מכשירי אלקטרו-וואקום מודרניים חייבים את הופעתם לממציא האמריקאי תומס אדיסון. הוא זה שפיתח את הדרך המוצלחת הראשונה לתאורה, באמצעות נורה חשמלית לשם כך.
ההיסטוריה של המנורה
כיום, קשה להאמין שחשמל לא היה קיים בכל התקופות ההיסטוריות. נורות הליבון הראשונות הופיעו רק בסוף המאה התשע עשרה. אדיסון הצליח לפתח דגם של נורה, שבה נמצאו חוטי פחמן, פלטינה ובמבוק. זה המדען הזה שנקרא בצדק "האב" של המנורה החשמלית המודרנית. הוא פישט את מעגל הנורה, הפחית משמעותית את עלות הייצור. כתוצאה מכך, לא גז, אלא תאורה חשמלית הופיעה ברחובות, והתקני תאורה חדשים החלו להיקרא מנורות אדיסון. תומס עבד על שיפור המצאתו במשך זמן רב, כתוצאה מכך, השימוש בנרות הפך לאמצעי לא משתלם.
עקרון העבודה
איזה מכשיר יש לנורות הליבון של אדיסון? לכל מכשיר יש גוףנימה, נורת זכוכית, מגע ראשי, אלקטרודות, בסיס. לכל אחד מהם יש מטרה פונקציונלית משלו.
מהות המכשיר הזה היא כדלקמן. כאשר גוף החימום מחומם חזק על ידי זרם של חלקיקים טעונים, אנרגיה חשמלית מומרת לצורת אור.
כדי שהקרינה תיקלט בעין האנושית, יש צורך להגיע לטמפרטורה של 580 מעלות לפחות.
בין המתכות, לטונגסטן יש את נקודת ההיתוך הגבוהה ביותר, כך שממנה נוצר גוף החימום. כדי להפחית את הווליום, החלו להניח את החוט בצורה של ספירלה.
למרות העמידות הכימית הגבוהה של טונגסטן, להגנתו המקסימלית מפני תהליך הקורוזיה, גוף הלהט ממוקם בכלי זכוכית אטום, שממנו נשאב בעבר אוויר. במקום זאת, גז אינרטי נשאב לתוך הבקבוק, המונע מחוט הטונגסטן להיכנס לתגובות חמצון. הגז האינרטי הנפוץ ביותר הוא ארגון, לפעמים נעשה שימוש בחנקן או קריפטון.
מהות ההמצאה של אדיסון היא שהאידוי המתרחש במהלך חימום ממושך של המתכת נמנע על ידי הלחץ שנוצר על ידי גז אינרטי.
תכונות מנורה
ישנן לא מעט מנורות שונות שנועדו להאיר שטח גדול. תכונה של ההמצאה של אדיסון היא היכולת להתאים את העוצמה של המכשיר הזה, תוך התחשבות באזור המואר.
יצרנים מציעים סוגים שונים של מנורות, הנבדלים בחיי שירות, גודל, הספק.בואו נתעכב על כמה סוגים של מכשירי חשמל אלה.
שפופרות הוואקום הנפוצות ביותר הן LON. הם היגייניים לחלוטין ויש להם חיי שירות ממוצעים של 1000 שעות.
בין החסרונות של מנורות לשימוש כללי, אנו מדגישים את היעילות הנמוכה. כ-5 אחוזים מהאנרגיה החשמלית מומרים לאור, השאר משתחרר כחום.
זרקורים
יש להם עוצמה גבוהה למדי, שנועדה להאיר שטחים גדולים. מכשירי אלקטרו-וואקום מחולקים לשלוש קבוצות:
- הקרנת סרט;
- מגדלורים;
- מטרה כללית.
מקור האור של המקרן שונה באורך גוף הלהט, יש לו גודל קומפקטי יותר, המאפשר להגדיל את הבהירות הכללית, לשפר את המיקוד של זרם האור.
התקני אלקטרו-וואקום במראה הם בעלי שכבת אלומיניום רפלקטיבית, עיצוב שונה של נורה.
החלק הזה שלו, שנועד להוליך אור, עשוי מזכוכית חלבית. זה מאפשר לך להפוך את האור לרך, להפחית צללים מנוגדים מאובייקטים שונים. מכשירי אלקטרו ואקום כאלה משמשים לתאורה פנימית.
בתוך בקבוק ההלוגן יש תרכובות של ברום או יוד. בשל יכולתם לעמוד בטמפרטורות של עד 3000 K, חיי השירות של המנורות הם כ 2000 שעות. אבל למקור האור הלבן הזה יש גם חסרונות, למשל,מנורת הלוגן, בעלת התנגדות חשמלית נמוכה בקירור.
פרמטרים עיקריים
במנורת ליבון של אדיסון, חוט הטונגסטן מסודר בצורות שונות. לפעולה יציבה של מכשיר כזה, נדרש מתח של 220 V. בממוצע, חיי השירות שלו הם בין 3000 ל 3500 שעות. בהתחשב שטמפרטורת הצבע היא 2700 K, המנורה מספקת ספקטרום לבן או צהוב חם. נכון לעכשיו, מנורות מוצעות עם גדלים שונים של שקעים (E14, E27). אם תרצה, תוכל להרים מנורה בצורת סיכת ראש, אדרה, ספירלה בנברשת תקרה או גוף תאורה לקיר.
