Moderne Elektrovakuumgeräte verdanken ihr Aussehen dem amerikanischen Erfinder Thomas Edison. Er war es, der die erste erfolgreiche Art der Beleuchtung entwickelte, indem er eine elektrische Glühbirne dafür verwendete.
Die Geschichte der Lampe
Derzeit ist es kaum zu glauben, dass Elektrizität nicht in allen historischen Epochen existiert hat. Die ersten Glühbirnen erschienen erst Ende des 19. Jahrhunderts. Edison gelang es, ein Modell einer Glühbirne zu entwickeln, in der sich Kohlenstoff-, Platin- und Bambusfäden befanden. Dieser Wissenschaftler wird zu Recht als „Vater“der modernen elektrischen Lampe bezeichnet. Er vereinfachte die Glühbirnensch altung und senkte die Produktionskosten erheblich. Infolgedessen tauchte auf den Straßen kein Gas, sondern elektrisches Licht auf, und neue Beleuchtungsgeräte wurden Edison-Lampen genannt. Thomas arbeitete lange an der Verbesserung seiner Erfindung, wodurch die Verwendung von Kerzen zu einer unrentablen Maßnahme wurde.
Funktionsprinzip
Welches Gerät haben Edison-Glühlampen? Jedes Gerät hat einen KörperWendel, Glaskolben, Hauptkontakt, Elektroden, Sockel. Jeder von ihnen hat seinen eigenen funktionalen Zweck.
Die Essenz dieses Geräts ist wie folgt. Wenn der Heizkörper durch einen Strom geladener Teilchen stark erhitzt wird, wird elektrische Energie in eine Lichtform umgewandelt.
Damit die Strahlung vom menschlichen Auge wahrgenommen werden kann, muss eine Temperatur von mindestens 580 Grad erreicht werden.
Unter den Metallen hat Wolfram den höchsten Schmelzpunkt, daher wird daraus der Heizkörper hergestellt. Um das Volumen zu reduzieren, begann man, den Draht in Form einer Spirale zu platzieren.
Trotz der hohen chemischen Beständigkeit von Wolfram wird der Wendelkörper zum maximalen Schutz vor Korrosion in einem verschlossenen Glasgefäß platziert, aus dem zuvor Luft abgepumpt wurde. Stattdessen wird ein Inertgas in den Kolben gepumpt, das verhindert, dass der Wolframdraht in Oxidationsreaktionen eintritt. Das am häufigsten verwendete Inertgas ist Argon, manchmal wird Stickstoff oder Krypton verwendet.
Die Essenz von Edisons Erfindung besteht darin, dass die Verdampfung, die bei längerer Erwärmung des Metalls auftritt, durch den Druck verhindert wird, der durch ein Inertgas erzeugt wird.
Lampeneigenschaften
Es gibt einige verschiedene Lampen, die dafür ausgelegt sind, einen großen Bereich zu beleuchten. Ein Merkmal von Edisons Erfindung ist die Möglichkeit, die Leistung dieses Geräts unter Berücksichtigung des beleuchteten Bereichs einzustellen.
Hersteller bieten verschiedene Arten von Lampen an, die sich in Lebensdauer, Größe und Leistung unterscheiden. Lassen Sie uns auf einige Arten dieser Elektrogeräte eingehen.
Die gängigsten Vakuumröhren sind LON. Sie sind absolut hygienisch und haben eine durchschnittliche Lebensdauer von 1000 Stunden.
Unter den Mängeln von Allzwecklampen heben wir die geringe Effizienz hervor. Etwa 5 Prozent der elektrischen Energie werden in Licht umgewandelt, der Rest wird als Wärme abgegeben.
Scheinwerfer
Sie haben eine ziemlich hohe Leistung, um große Flächen zu beleuchten. Elektrovakuumgeräte werden in drei Gruppen eingeteilt:
- Filmprojektion;
- Leuchttürme;
- allgemeiner Zweck.
Die Projektorlichtquelle unterscheidet sich in der Länge des Filamentkörpers, sie hat eine kompaktere Größe, wodurch Sie die Gesamthelligkeit erhöhen und den Fokus des Lichtstroms verbessern können.
Spiegel-Elektrovakuumgeräte haben eine reflektierende Aluminiumschicht, ein anderes Kolbendesign.
Der lichtleitende Teil ist aus Milchglas. Auf diese Weise können Sie das Licht weicher machen und kontrastierende Schatten von verschiedenen Objekten reduzieren. Solche Elektrovakuumgeräte werden zur Innenbeleuchtung verwendet.
In der Halogenflasche befinden sich Verbindungen von Brom oder Jod. Aufgrund ihrer Temperaturbeständigkeit bis 3000 K beträgt die Lebensdauer der Lampen ca. 2000 Stunden. Aber diese Weißlichtquelle hat auch ihre Nachteile, zum BeispielHalogenlampe, hat im abgekühlten Zustand einen geringen elektrischen Widerstand.
Hauptparameter
In einer Edison-Glühlampe ist der Wolframfaden in verschiedenen Formen angeordnet. Für den stabilen Betrieb eines solchen Geräts ist eine Spannung von 220 V erforderlich, die durchschnittliche Lebensdauer beträgt 3000 bis 3500 Stunden. Bedenkt man, dass die Farbtemperatur 2700 K beträgt, liefert die Lampe ein warmweißes oder gelbes Spektrum. Aktuell werden Lampen mit unterschiedlichen Sockelgrößen (E14, E27) angeboten. Auf Wunsch können Sie eine Lampe in Form einer Haarnadel, eines Fischgrätenmusters, einer Spirale in einem Deckenleuchter oder einer Wandleuchte aufnehmen.
