr-o cutie misterioasă cu tuburi radio. Dar până acum, acest mister al sursei de energie electrică pentru o mașină electrică a rămas nesoluționat.

Răspunsul constă în obținerea de electricitate direct de la un tub convențional triod-pentod în moduri neobișnuite de funcționare a acestora. Este necesar doar să se asigure emisia explozivă de electroni din catodul său. Ca urmare, dintr-o triodă tubulară este posibil să pătrundem într-o sarcină electrică conectată la ea în paralel - atâta energie electrică - cât ne dorim (bine, bineînțeles, în rațiune: să spunem cu o putere de ieșire a sursei de 5-10 kW). Emisia de electroni explozivi este descoperirea academicianului G. Mesyats utilizată în această invenție. - se realizează în triodă prin furnizarea unei serii de impulsuri de înaltă tensiune de scurtă durată dar de înaltă tensiune către grila de control a triodei.

Emisia explozivă de electroni de la suprafața catodului duce la formarea unei avalanșe de electroni accelerați de grila de control și căzând pe anodul triodei

Ca urmare, această avalanșă de electroni de la anod intră în sarcina electrică și prin aceasta din nou la anodul triodei. Așa apar și se mențin banii gratuit. electricitateîn circuitul „triodă – sarcină”. Cu alte cuvinte, în acest mod, o triodă convențională cu tub cu un e-mail puternic. câmpul de pe rețeaua de control devine sursă liberă de energie electrică.

Calculele arată că o triodă obișnuită cu tub vid în acest mod de funcționare face posibilă obținerea unei emisii puternice de electroni într-o triodă tubulară și, după o anumită rafinare a triodei, obținerea de electricitate liberă dintr-o triodă tubulară convențională, iar când catodul și anodul sunt racite - de la un tub radio la 10 kW - asta sunt minuni!

Foarte rațional solutie tehnica este o combinație a unui transformator Tesla rezonant cu un tub vidat. În acest caz, emisia de electroni explozivi de la catodul tubului vidat este asigurată de transformatorul Tesla însuși.

Emisia de câmp puternică de la înfășurarea de ieșire a unui transformator Tesla

O variantă a dispozitivului care folosește un transformator Tesla

Fig.1 diagramă bloc design-uri gratuite energie electrica. Acest dispozitiv este realizat pe baza combinării unui transformator Tesla și a unui tub de vid sferic cu un catod cu ac.

Scurtă descriere a designului sursei de electricitate gratuită

Designul original al tubului de electroni în vid (încercuit de o linie punctată) conține un anod sferic 1 sub forma unei sfere metalice goale evacuate, în interiorul căreia este plasat un catod sferic 2 cu ace externe. Anodul sferei exterioare 1 este plasat în centrul corpului cubic 3 cu izolație electrică internă 4 Tijele metalice 5 sunt atașate rigid de anod și catod, care prin orificiile 6 ies în afara corpului 3 și sunt conectate electric prin întrerupătoarele K2, 3,4, respectiv, la ieșirea transformatorului Tesla 7 și sarcina electrică 8 conectată la electrodul de împământare 9. Transformatorul Tesla 7 este conectat la intrare prin cheia K1 la sursa primară de energie mică de energie electrică 11 (pentru de exemplu, o baterie Krona). Paralel cu sarcina electrică de ieșire 8, un convertor de tensiune 10 este conectat prin cheia K4. Acesta servește la transformarea tensiunii de ieșire de înaltă tensiune de la anodul 1 în parametrii electrici standard de 220 volți 50 Hz)

Dispozitivul funcționează după cum urmează: În primul rând, cheia K1 (12) este utilizată pentru a conecta sursa primară de electricitate 11 la transformatorul Tesla 7. Tensiunea de înaltă tensiune de ieșire de la ieșirea sa este alimentată prin cheia K2 la electrodul cu ac sferic. - catodul 2, care formează o emisie puternică de electroni din acele sale. Fluxul de electroni ejectați din acele catodului 2 ajunge la anodul 1 și se stabilește pe suprafața sa interioară.

