Орчин үеийн цахилгаан вакуум төхөөрөмжүүд нь Америкийн зохион бүтээгч Томас Эдисонтой холбоотой. Тэр бол цахилгаан чийдэнг ашиглан гэрэлтүүлгийн анхны амжилттай аргыг бүтээсэн.
Дэнлүүний түүх
Одоогоор цахилгаан эрчим хүч түүхэн бүх цаг үед байгаагүй гэдэгт итгэхэд бэрх. Анхны улайсдаг чийдэн XIX зууны төгсгөлд л гарч ирсэн. Эдисон нүүрстөрөгч, цагаан алт, хулсны утаснууд байрладаг гэрлийн чийдэнгийн загварыг боловсруулж чадсан. Энэ эрдэмтэн бол орчин үеийн цахилгаан чийдэнгийн "эцэг" гэж зүй ёсоор нэрлэгддэг. Тэрээр гэрлийн чийдэнгийн хэлхээг хялбарчилж, үйлдвэрлэлийн өртөгийг эрс бууруулсан. Үүний үр дүнд гудамжинд хий биш, харин цахилгаан гэрэлтүүлэг гарч, шинэ гэрэлтүүлгийн төхөөрөмжүүдийг Эдисон чийдэн гэж нэрлэж эхлэв. Томас шинэ бүтээлээ сайжруулахын тулд удаан хугацаанд ажилласан тул лаа ашиглах нь ашиггүй арга хэмжээ болсон.
Ажлын зарчим
Эдисоны улайсдаг чийдэн ямар төхөөрөмжтэй вэ? Төхөөрөмж бүр биетэй байдагутас, шилэн чийдэн, үндсэн контакт, электрод, суурь. Тэд тус бүр өөрийн гэсэн функциональ зорилготой.
Энэ төхөөрөмжийн мөн чанар нь дараах байдалтай байна. Халаалтын биеийг цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн урсгалаар хүчтэй халаахад цахилгаан энерги нь хөнгөн хэлбэрт хувирдаг.
Цацрагийг хүний нүдээр мэдрэхийн тулд хамгийн багадаа 580 хэмд хүрэх шаардлагатай.
Металлуудын дотроос вольфрам хамгийн өндөр хайлах цэгтэй тул халаах их биеийг эндээс хийдэг. Эзлэхүүнийг багасгахын тулд утсыг спираль хэлбэрээр байрлуулж эхлэв.
Гянт болд нь химийн өндөр эсэргүүцэлтэй хэдий ч зэврэлтээс хамгаалахын тулд судалтай биеийг өмнө нь агаарыг соруулж авсан битүүмжилсэн шилэн саванд хийнэ. Үүний оронд колбонд инертийн хий шахдаг бөгөөд энэ нь вольфрамын утсыг исэлдэлтийн урвалд оруулахаас сэргийлдэг. Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг инертийн хий бол аргон, заримдаа азот эсвэл криптон хэрэглэдэг.
Эдисоны шинэ бүтээлийн мөн чанар нь металыг удаан хугацаанд халаах явцад үүсэх ууршилтаас инертийн хийн үүсгэсэн даралтаар сэргийлдэгт оршино.
Чийдэнгийн онцлогууд
Том талбайг гэрэлтүүлэх зориулалттай нэлээн хэдэн өөр чийдэн бий. Эдисоны шинэ бүтээлийн онцлог нь гэрэлтүүлэгтэй хэсгийг харгалзан энэ төхөөрөмжийн хүчийг тохируулах чадвар юм.
Үйлдвэрлэгчид ашиглалтын хугацаа, хэмжээ, хүч зэргээрээ ялгаатай өөр өөр төрлийн чийдэнг санал болгодог. Эдгээр цахилгаан хэрэгслийн зарим төрлийг авч үзье.
Хамгийн түгээмэл вакуум хоолой бол LON юм. Эдгээр нь эрүүл ахуйн шаардлагад бүрэн нийцсэн бөгөөд үйлчилгээний хугацаа дунджаар 1000 цаг байна.
Ерөнхий зориулалтын чийдэнгийн дутагдалтай талуудаас бид үр ашиг багатайг онцолж байна. Цахилгаан энергийн 5 орчим хувь нь гэрэлд хувирч, үлдсэн хэсэг нь дулаан болж ялгардаг.
