I moderni dispositivi per elettrovuoto devono il loro aspetto all'inventore americano Thomas Edison. È stato lui a sviluppare il primo modo di illuminare con successo, utilizzando una lampadina elettrica per questo.
La storia della lampada
Attualmente, è difficile credere che l'elettricità non sia esistita in tutti i periodi storici. Le prime lampadine a incandescenza apparvero solo alla fine dell'ottocento. Edison è riuscita a sviluppare un modello di lampadina, in cui si trovavano filamenti di carbonio, platino e bambù. È questo scienziato che è giustamente chiamato il "padre" della moderna lampada elettrica. Semplificò il circuito delle lampadine, ridusse notevolmente i costi di produzione. Di conseguenza, per le strade non apparve l'illuminazione a gas, ma elettrica e i nuovi dispositivi di illuminazione iniziarono a essere chiamati lampade Edison. Thomas ha lavorato a lungo per migliorare la sua invenzione, di conseguenza, l'uso delle candele è diventato una misura non redditizia.
Principio di funzionamento
Che dispositivo hanno le lampadine a incandescenza Edison? Ogni dispositivo ha un corpofilamento, bulbo di vetro, contatto principale, elettrodi, base. Ognuno di essi ha il proprio scopo funzionale.
L'essenza di questo dispositivo è la seguente. Quando il corpo riscaldante è fortemente riscaldato da un flusso di particelle cariche, l'energia elettrica viene convertita in una forma leggera.
Affinché la radiazione possa essere percepita dall'occhio umano, è necessario raggiungere una temperatura di almeno 580 gradi.
Tra i metalli, il tungsteno ha il punto di fusione più alto, quindi è da esso che viene formato il corpo riscaldante. Per ridurre il volume, il filo iniziò a essere posizionato a forma di spirale.
Nonostante l'elevata resistenza chimica del tungsteno, per la sua massima protezione contro il processo di corrosione, il corpo del filamento è posto in un recipiente di vetro sigillato, dal quale è stata preventivamente espulsa l'aria. Al contrario, nel pallone viene pompato un gas inerte, che impedisce al filo di tungsteno di entrare in reazioni di ossidazione. Il gas inerte più comunemente usato è l'argon, a volte viene utilizzato azoto o krypton.
L'essenza dell'invenzione di Edison è che l'evaporazione che si verifica durante il riscaldamento prolungato del metallo è impedita dalla pressione creata da un gas inerte.
Caratteristiche della lampada
Ci sono diverse lampade progettate per illuminare una vasta area. Una caratteristica dell'invenzione di Edison è la possibilità di regolare la potenza di questo dispositivo, tenendo conto dell'area illuminata.
I produttori offrono diversi tipi di lampade, che differiscono per durata, dimensioni e potenza. Soffermiamoci su alcuni tipi di questi apparecchi elettrici.
Le valvole a vuoto più comuni sono LON. Sono completamente igienici e hanno una durata media di 1000 ore.
Tra i difetti delle lampade per uso generale, si evidenzia la bassa efficienza. Circa il 5 percento dell'energia elettrica viene convertito in luce, il resto viene rilasciato sotto forma di calore.
Spotlight
Hanno una potenza abbastanza elevata, studiate per illuminare grandi aree. I dispositivi per elettrovuoto sono divisi in tre gruppi:
- proiezione di film;
- fari;
- uso generico.
La sorgente luminosa del proiettore differisce nella lunghezza del corpo del filamento, ha una dimensione più compatta, che consente di aumentare la luminosità complessiva, migliorare la messa a fuoco del flusso luminoso.
I dispositivi di elettrovuoto a specchio hanno uno strato di alluminio riflettente, un diverso design della lampadina.
Quella parte di esso, progettata per condurre la luce, è fatta di vetro smerigliato. Ciò ti consente di rendere la luce morbida, ridurre le ombre contrastanti di vari oggetti. Tali dispositivi elettrovuoto sono utilizzati per l'illuminazione interna.
All'interno del pallone dell'alogeno ci sono composti di bromo o iodio. Grazie alla loro capacità di resistere a temperature fino a 3000 K, la durata delle lampade è di circa 2000 ore. Ma questa sorgente di luce bianca ha anche i suoi svantaggi, ad esempiolampada alogena, ha una bassa resistenza elettrica una volta raffreddata.
Parametri principali
In una lampada a incandescenza Edison, il filamento di tungsteno è disposto in forme diverse. Per un funzionamento stabile di un tale dispositivo è necessaria una tensione di 220 V. In media, la sua durata è compresa tra 3000 e 3500 ore. Considerando che la temperatura di colore è di 2700 K, la lampada fornisce uno spettro bianco caldo o giallo. Attualmente, le lampade sono offerte con diverse dimensioni di zoccoli (E14, E27). Se lo desideri, puoi prendere una lampada a forma di forcina, a spina di pesce, a spirale in un lampadario a soffitto o in un apparecchio di illuminazione a parete.