Ca rezultat, suprafața exterioară a anodului tubular sferic 1 dobândește exces incarcare electrica, adică încărcat electric la tensiuni înalte. Apoi, după încărcarea anodului sferic 1, acesta este conectat electric prin electrodul tijei de ieșire 5 cu cheia K3 la sarcina electrică 8 și sarcina electrică de la anodul 1 începe să curgă prin sarcina 8 în electrodul de masă 9 și prin la Pământ, adică în sarcina electrică 8, apare un curent electric util și se generează electricitate utilă. Dacă este necesar să obțineți energie electrică în alte sarcini utile ale parametrilor standard, este prevăzut un convertor de tensiune, inclusiv cheia K4.

Excesul de energie electrică în sarcina 8 în comparație cu costul energiei electrice de la sursa primară 12 pentru funcționarea transformatorului Tesla 7 se datorează emisiei puternice de câmp de avalanșă de electroni sub influența uriașei. forte electrice câmp electric creat de înfășurarea secundară a transformatorului Tesla pe acele unui catod sferic 2

Transformatorul Tesla este o sursă de emisii electronice puternice. Cu ajutorul unui tub de vid convențional (diodă cu tub) acest flux de electroni poate fi convertit în energie electrică utilizabilă. Mai multe detalii in articolul TESLA TRANSFORMER CA SURSA DE ELECTRICITATE GRATUITA.

Ieșire

Idee electricitate gratuită a triodei este că este destul de posibil să se folosească o triodă tubulară convențională ca sursă de electricitate, cu condiția să se obțină o emisie semnificativă de electroni din catod!

Pentru a genera electricitate într-o triodă tubulară convențională, trebuie doar să aplicați o tensiune înaltă între catod și rețeaua de accelerare, cu + pe rețea, iar apoi, cu aspectul unui flux de emisie de electroni, din catod și accelerația acestuia + pe grila triodei - pe anodul triodei - din catod va țâșni fluxul de electroni este un curent electric, pe care îl închidem prin sarcina de pe catod.

Cu cât câmpul electric de accelerare dintre catod și rețea este mai mare, cu atât este mai mare emisia de electroni din catod (până la emisia e-explozivă), ceea ce înseamnă cu atât curentul electric util de la anod este mai mare - de ex. curent de sarcină.

Deci, dacă creați elementar conditii normale funcționarea unei triode tubulare într-un astfel de mod liber (la urma urmei, electroni în materialul catodului o cantitate mareși suficient pentru mulți ani de muncă) - atunci primim complet electricitate gratuită pe e-mail. sarcina la capetele triodei - paralel cu aceasta. Efectul se obține cel mai ușor pe o triodă cu tub, deoarece există un vid în ea. În consecință, emisia de electroni și, în plus, ele explozive. emisia în ea va apărea cel mai simplu și mai ales eficient, în prezența unui potențial electric mare pe rețeaua unei triode obișnuite cu vid în interiorul becului său de sticlă. publicat

Acum ne-am obișnuit să compactăm dispozitive electroniceși laptopuri ultra-subțiri. În urmă cu puțin mai mult de o sută de ani, a apărut un dispozitiv care a făcut acest lucru realitate și a făcut o adevărată revoluție în dezvoltarea electronicii. Este despre despre radio.

Introducere la tub

În circuite, lămpile erau utilizate pe scară largă, prima dispozitive electronice au fost construite cu ei. Epoca de aur a tuburilor radio a căzut în prima jumătate a secolului al XX-lea. Pentru bunicii și străbunicii noștri, computerele gigantice erau mult mai familiare, ocupând o încăpere întreagă și găzduind ca o căldură infernală. Nu poți să te uiți la o emisiune TV pe o mașină ca asta.

Apoi a fost o vreme când microcircuitele sovietice au devenit cele mai mari din lume. Dar asta este o altă poveste, care a început după apariția lui dispozitive semiconductoare. După cum înțelegeți, acest articol este despre funcționarea unui tub vidat și utilizarea sa modernă.

Dispozitive de vid

Vidul este absența materiei. Mai exact, absența sa aproape completă. În fizică, se disting vidul înalt, mediu și scăzut. Este clar că nu poate exista curent electric în vid, deoarece curentul este mișcarea direcționată a (particulelor) purtătorilor de sarcină, care nu au de unde să provină în vid.

