इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण: संचालन का सिद्धांत, उदाहरण। थॉमस एडिसन के गरमागरम प्रकाश बल्ब

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण व्यापक हो गए हैं। इन उपकरणों की मदद से, एक प्रकार की विद्युत ऊर्जा को दूसरे प्रकार की विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करना संभव है, जो वर्तमान या वोल्टेज के आकार, परिमाण और आवृत्ति में भिन्न होती है, साथ ही विकिरण ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में और इसके विपरीत।

मदद से इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणगोरेक्लामा वोरोनिश का प्रेस वॉल जन्मदिन।

विभिन्न विद्युत, प्रकाश और अन्य मात्राओं को सुचारू रूप से या चरणों में, उच्च या निम्न गति पर और विनियमन प्रक्रिया के लिए कम ऊर्जा खपत के साथ विनियमित करना संभव है, यानी दक्षता में उल्लेखनीय कमी के बिना, विनियमन और नियंत्रण के कई अन्य तरीकों की विशेषता .

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों के इन फायदों के कारण विभिन्न विद्युत धाराओं के सुधार, प्रवर्धन, उत्पादन और आवृत्ति रूपांतरण, विद्युत और गैर-विद्युत घटनाओं की ऑसिलोग्राफी, स्वचालित नियंत्रण और विनियमन, टेलीविजन छवियों के प्रसारण और स्वागत के लिए उनका उपयोग किया गया है। विभिन्न मापऔर अन्य प्रक्रियाएँ।

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण ऐसे उपकरण होते हैं जिनमें गैस-टाइट शेल द्वारा अलग किए गए कार्य स्थान में उच्च स्तर का वैक्यूम होता है या एक विशेष माध्यम (वाष्प या गैसों) से भरा होता है और जिसकी क्रिया विद्युत घटना के उपयोग पर आधारित होती है एक निर्वात या गैस.

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों को इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में विभाजित किया जाता है, जिसमें एक विशुद्ध रूप से इलेक्ट्रॉनिक करंट वैक्यूम में गुजरता है, और आयनिक डिवाइस (गैस डिस्चार्ज), जो गैस या वाष्प में विद्युत डिस्चार्ज की विशेषता होती है।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, आयनीकरण व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है, और यदि थोड़ी सीमा तक देखा जाए, तो इन उपकरणों के संचालन पर इसका कोई ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं पड़ता है। इन उपकरणों में गैस विरलन का अनुमान 10-6 मिमी एचजी से कम के अवशिष्ट गैस दबाव पर लगाया जाता है। कला., उच्च निर्वात की विशेषता.

आयन उपकरणों में अवशिष्ट गैसों का दबाव 10-3 मिमी एचजी होता है। कला। और उच्चा। इस दबाव में, गतिमान इलेक्ट्रॉनों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा गैस अणुओं से टकराता है, जिससे आयनीकरण होता है, और इसलिए, इन उपकरणों में प्रक्रियाएं इलेक्ट्रॉन-आयनिक होती हैं।

कंडक्टर (डिस्चार्ज-मुक्त) विद्युत वैक्यूम उपकरणों का संचालन दुर्लभ गैस में स्थित ठोस या तरल कंडक्टरों में विद्युत प्रवाह से जुड़ी घटनाओं के उपयोग पर आधारित है। इन उपकरणों में गैस या वैक्यूम में कोई विद्युत निर्वहन नहीं होता है।

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों को विभिन्न मानदंडों के अनुसार विभाजित किया गया है। एक विशेष समूह में वैक्यूम ट्यूब होते हैं, यानी विद्युत मात्रा के विभिन्न परिवर्तनों के लिए डिज़ाइन किए गए इलेक्ट्रॉनिक उपकरण। ये लैंप, अपने उद्देश्य के अनुसार, जनरेटर, एम्पलीफायर, रेक्टिफायर, फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर, डिटेक्टर, मापने वाले लैंप आदि हैं। उनमें से अधिकांश को निरंतर मोड में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन लैंप स्पंदित मोड के लिए भी तैयार किए जाते हैं। वे विद्युत आवेग, यानी अल्पकालिक धाराएं बनाते हैं, बशर्ते कि आवेगों की अवधि आवेगों के बीच के अंतराल से बहुत कम हो।