Гэрэлтүүлэг
Тэд том талбайг гэрэлтүүлэхэд зориулагдсан нэлээд өндөр чадалтай. Цахилгаан вакуум төхөөрөмжийг гурван бүлэгт хуваадаг:
- кино проекц;
- гэрэлт цамхаг;
- ерөнхий зориулалт.
Проекторын гэрлийн эх үүсвэр нь судалтай биеийн уртаараа ялгаатай бөгөөд энэ нь илүү авсаархан хэмжээтэй тул ерөнхий гэрэлтүүлгийг нэмэгдүүлэх, гэрлийн урсгалын фокусыг сайжруулах боломжийг олгодог.
Толь цахилгаан вакуум төхөөрөмж гэрэл тусгадаг хөнгөн цагаан давхаргатай, өөр чийдэнгийн загвартай.
Гэрэл дамжуулах зориулалттай тэр хэсэг нь царцсан шилээр хийгдсэн. Энэ нь гэрлийг зөөлөн болгож, янз бүрийн объектуудын тодосгогч сүүдрийг багасгах боломжийг олгоно. Ийм цахилгаан вакуум төхөөрөмжийг дотоод гэрэлтүүлэгт ашигладаг.
Галоген колбоны дотор бром эсвэл иодын нэгдлүүд байна. 3000 К хүртэл температурыг тэсвэрлэх чадвартай тул чийдэнгийн ашиглалтын хугацаа 2000 цаг орчим байдаг. Гэхдээ энэ цагаан гэрлийн эх үүсвэр нь бас сул талуудтай, жишээлбэл,галоген чийдэн, хөргөхөд бага цахилгаан эсэргүүцэлтэй.
Үндсэн параметрүүд
Эдисон улайсдаг чийдэнд вольфрамын судал нь янз бүрийн хэлбэртэй байна. Ийм төхөөрөмжийг тогтвортой ажиллуулахын тулд 220 В хүчдэл шаардагдана. Дунджаар түүний ашиглалтын хугацаа 3000-3500 цаг байна. Өнгөний температур 2700 К гэдгийг харгалзан үзвэл чийдэн нь дулаан цагаан эсвэл шар өнгийн спектрийг өгдөг. Одоогийн байдлаар чийдэнг янз бүрийн хэмжээтэй ултай (E14, E27) санал болгож байна. Хэрэв хүсвэл та үсний хавчаар, загасны яс, таазны лааны суурь эсвэл ханын гэрэлтүүлгийн хэрэгсэлд спираль хэлбэртэй чийдэнг авч болно.
Эдисоны шинэ бүтээлийг вольфрамын утаснуудын тоогоор тус тусад нь ангилдаг. Гэрэлтүүлгийн төхөөрөмжийн өртөг, хүч, ашиглалтын хугацаа нь энэ үзүүлэлтээс шууд хамаарна.
EVL үйл ажиллагааны зарчим
Термионы ялгаралт нь халсан улайсгасан биетээр вакуум эсвэл чийдэнгийн дотор үүссэн идэвхгүй орчинд электрон ялгарахаас бүрдэнэ. Электронуудын урсгалыг хянахын тулд соронзон эсвэл цахилгаан орон ашигладаг.
Термион ялгаруулалт нь электрон урсгалын эерэг чанарыг бодитоор ашиглах боломжийг олгодог - янз бүрийн давтамжийн цахилгаан чичиргээ үүсгэх, нэмэгдүүлэх.
Радио хоолойн онцлог
Цахилгаан вакуум диод нь радиотехникийн үндэс юм. Дэнлүүний загвар нь хоёр электрод (катод ба анод), тортой. Катод нь ялгаруулалтыг хангадаг бөгөөд үүний тулд вольфрамын давхарга нь бари эсвэл ториар бүрхэгдсэн байдаг. Анодыг никель, молибден, бал чулуун хавтан хэлбэрээр хийдэг. цэвэрэлектродуудын хоорондох тусгаарлагч юм. Ажлын шингэнийг халаахад вакуум дахь хөдөлгөөнт хэсгүүдээс хүчтэй цахилгаан гүйдэл үүсдэг. Энэ төрлийн цахилгаан вакуум төхөөрөмжүүд нь радио инженерийн үндэс суурийг бүрдүүлдэг. Өнгөрсөн зууны хоёрдугаар хагаст вакуум хоолойг техник, радио электроникийн үйлдвэрлэлийн янз бүрийн салбарт ашигласан.
