для какой цели в электронных лампах создают вакуум

14.07.202215.07.2022 admin 0 Comments

Вакуум. Электронные лампы

На вопрос «что такое вакуум?» обычно отвечают: «пространство с разреженным воздухом» или «пространство внутри сосуда, из которого выкачан воздух».

Можно ли удовлетвориться подобными ответами? Всякую ли степень разрежения можно назвать вакуумом и находится ли степень вакуума в какой-либо связи с атмосферным давлением?

Современная физика связывает понятие вакуума не с величиной давления вне или внутри сосуда, а с длиной свободного пробега молекул газа внутри него. Молекулы газов находятся в беспрерывном хаотическом тепловом движении, достигающем больших скоростей: при комнатной температуре скорость теплового движения молекул воздуха составляет около 450 м в секунду, т. е. приближается к скорости пули. Двигаясь во всех направлениях, молекулы постоянно сталкиваются друг с другом. Чем плотнее воздух, тем больше молекул заключается в единице объема и тем чаще молекулы будут сталкиваться.

Если воздух разредить, то молекулы будут сталкиваться менее часто. В среднем им придется пролетать больший путь между двумя столкновениями. Путь, который молекуле приходится пролетать между двумя столкновениями, и называется длиной свободного пробега.

Вакуумом с физической точки зрения считается такое разрежение, при котором длина свободного пробега больше размеров сосуда. В этом случае столкновения молекул будут редки, большая часть молекул в своем движении от одной стенки сосуда до другой не встретится с другими молекулами.

При разрежении в миллион раз (при давлении порядка 0,001 мм) средняя длина свободного пробега молекулы воздуха- равна 10 см. Так как размеры баллона обычных приемно-усилительиых ламп меньше 10 см, то с точки зрения физики пространство внутри этих ламп уже при подобном разрежении можно считать вакуумом.

Но для хорошей работы вакуумной лампы лампы такая степень вакуума недостаточна. Электроны, в огромном количестве летящие от катода лампы к ее аноду, будут все же встречать на своем пути довольно много молекул воздуха, столкновения электронов с ними зультате этих столкновений молекулы воздуха ионизируются, анодный ток резко возрастает, положительные ионы оседают на отрицательно заряженной сетке, изменяют ее заряд, а следовательно, и характер работы лампы. В приемниках и усилителях это, в частности, приводит к сильным искажениям. Поэтому в радиолампах добиваются значительно большего разрежения, доходящего обычно до 10

7 мм (0,0000001 мм), т. е. давление понижается примерно в десять миллиардов раз по сравнению с нормальным атмосферным давлением. При таком разрежении длина свободного пробега молекул измеряется километрами, и на пути от катода к аноду примерно лишь один электрон из миллиона может встретиться с молекулой воздуха. Столь редкие столкновения не могут вредно отразиться на работе лампы.

При таком огромном разрежении, какое достигается в радиолампе, в ней остается примерно одна десятимиллиардная часть того количества воздуха, которое было до откачки. Уменьшение в десять миллиардов раз — колоссальное уменьшение. Если бы расстояние от Земли до Солнца уменьшилось в 10 миллиардов раз, то Землю и Солнце разделяли бы всего 15 м — ширина среднего размера улицы. Земля, уменьшенная в такое число раз, превратилась бы в крупинку диаметром около 1 мм.

И все-таки при подобном разрежении в баллоне электронной лампы обычных размеров, например, 6КЗ, остается еще 40 • 1012 (сорок триллионов) молекул.

Несложный подсчет покажет, что для хранения подобного количества маковых зернышек потребуется помещение емкостью пять тысяч кубических метров, т. е. куб со стороной около 17 м.

Но молекулы настолько малы, что для размещения их в количестве даже десятков триллионов нужен совсем микроскопический объем. Диаметр молекулы газа в среднем равен 1«10

6 мм — одной миллионной миллиметра. Если те сорок триллионов молекул, которые остались в баллоне лампы, уложить плотно одну к другой, то они займут объем всего лишь 4 • 10

5 мм. Этот объем в 250 миллионов раз меньше объема баллона лампы. При равномерном размещении внутри баллона лампы всех оставшихся в ней после откачки молекул в каждом кубическом миллиметре окажется около 80 000 молекул.