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों को कई अन्य मानदंडों के अनुसार भी वर्गीकृत किया जाता है: कैथोड के प्रकार (गर्म या ठंडा) द्वारा, सिलेंडर के डिजाइन (कांच, धातु, सिरेमिक या संयुक्त) द्वारा, शीतलन के प्रकार द्वारा (प्राकृतिक, यानी उज्ज्वल, मजबूर) हवा पानी)।

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इलेक्ट्रोवैक्यूम डिवाइस (ईवीडी) का उपयोग करके, विद्युत मात्रा, जैसे कि वर्तमान या वोल्टेज, को आकार, मूल्य और आवृत्ति के साथ-साथ विकिरण ऊर्जा और इसके विपरीत में परिवर्तित करना संभव है। किसी ऑप्टिकल छवि का जटिल परिवर्तन करना संभव है बिजलीविशेष आकार या इसके विपरीत (टेलीविजन और ऑसिलोस्कोप ट्यूबों में)। विद्युत, प्रकाश और अन्य मात्राओं को सुचारू रूप से या चरणों में उच्च या निम्न गति पर और विनियमन प्रक्रिया के लिए कम ऊर्जा खपत के साथ, यानी दक्षता में महत्वपूर्ण कमी के बिना विनियमित करना संभव है। ईवीपी की कम जड़ता विशेषता उन्हें शून्य से 1012 हर्ट्ज तक की विशाल आवृत्ति रेंज में उपयोग करने की अनुमति देती है।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के इन फायदों के कारण उनका उपयोग सुधार, प्रवर्धन, उत्पादन, आवृत्ति रूपांतरण, विद्युत और गैर-विद्युत घटनाओं की ऑसिलोग्राफी, स्वचालित नियंत्रण और विनियमन, टेलीविजन छवियों के प्रसारण और स्वागत, विभिन्न माप और अन्य प्रक्रियाओं के लिए किया जाता है।

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण वे उपकरण होते हैं जिनमें गैस-टाइट शेल द्वारा अलग किए गए कार्य स्थान में उच्च स्तर का वैक्यूम होता है या एक विशेष माध्यम (वाष्प या गैसों) से भरा होता है और जिसकी क्रिया विद्युत घटना के उपयोग पर आधारित होती है एक निर्वात या गैस.

वैक्यूम को वायुमंडलीय से नीचे के दबाव पर, विशेष रूप से हवा में, गैस की स्थिति के रूप में समझा जाना चाहिए। ईवीपी के संबंध में, "वैक्यूम" की अवधारणा को इलेक्ट्रॉनों की गति की प्रकृति के आधार पर परिभाषित किया गया है। यदि इलेक्ट्रॉन गैस को बाहर निकालने के बाद बचे अणुओं से टकराए बिना, अंतरिक्ष में स्वतंत्र रूप से घूमते हैं, तो वे वैक्यूम की बात करते हैं। और यदि इलेक्ट्रॉन गैस के अणुओं से टकराते हैं, तो हमें केवल दुर्लभ गैस के बारे में बात करनी चाहिए।

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों को इलेक्ट्रॉनिक में विभाजित किया जाता है, जिसमें एक विशुद्ध रूप से इलेक्ट्रॉनिक करंट वैक्यूम में गुजरता है, और आयनिक (गैस-डिस्चार्ज), जो गैस (या वाष्प) में विद्युत निर्वहन की विशेषता है।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, आयनीकरण व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है, और दबाव द्वारा गैस का विरलन होता है 100 μPa से कम, उच्च वैक्यूम की विशेषता।

आयन उपकरणों में दबाव 133*10 -3 Pa और अधिक होता है। इस मामले में, गतिमान इलेक्ट्रॉनों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा गैस अणुओं से टकराता है और उन्हें आयनित करता है।

प्रवाहकीय (डिस्चार्ज-मुक्त) ईवीपी का एक और समूह है। उनकी क्रिया डिस्चार्ज गैस में स्थित ठोस या तरल कंडक्टरों में विद्युत प्रवाह से जुड़ी घटनाओं के उपयोग पर आधारित है। इन उपकरणों में बिजली का आवेशगैस या निर्वात में नहीं. इनमें तापदीप्त लैंप, करंट स्टेबलाइजर्स, वैक्यूम कैपेसिटर आदि शामिल हैं।