Edisons Erfindung wird nach der Anzahl der Wolframfilamente in verschiedene Klassen eingeteilt. Die Kosten der Leuchte, ihre Leistung und Lebensdauer hängen direkt von diesem Indikator ab.
EVL-Funktionsprinzip
Thermionische Emission besteht in der Emission von Elektronen durch einen erhitzten Glühkörper in ein Vakuum oder ein inertes Medium, das innerhalb der Glühbirne erzeugt wird. Zur Steuerung des Elektronenflusses wird ein magnetisches oder elektrisches Feld verwendet.
Thermionische Emission ermöglicht es Ihnen, die positiven Eigenschaften des Elektronenflusses praktisch zu nutzen - um elektrische Schwingungen verschiedener Frequenzen zu erzeugen und zu verstärken.
Merkmale von Radioröhren
Elektrovakuumdiode ist die Grundlage der Funktechnik. Das Design der Lampe hat zwei Elektroden (Kathode und Anode), ein Gitter. Die Kathode sorgt für die Emission, dazu ist die Wolframschicht mit Barium oder Thorium bedeckt. Die Anode besteht aus einer Platte aus Nickel, Molybdän und Graphit. Netzist der Separator zwischen den Elektroden. Wenn das Arbeitsmedium erhitzt wird, wird durch sich bewegende Partikel im Vakuum ein starker elektrischer Strom erzeugt. Elektrovakuumgeräte dieser Art bilden die Grundlage der Funktechnik. In der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts wurden Vakuumröhren in verschiedenen Bereichen der technischen, radioelektronischen Industrie eingesetzt.
Ohne sie war es unmöglich, Radios, Fernseher, Spezialgeräte und Computer herzustellen.
Anwendungsbereiche
Mit der Entwicklung von Präzisionsinstrumenten und Funkelektronik haben diese Lampen ihre Bedeutung verloren und werden nicht mehr in großem Umfang verwendet.
Aber schon jetzt gibt es solche Industriebereiche, die EVL erfordern, weil nur eine Vakuumlampe in einer bestimmten Umgebung die Leistung von Geräten gemäß den angegebenen Parametern gewährleisten kann.
EVL sind für den militärisch-industriellen Komplex von besonderem Interesse, da sich Vakuumröhren durch eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber elektromagnetischen Impulsen auszeichnen.
Ein Militärapparat kann bis zu hundert EVL enth alten. Die meisten Halbleitermaterialien, REC, können bei erhöhter Strahlung sowie unter natürlichen Vakuumbedingungen (im Weltraum) nicht funktionieren.
EVL tragen dazu bei, die Zuverlässigkeit und H altbarkeit von Satelliten und Weltraumraketen zu verbessern.
Schlussfolgerung
Bei Elektrovakuumgeräten, die es ermöglichen, elektromagnetische Energie zu erzeugen, zu verstärken und umzuwandeln, wird der Arbeitsraum vollständig von Luft befreit,durch eine undurchdringliche Hülle von der Atmosphäre abgeschirmt.
Die Entdeckung der thermionischen Emission trug zur Entwicklung einer einfachen Lampe mit zwei Elektroden bei, die Vakuumdiode genannt wird.
Wenn es an einen Stromkreis angeschlossen wird, tritt im Inneren des Geräts ein Strom auf. Wenn sich die Polarität der Spannung ändert, verschwindet sie, und zwar unabhängig davon, wie heiß die Kathode ist. Durch Aufrechterh altung eines konstanten Wertes der Temperatur der beheizten Kathode war es möglich, eine direkte Beziehung zwischen der Anodenspannung und der Stromstärke herzustellen. Die erh altenen Ergebnisse wurden bei der Entwicklung elektronischer Vakuumgeräte verwendet.
Zum Beispiel ist eine Triode eine Vakuumröhre mit drei Elektroden: einer Anode, einer Glühkathode, einem Steuergitter.
Es waren Trioden, die Anfang des letzten Jahrhunderts zu den ersten Geräten wurden, die elektrische Signale verstärkten. Gegenwärtig sind Trioden durch Halbleitertransistoren ersetzt worden. Vakuumtrioden werden nur dort eingesetzt, wo es gilt, starke Signale mit wenigen aktiven Bauelementen umzuwandeln und Gewicht und Abmessungen vernachlässigt werden können.
Leistungsstarke Radioröhren sind in Bezug auf Effizienz und Zuverlässigkeit mit Transistoren vergleichbar, ihre Lebensdauer ist jedoch viel kürzer. Bei Trioden mit geringer Leistung geht die meiste Wärme in die verbrauchte Kaskadenleistung, manchmal erreicht ihr Wert 50%.
Tetroden sind eine elektronische Zweigitterlampe, die dazu bestimmt ist, die Leistung und Spannung von elektrischen Geräten zu erhöhenSignale. Diese Geräte haben im Vergleich zur Triode eine höhere Verstärkung. Solche Konstruktionsmerkmale ermöglichen die Verwendung von Tetroden zur Verstärkung niedriger Frequenzen in Fernsehern, Empfängern und anderen Funkgeräten.
Verbraucher verwenden aktiv Glühlampen, bei denen der Glühfadenkörper ein Wolframfaden oder -draht ist. Diese Geräte haben eine Leistung von 25 bis 100 W, ihre Lebensdauer beträgt 2500-3000 Stunden. Hersteller bieten Lampen mit unterschiedlichen Sockeln, Formen und Größen an, sodass Sie die Lampenoption unter Berücksichtigung der Eigenschaften des Beleuchtungsgeräts und der Raumfläche auswählen können.