Это число тоже очень велико, но чтобы составить правильное представление о том, на каком расстоянии молекулы будут находиться друг от друга, надо перевести все

величины в привычные нам масштабы.

При равномерном распределении 80 000 молекул в одном кубическом миллиметре они будут находиться друг от друга на расстоянии примерно 0,02 мм. Это расстояние в 20 000 раз больше диаметра молекулы. Перейдем к астрономическим масштабам. Земля удалена от Луны на расстояние, примерно в 25 раз превышающее диаметр Земли. Округляя, можно считать, что Земля находится от Луны в 1 ООО раз ближе, чем молекула от молекулы в баллоне лампы. Чтобы еще лучше представить это себе вернемся к маковым зернышкам. Два мельчайших маковых зернышка, разнесенные на расстояние, в 20 ООО раз превышающее их диаметр, будут отстоять друг от друга на 10 м. В переводе на привычные нам масштабы жилплощади это составляет два маковых зернышка в комнате площадью в 50 м2.

Итак, два маковых зернышка в огромной комнате — вот плотность размещения молекул газа в электронной вакуумной лампе после откачки. Естественно, что электроны, летящие от катода к аноду, почти не встречают на своем пути молекул воздуха; такие встречи возможны лишь в виде крайне редких исключений.

Первые электронные лампы, или радиолампы, как их иногда называют, были очень похожи на
В баллоне создается сильное разрежение воздуха (вакуум), которое.

Электронные лампы сначала были крайне недолговечны но интенсивные работы в этой, а также во многих смежных областях, таких, как техника получения вакуума.

Электрон прекрасно работает в самых различных условиях: в вакууме (электронные лампы, кинескопы), в газах (газоразрядные лампы) и даже в твердой среде.

Вся электронная библиотека >>>.
Кранов вакуум-щитов паяльными лампами, а также подача в вакуум-шланга в случае образования ледяных пробок небольшого.

Вакуумная техника. Слово «вакуум» в переводе с латыни означает «пустота».
Принцип действия одного из них — электронного вакуумметра 5 состоит в следующем.

Тогда же он наблюдал электрический разряд в вакууме, сопровождавшийся
Лампа Деларю оказалась непригодной для практического использования [18, с. 299].

Электронные лампы. Диод.
. таких, как техника получения вакуума, технология металлов, стеклодувное дело и др В продаже имеются лампы-трубки с цоколем.

. напряжение и выяснил, что в вакууме между электродом и нитью начинает протекать ток.
Дальнейшее развитие электронных ламп шло по пути улучшения их.

Источник

Электроника для «чайников»: как работает радиолампа и зачем она нужна

Сейчас мы привыкли к компактным электронным устройствам и сверхтонким ноутбукам. А чуть больше ста лет назад появился девайс, который сделал это реальностью и произвел настоящую революцию в развитии электроники. Речь идет о радиолампе.

Ламповое вступление

В схемотехнике раньше повсеместно использовались лампы, первые электронные приборы были построены именно с их использованием. Золотое время радиоламп пришлось на первую половину 20 века. Для наших дедов и прадедов гораздо привычнее были гигантские ЭВМ, занимавшие целое помещение и греющиеся как адское пекло. На такой машине сериальчик не посмотришь.

Потом еще было время, когда советские микросхемы стали самыми большими в мире. Но это уже другая история, которая началась после появления полупроводниковых приборов. Как вы поняли, эта статья о работе электронной лампы и ее современном использовании.

Вакуумные приборы

Вакуум – это отсутствие материи. Точнее, практически полное ее отсутствие. В физике разделяют высокий, средний и низкий вакуум. Понятно, что электрического тока в вакууме быть не может, так как ток – это направленное движение (частиц) носителей заряда, которым в вакууме взяться неоткуда.