Тэдгүйгээр радио, телевизор, тусгай төхөөрөмж, компьютер үйлдвэрлэх боломжгүй байсан.
Хэрэглэх талбар
Нарийвчилсан багаж хэрэгсэл, радио электроник хөгжихийн хэрээр эдгээр чийдэн нь хамааралгүй болж, өргөн цар хүрээтэй ашиглахаа больсон.
Гэхдээ одоо ч гэсэн EVL шаарддаг ийм үйлдвэрлэлийн бүсүүд байдаг, учир нь зөвхөн вакуум чийдэн нь тодорхой орчинд, заасан параметрийн дагуу төхөөрөмжийн ажиллагааг хангах чадвартай.
EVL нь цахилгаан соронзон импульсийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдгээрээ ялгардаг вакуум хоолой учраас цэрэг-аж үйлдвэрийн цогцолборт онцгой анхаарал хандуулдаг.
Нэг цэргийн аппарат зуу хүртэлх EVL агуулж болно. Ихэнх хагас дамжуулагч материал болох REC нь цацраг ихсэх үед, мөн байгалийн вакуум нөхцөлд (сансарт) ажиллах боломжгүй.
EVL нь хиймэл дагуул болон сансрын пуужингийн найдвартай, бат бөх чанарыг сайжруулахад тусалдаг.
Дүгнэлт
Цахилгаан соронзон энергийг үүсгэх, өсгөх, хувиргах боломжийг олгодог цахилгаан вакуум төхөөрөмжид ажлын орон зай агаараас бүрэн чөлөөлөгдөнө.агаар мандлаас нэвтэршгүй бүрхүүлээр хамгаалагдсан.
Термионы ялгаралтыг нээсэн нь вакуум диод гэж нэрлэгддэг хоёр электродтой энгийн чийдэнг бүтээхэд хувь нэмэр оруулсан.
Цахилгааны хэлхээнд холбогдсон үед төхөөрөмж дотор гүйдэл гарч ирдэг. Хүчдэлийн туйл өөрчлөгдөхөд катод хичнээн халуун байсан ч алга болдог. Халаасан катодын температурын тогтмол утгыг хадгалснаар анодын хүчдэл ба гүйдлийн хүч хоорондын шууд хамаарлыг тогтоох боломжтой болсон. Хүлээн авсан үр дүнг электрон вакуум төхөөрөмж боловсруулахад ашигласан.
Жишээ нь, триод нь анод, термион катод, хяналтын сүлжээ гэсэн гурван электродтой вакуум хоолой юм.
Өнгөрсөн зууны эхээр цахилгаан дохиог өсгөхөд ашигласан анхны төхөөрөмж нь триодууд байв. Одоогийн байдлаар триодуудыг хагас дамжуулагч транзистороор сольсон. Вакуум триодыг зөвхөн цөөн тооны идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй хүчирхэг дохиог хувиргах шаардлагатай газруудад ашигладаг бөгөөд жин, хэмжээсийг үл тоомсорлож болно.
Хүчирхэг радио хоолой нь үр ашиг, найдвартай байдлын хувьд транзистортой харьцуулах боломжтой боловч ашиглалтын хугацаа нь хамаагүй богино байдаг. Бага чадлын триодуудад дулааны ихэнх хэсэг нь хэрэглэсэн цахилгаан эрчим хүч рүү ордог бөгөөд заримдаа түүний утга 50% хүрдэг.
Тетрод нь цахилгааны хүч болон хүчдэлийг нэмэгдүүлэх зориулалттай хоёр сүлжээтэй электрон чийдэн юм.дохио. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь триодтой харьцуулахад илүү өндөр ашиг тустай байдаг. Ийм дизайны онцлог нь телевиз, хүлээн авагч болон бусад радио төхөөрөмжид бага давтамжийг нэмэгдүүлэхийн тулд тетродыг ашиглах боломжтой болгодог.
Хэрэглэгчид улайсдаг чийдэнг идэвхтэй ашигладаг бөгөөд судалтай хэсэг нь вольфрамын судал эсвэл утас юм. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь 25-100 Вт чадалтай, үйлчилгээний хугацаа нь 2500-3000 цаг байна. Үйлдвэрлэгчид янз бүрийн суурь, хэлбэр, хэмжээтэй чийдэнг санал болгодог тул гэрэлтүүлгийн төхөөрөмжийн шинж чанар, өрөөний талбайг харгалзан чийдэнгийн сонголтыг сонгох боломжтой.