Dar chiar nu există nicio cale? Metalele emit electroni atunci când sunt încălzite. Aceasta este așa-numita emisie termoionică. Funcționarea dispozitivelor electronice de vid se bazează pe aceasta.

Emisia termoionică a fost descoperită de Thomas Edison. Mai exact, omul de știință a aflat că atunci când filamentul este încălzit și există un al doilea electrod în balonul de vid, vidul conduce curentul. Atunci Edison nu a apreciat pe deplin semnificația descoperirii sale, ci doar în cazul în care a brevetat-o. Concluzie: în orice situație de neînțeles, brevet!

Dispozitivele de vid sunt cilindri inchisi ermetic cu electrozi in interior. Cilindrii sunt fabricați din sticlă, metal sau ceramică, având în prealabil pompat aerul din ele.

Pe lângă tuburile de vid, există următoarele dispozitive de vid:

• dispozitive cu microunde, magnetroni, klystroni;
• kinescoape, tuburi catodice;
• tuburi cu raze X.

Principiul de funcționare a unei lămpi cu electroni

Un tub de vid este un dispozitiv electronic de vid care funcționează prin controlul intensității fluxului de electroni între electrozi.

Cel mai simplu tip de lampă este o diodă. În loc să citim definițiile, să aruncăm o privire asupra ei.

În orice lampă există un catod din care zboară electronii și un anod către care zboară. Dacă se aplică un „minus” catodului și „plus” anodului, electronii care au zburat din catodul fierbinte vor începe să se deplaseze către anod. Curentul va curge în lampă.

Apropo! Dacă trebuie să calculați un amplificator cu diodă, cititorii noștri beneficiază acum de o reducere de 10%.

Dioda are conducție unidirecțională. Aceasta înseamnă că dacă un pozitiv este aplicat catodului și unul negativ anodului, nu va exista curent în circuit.

Pe lângă acești doi electrozi, pot fi și alții în lămpi.

Toate denumirile tuburilor cu vid sunt legate de numărul de electrozi. Diodă - două, triodă - trei, tetrodă - patru, pentodă - cinci etc.

Să luăm o triodă. Aceasta este o diodă în care se adaugă un electrod suplimentar - o grilă de control. O astfel de lampă cu trei electrozi poate funcționa deja ca un amplificator de curent.

Dacă există o tensiune negativă mică pe rețea, aceasta va prinde unii dintre electroni care zboară spre anod și curentul va scădea. Cu o tensiune negativă mare, rețeaua „interzice” lampa, iar curentul din ea se oprește. Și dacă aplicați o tensiune pozitivă rețelei, curentul anodului va crește.

O mică modificare a tensiunii de pe rețea, care este instalată în apropierea catodului, afectează în mod semnificativ curentul dintre catod și anod. Acesta este principiul amplificarii.

Utilizarea lămpilor electronice

Aproape peste tot lampa a fost înlocuită cu un tranzistor semiconductor. Cu toate acestea, în unele industrii, lămpile și-au luat locul și rămân indispensabile.

De exemplu, în spațiu. Echipamentul lămpii rezistă la o gamă mai largă de temperaturi și radiații de fundal, prin urmare este utilizat în producția de nave spațiale.

Lămpile răcite cu aer sau cu apă găsesc, de asemenea, utilizare în transmițătoarele radio de mare putere.

Desigur, este dificil să ne imaginăm echipamente muzicale moderne fără circuite cu tuburi.

Sunetul tubului: realitate sau ficțiune?

Amplificatoare de joasă frecvență sau pur și simplu amplificatoare de sunet – cele mai cunoscute aplicație modernă tuburi radio, care provoacă și multe controverse.

Se reduce la „holivars” între adepții sunetului cu tub și tranzistor. Se spune că sunetul tubului este mai „sufletitor” și „mai blând” și plăcut de ascultat. În timp ce sunetul tranzistorului este „fără suflet” și „rece”.

Nimic nu se întâmplă așa și este puțin probabil să apară astfel de dispute și opinii loc gol. La un moment dat, oamenii de știință au devenit interesați de întrebarea dacă sunetul tubului este într-adevăr mai plăcut de auzit. S-au făcut destul de multe cercetări cu privire la diferența dintre o lampă și un tranzistor.