L'invenzione di Edison è divisa in classi separate in base al numero di filamenti di tungsteno. Il costo dell'apparecchio di illuminazione, la sua potenza e la durata di servizio dipendono direttamente da questo indicatore.
Principio di funzionamento EVL
L'emissione termoionica consiste nell'emissione di elettroni da parte di un corpo incandescente riscaldato nel vuoto o in un mezzo inerte creato all'interno del bulbo. Per controllare il flusso di elettroni, viene utilizzato un campo magnetico o elettrico.
L'emissione termoionica ti consente di utilizzare praticamente le qualità positive del flusso di elettroni - per generare, amplificare vibrazioni elettriche di varie frequenze.
Caratteristiche dei tubi radio
Il diodo elettrovuoto è la base dell'ingegneria radio. Il design della lampada ha due elettrodi (catodo e anodo), una griglia. Il catodo fornisce l'emissione, per questo lo strato di tungsteno è ricoperto di bario o torio. L'anodo è costituito da una lastra di nichel, molibdeno e grafite. Reteè il separatore tra gli elettrodi. Quando il fluido di lavoro viene riscaldato, viene creata una potente corrente elettrica dalle particelle in movimento nel vuoto. I dispositivi elettrovuoto di questo tipo costituiscono la base dell'ingegneria radio. Nella seconda metà del secolo scorso, i tubi a vuoto sono stati utilizzati in vari campi dell'industria tecnica e radioelettronica.
Senza di loro era impossibile produrre radio, televisori, apparecchiature speciali, computer.
Aree di applicazione
Con lo sviluppo della strumentazione di precisione e dell'elettronica radio, queste lampade hanno perso la loro rilevanza, cessato di essere utilizzate su larga scala.
Ma anche adesso ci sono aree industriali del genere che richiedono EVL, perché solo una lampada a vuoto è in grado di garantire le prestazioni dei dispositivi secondo i parametri specificati, in un determinato ambiente.
EVL sono di particolare interesse per il complesso militare-industriale, poiché sono le valvole a vuoto che si distinguono per una maggiore resistenza agli impulsi elettromagnetici.
Un apparato militare può contenere fino a cento EVL. La maggior parte dei materiali semiconduttori, REC non può funzionare con una maggiore radiazione, così come in condizioni di vuoto naturale (nello spazio).
EVL aiuta a migliorare l'affidabilità e la durata di satelliti e razzi spaziali.
Conclusione
Nei dispositivi a elettrovuoto che consentono di generare, amplificare, convertire energia elettromagnetica, lo spazio di lavoro è completamente liberato dall'aria,protetto dall'atmosfera da un guscio impenetrabile.
La scoperta dell'emissione termoionica ha contribuito alla creazione di una semplice lampada a due elettrodi chiamata diodo a vuoto.
Quando è collegato a un circuito elettrico, all'interno del dispositivo appare una corrente. Quando la polarità della tensione cambia, scompare e non importa quanto sia caldo il catodo. Mantenendo un valore costante della temperatura del catodo riscaldato, è stato possibile stabilire una relazione diretta tra la tensione anodica e l'intensità della corrente. I risultati ottenuti sono stati utilizzati nello sviluppo di dispositivi elettronici per il vuoto.
Ad esempio, un triodo è un tubo a vuoto con tre elettrodi: un anodo, un catodo termoionico, una griglia di controllo.
Sono stati i triodi a diventare i primi dispositivi utilizzati per amplificare i segnali elettrici all'inizio del secolo scorso. Attualmente, i triodi sono stati sostituiti da transistor a semiconduttore. I triodi sottovuoto vengono utilizzati solo in quelle aree in cui è necessario convertire segnali potenti con un numero ridotto di componenti attivi, e peso e dimensioni possono essere trascurati.
Le potenti valvole radio sono paragonabili ai transistor in termini di efficienza, affidabilità, ma la loro durata è molto più breve. Nei triodi a bassa potenza, la maggior parte del calore va nella potenza in cascata consumata, a volte il suo valore raggiunge il 50%.
I Tetrodes sono una lampada elettronica a doppia griglia, progettata per aumentare la potenza e la tensione disegnali. Questi dispositivi hanno un guadagno maggiore rispetto al triodo. Tali caratteristiche di progettazione consentono di utilizzare i tetrodi per amplificare le basse frequenze in televisori, ricevitori e altre apparecchiature radio.
I consumatori utilizzano attivamente lampade a incandescenza, in cui il corpo del filamento è un filamento o filo di tungsteno. Questi dispositivi hanno una potenza da 25 a 100 W, la loro durata è di 2500-3000 ore. I produttori offrono lampade con basi, forme e dimensioni diverse, quindi puoi scegliere l'opzione della lampada, tenendo conto delle caratteristiche del dispositivo di illuminazione, dell'area della stanza.