המצאתו של אדיסון מחולקת למחלקות נפרדות לפי מספר חוטי הטונגסטן. עלות גוף התאורה, עוצמתו וחיי השירות תלויים ישירות במדד זה.
עקרון הפעולה של EVL
פליטה תרמית מורכבת מפליטת אלקטרונים על ידי גוף ליבון מחומם לתוך ואקום או תווך אינרטי שנוצר בתוך הנורה. כדי לשלוט בזרימת האלקטרונים, נעשה שימוש בשדה מגנטי או חשמלי.
פליטה תרמית מאפשרת לך להשתמש באופן מעשי באיכויות החיוביות של זרימת האלקטרונים - כדי ליצור, להגביר רעידות חשמליות בתדרים שונים.
תכונות של צינורות רדיו
דיודת אלקטרו-וואקום היא הבסיס להנדסת רדיו. לעיצוב המנורה יש שתי אלקטרודות (קתודה ואנודה), רשת. הקתודה מספקת פליטה, לשם כך שכבת הטונגסטן מכוסה בריום או תוריום. האנודה עשויה בצורה של לוחית ניקל, מוליבדן, גרפיט. נֶטוֹהוא המפריד בין האלקטרודות. כאשר נוזל העבודה מחומם, נוצר זרם חשמלי רב עוצמה מחלקיקים הנעים בוואקום. מכשירי אלקטרו-וואקום מסוג זה מהווים את הבסיס להנדסת רדיו. במחצית השנייה של המאה הקודמת, צינורות ואקום שימשו בתחומים שונים של התעשייה הטכנית, הרדיו-אלקטרונית.
בלעדיהם אי אפשר היה לייצר מכשירי רדיו, טלוויזיות, ציוד מיוחד, מחשבים.
אזורי יישום
עם הפיתוח של מכשור מדויק, אלקטרוניקה לרדיו, מנורות אלו איבדו את הרלוונטיות שלהן, הפסיקו לשמש בקנה מידה גדול.
אבל גם עכשיו יש אזורי תעשייה כאלה שדורשים EVL, כי רק מנורת ואקום מסוגלת להבטיח ביצועים של מכשירים לפי הפרמטרים שצוינו, בסביבה מסוימת.
EVL מעניינים במיוחד את המתחם הצבאי-תעשייתי, מכיוון שצינורות ואקום הם הנבדלים בהתנגדות מוגברת לדחפים אלקטרומגנטיים.
מנגנון צבאי אחד יכול להכיל עד מאה EVL. רוב החומרים המוליכים למחצה, REC לא יכול לתפקד עם קרינה מוגברת, כמו גם בתנאי ואקום טבעיים (בחלל).
EVL עוזרים לשפר את האמינות והעמידות של לוויינים ורקטות חלל.
מסקנה
במכשירי אלקטרו-וואקום המאפשרים יצירה, הגברה, המרת אנרגיה אלקטרומגנטית, חלל העבודה משוחרר לחלוטין מאוויר,מוגן מהאטמוספירה על ידי פגז בלתי חדיר.
גילוי הפליטה התרמיונית תרם ליצירת מנורה פשוטה בעלת שתי אלקטרודות הנקראת דיודת ואקום.
כאשר הוא מחובר למעגל חשמלי, זרם מופיע בתוך המכשיר. כאשר הקוטביות של המתח משתנה, הוא נעלם, ולא משנה כמה הקתודה חמה. על ידי שמירה על ערך קבוע של הטמפרטורה של הקתודה המחוממת, ניתן היה ליצור קשר ישיר בין מתח האנודה לחוזק הזרם. התוצאות שהתקבלו שימשו בפיתוח מכשירי ואקום אלקטרוניים.
לדוגמה, טריודה היא צינור ואקום עם שלוש אלקטרודות: אנודה, קתודה תרמיונית, רשת בקרה.
הטריודות היו אלה שהפכו למכשירים הראשונים ששימשו להגברת אותות חשמליים בתחילת המאה הקודמת. נכון לעכשיו, טריודות הוחלפו בטרנזיסטורים מוליכים למחצה. טריודות ואקום משמשות רק באותם אזורים שבהם יש צורך להמיר אותות חזקים עם מספר קטן של רכיבים פעילים, וניתן להזניח משקל וממדים.
צינורות רדיו חזקים דומים לטרנזיסטורים מבחינת יעילות, אמינות, אבל חיי השירות שלהם קצרים בהרבה. בטריודות בעלות הספק נמוך, רוב החום נכנס להספק המפל הנצרך, לפעמים ערכו מגיע ל-50%.
Tetrodes הם מנורה אלקטרונית דו-רשתית, שנועדה להגביר את ההספק והמתח של חשמלאותות. למכשירים אלו יש רווח גבוה יותר בהשוואה לטריודה. תכונות עיצוב כאלה מאפשרות להשתמש בטטרודים כדי להגביר תדרים נמוכים בטלוויזיות, מקלטים וציוד רדיו אחר.
צרכנים משתמשים באופן פעיל במנורות ליבון, שבהן גוף החוט הוא חוט או חוט טונגסטן. למכשירים אלה הספק של 25 עד 100 W, חיי השירות שלהם הם 2500-3000 שעות. היצרנים מציעים מנורות עם בסיס, צורות, גדלים שונים, כך שתוכל לבחור את אפשרות המנורה, תוך התחשבות במאפיינים של מכשיר התאורה, בשטח החדר.