Potrivit unuia dintre ele, amplificatoarele cu tub adaugă semnalului armonici cu numere pare, care sunt percepute subiectiv de oameni ca fiind „cald”, „plăcut” și „confortabil”. Adevărat, câți oameni, atâtea păreri, deci dezbaterea este încă în desfășurare.

Cearta este adesea o pierdere de timp. Dar serviciul pentru studenți, dimpotrivă, va ajuta la economisirea de ore de lucru valoroase. Contactați experții noștri pentru îngrijire de calitateîn orice domeniu al cunoașterii.

DP _____________2_2_0_3________gr_4_4_4________________

numărul de specialitate și grup

Revizor __________________ _____К_у_д_р_я_ш_о_в_а____

semnătură i., o., prenume

Cap _______________ _____E_p_sh_t_e_y_n________

semnătură i., o., prenume

Student diplomat _________________ _____T_k_a_h_e_n_k_o_V_K__

semnătură i., o., prenume

Saint Petersburg

Introducere. . . . . . . . . . . 3

1. o parte comună

1.1. Descriere domeniul subiectului. . . . . . 4

1.1.1. Lămpi electronice. . . . . . . 4

1.1.2. Formule de calcul. . . . . . . 11

1.2. Analiza metodelor de rezolvare. . . . . . . 13

1.3. Studiul facilitatilor de programare. . . . . . paisprezece

1.4. Descrierea limbajului de programare selectat. . . . 16

2. Partea specială

2.1. Formularea problemei. . . . . . . . 23

2.1.1. Baza dezvoltării. . . . . . 23

2.1.2. Scopul programului. . . . . . 23

2.1.3. Descrierea tehnică și matematică a problemei. . . . 23

2.1.4. Cerințele programului. . . . . . 24

2.1.4.1. Cerințe pentru caracteristici functionale. . 24

2.1.4.2. cerințe de fiabilitate. . . . . . 25

2.1.4.3. Cerințe pentru mijloace tehnice. . . . 25

2.2. Descrierea schemei programului. . . . . . . 26

2.2.1. Descrierea schemei programului principal. . . . 26

2.2.2. Descrierea schemei modulului de calcul a tensiunilor termice în anodul MGP 26

2.2.3. Descrierea diagramei modulului de plotare. . . 27

2.3. Textul programului. . . . . . . . 28

2.4. Descrierea programului. . . . . . . . 33

2.4.1. Informatii generale. . . . . . . 33

2.4.2. Scop functional. . . . . 33

2.4.3. Descrierea structurii logice. . . . . 33

2.5. Descrierea procesului de depanare a programului. . . . . 34

2.6. Un exemplu de rezultate ale programului. . . . . 35
3. Justificarea economică a programului proiectat. . . . 36

4. Măsuri pentru asigurarea siguranței vieții. . . 40

4.1. Efectul curentului electric asupra corpului uman

4.2. Dispozitive de împământare

Concluzie. . . . . . . . . . . 42

Bibliografie. . . . . . . . . . 43

Anexa 1. Schema programului. . . . 44

Anexa 2 Formulare de ecran. . . . 47

Anexa 3. Exemple de erori. . . . 51

În ultimii ani, cuvântul „calculator” a fost folosit din ce în ce mai des. Dacă computerele anterioare ar fi fost deținute doar de firme de renume mondial, iar programele ar fi fost scrise în limbi nivel scăzut, atunci astăzi aproape fiecare apartament are un computer, iar programele sunt scrise în limbi de nivel înalt. Peste un milion de computere sunt vândute anual în Rusia. Calculatoarele moderne au mari oportunități: efectuați calcule numerice, pregătiți cărți pentru tipărire, creați desene, filme, muzică pe ele, gestionați fabrici și nave spațiale. Calculatorul este un instrument versatil și destul de simplu pentru procesarea tuturor tipurilor de informații utilizate de o persoană.

Această teză va permite lucrătorilor din fabrici și birouri de proiectare să reducă numărul și costul modelelor de dispozitive proiectate. Programul dezvoltat va oferi calculul câmpului de temperatură din corpul anodului MGP în timpul încălzirii după pornirea dispozitivului, precum și solicitările termice care apar în acest caz, care distrug materialul anodului. Rezultatele acestui program vor oferi informațiile inițiale necesare pentru analiza tensiunilor termice din corpul anodului și alegerea modurilor de funcționare care păstrează durata de viață și asigură fiabilitate și durabilitate ridicate a dispozitivelor.

O PARTE COMUNĂ

Descrierea domeniului subiectului

Lămpi electronice

Tuburile electronice sunt folosite pentru a genera, amplifica sau converti oscilații electrice în diferite domenii ale științei și tehnologiei.

Principiul de funcționare a lămpilor electronice

Principiul de funcționare a tuturor tuburilor radio se bazează pe fenomen emisie termoionică- aceasta este o creștere a vitezei electronilor până la astfel încât aceștia zboară dintr-un metal cu sarcină negativă și se pot deplasa direcțional între electrozi, creând un curent electric. Acest lucru necesită, de asemenea, să nu întâmpine obstacole, cum ar fi moleculele de aer, motiv pentru care se creează un vid înalt în lămpi. Pentru a obține o emisie termoionică, metalul trebuie încălzit la aproximativ 2000 o K. Cel mai convenabil este să încălziți metalul filament soc electric ( curent de strălucire), Ca în lămpi de iluminat. Nu orice metal poate rezista la o temperatură atât de ridicată, majoritatea se topesc, din această cauză, în primele mostre de tuburi electronice, s-au folosit filamente pur de wolfram, care au strălucit până la strălucire albă de unde provine denumirea de „lampă”. Dar o astfel de luminozitate este foarte scumpă - aveți nevoie curent puternic(în jumătate de amper pentru o lampă de recepție). Dar curând a fost găsită o modalitate de a reduce curentul filamentului. Studiile au arătat că dacă acoperiți tungstenul cu alte metale sau cu oxizii acestora (bariu, stronțiu și calciu), atunci eliberarea electronilor este facilitată (așa-numita „funcție de lucru” este redusă). Pentru a ieși, este necesară mai puțină energie și, prin urmare, o temperatură mai scăzută. Filamentele oxidate moderne funcționează la o temperatură de aproximativ 700-900 ° C, în legătură cu aceasta, este posibil să se reducă curentul filamentului de aproximativ 10-20 de ori.

Trebuie remarcat faptul că controlul tuturor fluxurilor de electroni în lampă se realizează prin intermediul câmpurilor electrice formate în jurul electrozilor cu sarcini diferite.

Tipuri de lămpi electronice

Diodă- un dispozitiv de vid care trece curentul electric într-o singură direcție (Fig. 1a) și are două fire pentru includerea într-un circuit electric (plus un cablu incandescent, desigur), o lampă cu doi electrozi a fost inventată în 1904 de către fizicianul J. Fleming. O astfel de lampă electronică este un recipient din sticlă sau metal din care este pompat aer și doi electrozi metalici: un catod incandescent (-) și un anod rece (+). Catodul este de două tipuri: incalzire directaȘi încălzire indirectă. În primul caz, catodul este un filament de wolfram (de obicei acoperit cu oxid), prin care trece curentul incandescent, iar în al doilea caz, un cilindru acoperit cu un strat metalic cu funcție de lucru scăzută, în interiorul căruia se află un filament. izolat electric de catod. Acțiunea catodului ca sursă de electroni se bazează pe emisie termoionică. Figura 1a prezintă proiectarea unei diode în vid cu un catod încălzit direct. Dezavantajul catozilor cu încălzire directă este că nu sunt potriviți pentru alimentarea cu curent alternativ, deoarece atunci când curentul se schimbă, temperatura filamentului are timp să se schimbe, iar fluxul de electroni emiși pulsează cu frecvența curentului de alimentare. , prin urmare se folosesc acum catozi încălziți indirect.

Caracteristica curent-tensiune a diodei (Fig. 1f) este neliniară, aceasta se explică prin acumularea de electroni lângă catod într-un „nor”. În absența unei tensiuni anodice, electronii nu sunt atrași de aceasta, iar curentul anodului este zero. Curentul anodului apare atunci când anodului i se aplică o tensiune pozitivă, pe măsură ce tensiunea crește, curentul anodului va crește (mai rapid pe curba A-B). La tensiune înaltă(la punctul B) puterea curentului atinge valoarea maximă - acesta este curentul de saturație. Pentru o diodă cu catod (oxid) activat, nu există o încetinire a creșterii curentului anodic, dar la un curent anodic peste o anumită valoare limită, catodul este distrus. Proprietățile unei diode sunt evaluate prin panta caracteristicii și rezistență internă lămpile.

Dacă ieșirea rețelei este conectată la catod, atunci nu va exista niciun câmp electric între rețea și catod, iar spirele rețelei vor avea un efect foarte slab asupra electronilor care zboară către anod - a curent de repaus. Dacă conectați o baterie între catod și rețea, astfel încât rețeaua să fie încărcată negativ, atunci aceasta din urmă va începe să respingă electronii înapoi la catod, iar curentul anodului va scădea. Cu un potențial negativ semnificativ al rețelei, nici cei mai rapizi electroni nu vor putea depăși efectul său respingător, iar curentul anodic se va opri, adică. lampa va fi blocată. Dacă bateria rețelei este atașată astfel încât rețeaua să fie încărcată pozitiv în raport cu catodul, atunci câmpul electric rezultat va accelera mișcarea electronilor. În acest caz Aparat de măsurăîn circuitul anodic va prezenta o creștere a curentului.

Cu cât potențialul rețelei este mai mare, cu atât curentul anodic devine mai mare. În acest caz, unii dintre electroni sunt atrași de rețea, creând curent de rețea, dar cu designul corect al lămpii, numărul acestor electroni este mic. Doar acei electroni care se află în imediata apropiere a spirelor rețelei vor fi atrași de acesta și vor crea un curent în circuitul rețelei - va fi nesemnificativ.

Câștigul și puterea triodelor sunt diferite. Cu un curent anodic ridicat, anozii sunt supuși unui bombardament electronic puternic, ceea ce duce la încălzirea lor semnificativă și chiar la distrugerea lor, astfel încât anozii sunt fabricați masiv, înnegriți, aripioarele speciale de răcire sunt sudate sau se utilizează răcirea cu apă, care este descrisă mai jos. . Răcirea cu apă este folosită și în trioda generatoare de impulsuri GI-11 (BM), dezvoltată recent de oamenii de știință din Sankt Petersburg.

Lămpile ecranate pot funcționa bine cu tensiuni scăzute ale rețelei, dar uneori când tetrodele funcționează, electronii secundari scoși din anod ajung în grila ecranului, creând curent și distorsiuni puternice ale semnalului - acest fenomen se numește efect dinatron. Pentodele sunt soluția la această problemă.

Modul de eliminare a consecințelor neplăcute ale efectului dinatron este evident: este necesar să nu se lase electronii secundari în grila de ecranare. Acest lucru se poate face prin introducerea unei alte grile în lampă - a treia la rând, care va de protecţie, așa că am primit pentode - din cuvântul grecesc "penta" - cinci (Fig. 1d). A treia grilă este situată între anod și grila de ecranare și este conectată la catod, prin urmare, se dovedește a fi încărcată negativ față de catod. Prin urmare, electronii secundari vor fi respinși de această rețea înapoi la anod, dar în același timp, fiind destul de rară, această rețea de protecție nu interferează cu electronii curentului anodului principal. În pentodele moderne (pentru 1972) de înaltă frecvență, câștigul ajunge la câteva mii, iar capacitatea rețelei-anod este măsurată în miimi de picofarad. Acest lucru face ca pentodul să fie o lampă excelentă pentru amplificarea oscilațiilor de înaltă frecvență. Dar pentode cu mare succes sunt, de asemenea, folosite pentru a amplifica frecvențele joase (sunete), în special în etapele finale.

Din punct de vedere structural, pentodele de joasă frecvență sunt oarecum diferite de cele de înaltă frecvență. Pentru a amplifica frecvențele joase, nu este necesar să aveți câștiguri prea mari, dar este necesar să aveți o secțiune rectilinie mare a caracteristicii, deoarece tensiunile mari trebuie amplificate, prin urmare se realizează grile de ecranare relativ rare. În acest caz, câștigul nu se dovedește a fi foarte mare, dar întreaga caracteristică este deplasată la stânga, astfel încât o secțiune mai mare a acesteia devine utilizabilă. Pentodele de joasă frecvență ar trebui să dea mai multă putere Prin urmare, devin masive și anozii lor trebuie răciți.

Există, de asemenea Tetrode de fascicul– lămpi puternice de joasă frecvență fără plase de protectie, în care spirele grilelor de ecranare sunt situate exact în spatele spirelor grilelor de control. În acest caz, fluxul de electroni este tăiat în fascicule (fasciuri) separate care zboară direct către anod și este dus puțin mai departe, iar electronii secundari scoși din acesta nu pot ajunge în grila de ecranare, ci sunt atrași de anod înapoi fără deranjant operatie normala lămpile. Câștigul unor astfel de lămpi este de câteva ori mai mare decât cel al tetrodelor convenționale, deoarece electronii de la catod zboară în fascicule directe între spirele rețelelor și nu se împrăștie, ci sunt direcționați către anod de câmpul plăcilor de ecranare situate pe posibilele căi de scurgere în apropierea anodului lămpii, care sunt conectate la minus. a sursei de alimentare prin catod. Cu lămpile cu raze, este posibil să se creeze o formă foarte avantajoasă a caracteristicii, ceea ce face posibilă obținerea unei puteri de ieșire mare cu o tensiune de semnal mică pe rețea.

Modele de tuburi radio

Pentru echipamente cu putere redusă, cum ar fi un receptor radio, s-a încercat să producă lămpi cât mai mult posibil dimensiuni mai mici(lampi cu degete). Ele sunt adesea numite lămpi de recepție-amplificare. Există și lămpi subminiaturale (groase ca un creion) cu mine moi. În echipamentele puternice ale centrelor radio și în emițătoarele radio, lămpile sunt utilizate în mod semnificativ dimensiuni mari, dezvoltând mult mai multă putere în circuitul anodului. Astfel de lămpi au anozi masivi cu răcire forțată cu aer sau apă. Pentru a face acest lucru, anozii sunt fabricați din cupru sau din alte metale rezistente la căldură, pe ele sunt sudate nervuri goale sau tuburi prin care trece apa răcită. Lămpile puternice cu anozi de cupru și răcire cu apă, inventate în 1923 de M. A. Bonch-Bruevich, sunt folosite în emițătoare radio puternice din întreaga lume (unde dispozitivele semiconductoare nu pot fi utilizate).

Există mai multe moduri de a răci anodul:

aer forțat;

apă forțată;

Naturale (împrăștiere).

Pentru a reduce încălzirea anodului, acesta este adesea prevăzut cu nervuri sau aripi.

În timpul existenței tuburilor radio, designul acestora a suferit modificări majore. Primele mostre de lămpi de recepție-amplificare erau destul de mari ca dimensiuni și consumau foarte mult curent mare strălucire. Odată cu îmbunătățirea designului și a tehnologiei de producție, dimensiunea lămpilor a scăzut, lămpile au devenit mai durabile, mai economice și calitatea lor s-a îmbunătățit. Lămpile de recepție-amplificare din zilele noastre seamănă puțin cu primele tuburi radio, deși principiile de bază ale funcționării lor nu s-au schimbat.

Lămpile moderne de recepție-amplificare sunt produse aproape exclusiv de tip deget (5-7 centimetri lungime). Fitingurile și cablurile interne ale tuturor electrozilor sunt fixate direct pe fundul plat de sticlă al lămpii și ies sub formă de știfturi subțiri, dar puternice, dispuse asimetric. Fiecare dintre pini este conectat la ieșirea unuia dintre electrozii lămpii. Conexiunea electrozilor (pinout) a lămpilor de același tip este întotdeauna exact aceeași.

Pentru a asigura introducerea corectă a știfturilor lămpii în soclu, se folosesc două metode: o aranjare asimetrică a știfturilor și crearea cheie de ghidare pe o plintă de plastic (Fig. 1e), care intră în canelura situată pe panou.

În producția de masă, anozii lămpii sunt cilindrici și sunt fabricați din cupru sau aliaje rezistente la căldură. Pentru a simplifica și reduce costul modelării și producției unor astfel de tuburi electronice, programul dezvoltat este destinat.

Proiectări și denumiri ale tuburilor electronice pe diagrame

DAR) B)

ÎN)

G)

D) E)

a) - diodă cu încălzire directă (două modele și denumire schematică);

b) - schema unei triode cu încălzire indirectă (cu un al treilea electrod - o grilă);

c) - proiectarea și desemnarea schematică a unei tetrode încălzite direct.

d) - proiectarea și desemnarea schematică a unui pentod cu încălzire directă.

e) - baza octală a tubului radio cu o margine de ghidare (în priză).

f) - caracteristica curent-tensiune anodica a diodei de vid.

Formule de calcul

Distribuția temperaturii pe grosimea peretelui anodului este determinată prin rezolvarea ecuației diferențiale:

a cărui soluție este supusă condițiilor la limită:

Pe suprafața interioară (încălzită):

(2)

Pe suprafața exterioară (răcită):

(3)

cu starea initiala: T(r,0) = T o = 300 o K. (4)

Ecuația (1) este integrată până când se atinge starea de echilibru (încălzirea este finalizată), adică conditia .

În ecuația (3): ε este emisivitatea suprafeței; σ o \u003d 5,67 * 10 -12 - constanta Stefan-Boltzmann.

Pe baza rezultatelor ecuației de integrare (1), efortul termic în anod se calculează astfel:

(5)

T cf. (r,t) este temperatura medie a anodului în secțiunea cu coordonatele r.

Integrala din ecuația (5) se calculează prin metoda Simpson:

Unde este numărul de partiții n= 2m este par, iar treapta h = b-a/2m. M este numărul de intervale spațiale.

Formule pentru calcularea temperaturilor în reprezentarea cu diferențe finite:

Condiții la limită pe suprafețele anodului:

R int. : . (2’)

R exterior: (3’)

Aici: i, j sunt numerele de intervale spațiale și temporale, k este peretele exterior;

Δr și Δt sunt pașii grilei spațiu-timp în coordonate și în timp;

n este numărul de intervale spațiale din grosimea peretelui anodului (R ext - R ext).

Denumiri adoptate în proiect:

R afară, R int. sunt razele exterioare și interioare ale anodului (cm);

t este timpul de funcționare după pornirea luminii (sec);

r este coordonata în secțiunea transversală a anodului (cm); R int. ≤ r ≤ R ex.

T(r,t) este temperatura din secțiunea cu coordonata „r” la momentul „t”;

λ este conductivitatea termică a materialului anodic (W/cm*grade);

α – difuzivitate termică a materialului anodic (cupru=1,1);

E este modulul de elasticitate (kg/cm²);

α t este coeficientul de dilatare liniară (1/grad);

ε – emisivitate de suprafață;

σ o = 5,67 * 10 -12 (W / Cm 2 grade 4) - constanta Stefan-Boltzmann;

q este puterea furnizată anodului (W / cm²);

T 0 - temperatura mediu inconjurator(grade K).

Analiza metodelor de rezolvare

Ecuația diferențială (1) - (3), (4) poate fi rezolvată în două moduri: o metodă implicită (absolut convergentă) și o metodă explicită (relativ convergentă) de aproximare a diferențelor finite. Diferența dintre aceste metode constă în faptul că în metoda implicită pasul Δt este setat la orice valoare, în timp ce în metoda explicită este limitat și luat foarte mic.

Aceasta presupune diferența în condițiile de stabilitate a schemelor: .

În schema explicită ω<1/2, а в неявной схеме ω не ограничена. Это приводит к тому, что в явной схеме значение температуры в данный момент времени находится с помощью значения температуры в предыдущий момент времени, а в неявной схеме значение температуры в данный момент времени находится с помощью значения температуры в тот же момент времени.

Ecuația schemei implicite nu poate fi rezolvată imediat, este necesară alcătuirea unui sistem de ecuații, ceea ce complică foarte mult schema programului. Avantajul schemei implicite este că prin stabilirea pasului dorit, puteți reduce drastic numărul de iterații, în timp ce în metoda explicită numărul de iterații va fi de zeci de mii. Cu toate acestea, cu viteza computerului modern, diferența de câteva mii de iterații în timpul funcționării programului nu va fi nici măcar o secundă, iar un algoritm simplu și convenabil contribuie la scrierea și depanarea mai bună și mai rapidă a programului. Prin urmare, la dezvoltarea acestui program, a fost utilizată o metodă explicită de aproximare cu diferențe finite.