Но так уж и неоткуда? Металлы при нагревании испускают электроны. Это так называемая термоэлектронная эмиссия. На ней и основана работа электронных вакуумных приборов.

Термоэлектронную эмиссию открыл Томас Эдисон. Точнее ученый выяснил, что при нагреве нити и наличия в вакуумной колбе второго электрода вакуум проводит ток. Тогда Эдисон не в полной мере оценил значение своего открытия, но на всякий случай запатентовал его. Вывод: в любой непонятной ситуации патентуйте!

Вакуумные приборы – герметично запаянные баллоны с электродами внутри. Баллоны делают из стекла, металла или керамики, предварительно откачав из них воздух.

Помимо электронных ламп есть следующие вакуумные приборы:

Принцип работы электронной лампы

Электронная лампа – это электронный вакуумный прибор, который работает за счет управления интенсивностью потока электронов между электродами.

Простейший тип лампы – диод. Вместо того чтобы читать определения, лучше посмотрим на нее.

Диод

В любой лампе есть катод, с которого электроны вылетают, и анод, на который они летят. Если на катод подать «минус», а на анод «плюс», электроны, вылетевшие из раскаленного катода, начнут двигаться к аноду. В лампе потечет ток.

Кстати! Если вам нужно произвести расчет усилителя на диодах, для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Диод обладает односторонней проводимостью. Это значит, что если на катод подать плюс, а на анод минус, тока в цепи уже не будет.

Помимо этих двух электродов в лампах могут быть и другие.

Все названия электронных ламп связаны с количеством электродов. Диод – два, триод – три, тетрод – четыре, пентод – пять и т.д.

Если на сетке есть небольшое отрицательное напряжение, она будет задерживать часть электронов, летящих к аноду, и ток уменьшится. При большом отрицательном напряжении сетка «запрет» лампу, и ток в ней прекратится. А если подать на сетку положительное напряжение, анодный ток будет усиливаться.

Триод

Небольшое изменение напряжения на сетке, которая устанавливается рядом с катодом, существенно влияет на ток между катодом и анодом. На этом и строится принцип усиления.

Применение электронных ламп

Почти везде лампу вытеснил полупроводниковый транзистор. Однако в некоторых отраслях лампы заняли свое место и остаются незаменимыми.

Например, в космосе. Ламповое оборудование выдерживает больший диапазон температур и радиационный фон, поэтому используется в производстве космических аппаратов.

Лампы с воздушным или водяным охлаждением также находят применение в мощных радиопередатчиках.

Конечно, сложно представить современное музыкальное оборудование без ламповых схем.

Ламповый звук: правда или вымысел?

Усилители низкой частоты или просто усилители звука – самое известное современное применение радиоламп, которое к тому же вызывает много споров.

Доходит вплоть до «холиваров» между адептами лампового и транзисторного звука. Ламповый звук, как говорят, более «душевный» и «мягкий», его приятно слушать. В то время как транзисторный звук – «бездушный» и «холодный».

Чтобы дальше лучше понимать то, о чем тут написано, мы рекомендуем прочесть тематическую статью про звуки и их влияние на наши мозги.

Разогретые лампы УНЧ

Ничего не бывает просто так, и вряд ли такие споры и мнения возникали на пустом месте. В свое время вопросом, действительно ли ламповый звук приятнее для слуха, заинтересовались ученые. Было проведено довольно много исследований на тему отличий лампы от транзистора.

По данным одного из них, ламповые усилители добавляют в сигнал четные гармоники, которые субъективно воспринимаются людьми как «теплые», «приятные» и «уютные». Правда, сколько людей, столько и мнений, поэтому споры до сих пор ведутся.

Часто спор – пустая трата времени. А вот студенческий сервис, наоборот, поможет сохранить ценные человеко-часы. Обращайтесь к нашим специалистам за качественной помощью в любой области знаний.

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник