Moderní elektrovakuová zařízení vděčí za svůj vzhled americkému vynálezci Thomasi Edisonovi. Byl to on, kdo vyvinul první úspěšný způsob osvětlení pomocí elektrické žárovky.
Historie lampy
V současné době je těžké uvěřit, že elektřina neexistovala ve všech historických obdobích. První žárovky se objevily až na konci devatenáctého století. Edisonovi se podařilo vyvinout model žárovky, ve které se nacházela uhlíková, platinová a bambusová vlákna. Právě tento vědec je právem nazýván „otcem“moderní elektrické lampy. Zjednodušil obvod žárovky, výrazně zlevnil výrobu. V důsledku toho se na ulicích neobjevilo plynové, ale elektrické osvětlení a nová osvětlovací zařízení se začala nazývat Edisonovy lampy. Thomas pracoval na vylepšení svého vynálezu dlouhou dobu, v důsledku čehož se používání svíček stalo nerentabilním opatřením.
Funkční princip
Jaké zařízení mají žárovky Edison? Každé zařízení má tělovlákno, skleněná baňka, hlavní kontakt, elektrody, základna. Každý z nich má svůj vlastní funkční účel.
Podstata tohoto zařízení je následující. Když je topné těleso silně zahřáto proudem nabitých částic, elektrická energie se přemění na světelnou formu.
Aby bylo záření vnímáno lidským okem, je nutné dosáhnout teploty alespoň 580 stupňů.
Mezi kovy má nejvyšší bod tání wolfram, proto se z něj vyrábí topné těleso. Pro zmenšení objemu se drát začal umisťovat ve tvaru spirály.
I přes vysokou chemickou odolnost wolframu je pro jeho maximální ochranu před korozním procesem těleso vlákna umístěno v utěsněné skleněné nádobě, ze které byl předem odčerpán vzduch. Místo toho se do baňky čerpá inertní plyn, který brání wolframovému drátu vstoupit do oxidačních reakcí. Nejčastěji používaným inertním plynem je argon, někdy se používá dusík nebo krypton.
Podstatou Edisonova vynálezu je, že odpařování, ke kterému dochází při dlouhodobém zahřívání kovu, je zabráněno tlakem vytvořeným inertním plynem.
Funkce lampy
Existuje několik různých lamp navržených k osvětlení velké plochy. Rysem Edisonova vynálezu je schopnost upravit výkon tohoto zařízení s ohledem na osvětlenou oblast.
Výrobci nabízejí různé typy žárovek, které se liší životností, velikostí, výkonem. Pojďme se zastavit u některých typů těchto elektrických spotřebičů.
Nejběžnější elektronky jsou LON. Jsou plně hygienické a mají průměrnou životnost 1000 hodin.
Mezi nedostatky univerzálních žárovek vyzdvihujeme nízkou účinnost. Přibližně 5 procent elektrické energie se přemění na světlo, zbytek se uvolní jako teplo.
Spotlights
Mají poměrně vysoký výkon, určený k osvětlení velkých ploch. Elektrovakuová zařízení se dělí do tří skupin:
- projekce filmu;
- majáky;
- univerzální účel.
Světelný zdroj projektoru se liší délkou těla vlákna, má kompaktnější velikost, což umožňuje zvýšit celkový jas, zlepšit zaostření světelného proudu.
Zrcadlová elektrovakuová zařízení mají reflexní hliníkovou vrstvu, jiný design žárovky.
Ta jeho část, která je určena k vedení světla, je vyrobena z matného skla. To vám umožní změkčit světlo a snížit kontrastní stíny z různých objektů. Taková elektrovakuová zařízení se používají pro vnitřní osvětlení.
Uvnitř halogenové baňky jsou sloučeniny bromu nebo jódu. Vzhledem k jejich schopnosti odolávat teplotám až 3000 K je životnost výbojek cca 2000 hodin. Tento zdroj bílého světla má ale i své nevýhody, např.halogenová žárovka, při ochlazení má nízký elektrický odpor.
Hlavní parametry
V žárovce Edison je wolframové vlákno uspořádáno do různých tvarů. Pro stabilní provoz takového zařízení je potřeba napětí 220 V. V průměru je jeho životnost od 3000 do 3500 hodin. Vzhledem k tomu, že barevná teplota je 2700 K, lampa poskytuje teplé bílé nebo žluté spektrum. V současné době jsou lampy nabízeny s různými velikostmi podstavců (E14, E27). Na přání si můžete vyzvednout lampu ve formě vlásenky, rybí kosti, spirály ve stropním lustru nebo nástěnného svítidla.
Edisonův vynález je rozdělen do samostatných tříd podle počtu wolframových vláken. Cena svítidla, jeho výkon a životnost přímo závisí na tomto indikátoru.
Princip fungování EVL
Termionická emise spočívá v emisi elektronů zahřátým žhavícím tělesem do vakua nebo inertního média vytvořeného uvnitř baňky. K řízení toku elektronů se používá magnetické nebo elektrické pole.
Termionická emise vám umožňuje prakticky využít pozitivní vlastnosti toku elektronů – generovat, zesilovat elektrické vibrace různých frekvencí.
Vlastnosti rádiových trubic
Elektrovakuová dioda je základem radiotechniky. Konstrukce lampy má dvě elektrody (katodu a anodu), mřížku. Katoda zajišťuje emisi, k tomu je wolframová vrstva pokryta bariem nebo thoriem. Anoda je vyrobena ve formě niklové, molybdenové, grafitové desky. Síťje separátor mezi elektrodami. Při zahřívání pracovní tekutiny vzniká z pohybujících se částic ve vakuu silný elektrický proud. Elektrovakuová zařízení tohoto typu tvoří základ radiotechniky. V druhé polovině minulého století se elektronky používaly v různých oblastech technického, radioelektronického průmyslu.
Bez nich nebylo možné vyrábět rádia, televize, speciální zařízení, počítače.
Oblasti použití
S rozvojem přesného přístrojového vybavení, radioelektroniky, tyto lampy ztratily svůj význam a přestaly se používat ve velkém měřítku.
Ale i nyní existují takové průmyslové oblasti, které vyžadují EVL, protože pouze vakuová lampa je schopna zajistit výkon zařízení podle zadaných parametrů v určitém prostředí.
EVL jsou zvláště zajímavé pro vojensko-průmyslový komplex, protože právě elektronky se vyznačují zvýšenou odolností vůči elektromagnetickým impulsům.
Jeden vojenský aparát může obsahovat až sto EVL. Většina polovodičových materiálů nemůže REC fungovat se zvýšeným zářením, stejně jako v podmínkách přirozeného vakua (ve vesmíru).
EVL pomáhá zlepšit spolehlivost a odolnost satelitů a vesmírných raket.
Závěr
V elektrovakuových zařízeních, která umožňují generování, zesilování, přeměnu elektromagnetické energie, je pracovní prostor zcela zbaven vzduchu,chráněna před atmosférou neproniknutelnou skořápkou.
Objev termionické emise přispěl k vytvoření jednoduché dvouelektrodové lampy zvané vakuová dioda.
Po připojení k elektrickému obvodu se uvnitř zařízení objeví proud. Když se změní polarita napětí, zmizí, a bez ohledu na to, jak horká je katoda. Udržováním konstantní hodnoty teploty žhavené katody bylo možné stanovit přímou úměru mezi anodovým napětím a intenzitou proudu. Získané výsledky byly použity při vývoji elektronických vakuových zařízení.
Například trioda je elektronka se třemi elektrodami: anodou, termionickou katodou, řídicí mřížkou.
Byly to triody, které se na začátku minulého století staly prvními zařízeními používanými k zesilování elektrických signálů. V současnosti byly triody nahrazeny polovodičovými tranzistory. Vakuové triody se používají pouze v těch oblastech, kde je potřeba převádět výkonné signály s malým počtem aktivních součástek a lze zanedbat hmotnost a rozměry.
Výkonné radioelektronky jsou srovnatelné s tranzistory z hlediska účinnosti, spolehlivosti, ale jejich životnost je mnohem kratší. U triod s nízkým výkonem přechází většina tepla do spotřebovaného kaskádového výkonu, někdy jeho hodnota dosahuje 50 %.
Tetrody jsou elektronické dvoumřížkové svítidlo, které je navrženo pro zvýšení výkonu a napětí el.signály. Tato zařízení mají ve srovnání s triodou vyšší zisk. Takové konstrukční prvky umožňují použít tetrody k zesílení nízkých frekvencí v televizorech, přijímačích a dalších rádiových zařízeních.
Spotřebitelé aktivně používají žárovky, jejichž těleso vlákna je wolframové vlákno nebo drát. Tato zařízení mají výkon 25 až 100 W, jejich životnost je 2500-3000 hodin. Výrobci nabízejí lampy s různými paticemi, tvary, velikostmi, takže si můžete vybrat variantu lampy s ohledem na vlastnosti osvětlovacího zařízení, plochu místnosti.