ईवीपी के एक विशेष समूह में विभिन्न उद्देश्यों के लिए इलेक्ट्रॉनिक ट्यूब शामिल हैंविद्युत मात्राओं का परिवर्तन. ये लैंप जनरेटर, एम्पलीफायर, रेक्टिफायर, फ्रीक्वेंसी कनवर्टर, डिटेक्टर, मापने आदि हैं।

ऑपरेटिंग आवृत्तियों के आधार पर, वैक्यूम ट्यूबों को कम-आवृत्ति में विभाजित किया जाता है, उच्च-आवृत्ति और अति-उच्च-आवृत्ति।

सभी ईवीपी में, इलेक्ट्रॉन प्रवाह को विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र से प्रभावित करके नियंत्रित किया जा सकता है। इलेक्ट्रॉनिक ट्यूब जिनमें दो इलेक्ट्रोड होते हैं - एक कैथोड और एक एनोड - डायोड कहलाते हैं। बिजली आपूर्ति में प्रत्यावर्ती धारा को सुधारने के लिए डायोड को केनोट्रॉन कहा जाता है। जिन लैंपों में ग्रिड के रूप में नियंत्रण इलेक्ट्रोड होते हैं, वे तीन से आठ तक इलेक्ट्रोड की संख्या के साथ आते हैं और क्रमशः कहलाते हैं: ट्रायोड, टेट्रोड, पेंटोड, हेक्सोड, हेप्टोड और ऑक्टोड। इस मामले में, दो या दो से अधिक ग्रिड वाले लैंप को मल्टी-इलेक्ट्रोड लैंप के समूह में वर्गीकृत किया जाता है। यदि लैंप में स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन प्रवाह के साथ इलेक्ट्रोड की कई प्रणालियाँ होती हैं, तो इसे संयुक्त (डबल, डायोड, डबल ट्रायोड, ट्रायोड-पेंटोड, डबल डायोड-पेंटोड, आदि) कहा जाता है।

मुख्य आयन उपकरण थायरट्रॉन, जेनर डायोड, साइन इंडिकेशन वाले लैंप, मरकरी वाल्व (नियंत्रित और अनियंत्रित), आयन अरेस्टर आदि हैं।

एक बड़े समूह में कैथोड किरण उपकरण शामिल हैं, जिनमें पिक्चर ट्यूब (टेलीविजन प्राप्त करने वाली ट्यूब), ट्रांसमिटिंग टेलीविजन ट्यूब, ऑसिलोग्राफिक और स्टोरेज ट्यूब, इलेक्ट्रॉन-ऑप्टिकल इमेज कन्वर्टर, कैथोड रे स्विच, रडार और हाइड्रोकॉस्टिक स्टेशनों के संकेतक ट्यूब आदि शामिल हैं।

फोटोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के समूह में इलेक्ट्रोवैक्यूम फोटोकल्स (इलेक्ट्रॉनिक और आयनिक) और फोटोइलेक्ट्रॉनिक मल्टीप्लायर शामिल हैं। विद्युत प्रकाश उपकरणों में गरमागरम लैंप, गैस-डिस्चार्ज प्रकाश स्रोत और फ्लोरोसेंट लैंप शामिल हैं।

एक विशेष स्थान पर एक्स-रे ट्यूब, प्राथमिक कणों के काउंटर और अन्य विशेष उपकरणों का कब्जा है।

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों को अन्य मानदंडों के अनुसार भी वर्गीकृत किया जाता है: कैथोड के प्रकार (गर्म या ठंडा), सिलेंडर की सामग्री और डिजाइन (कांच, धातु, सिरेमिक, संयुक्त) द्वारा, शीतलन के प्रकार (प्राकृतिक या उज्ज्वल, और) द्वारा मजबूर - हवा, पानी, भाप)।

इलेक्ट्रोवैक्यूम डिवाइस (ईवीडी) ऐसे उपकरण हैं जिनमें उच्च वैक्यूम या अक्रिय गैस वातावरण में चलने वाले इलेक्ट्रॉनों या आयनों के प्रवाह द्वारा विद्युत प्रवाह बनाया जाता है। ईवीपी को इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लैंप (ईसीएल), कैथोड रे ट्यूब (सीआरटी), गैस डिस्चार्ज डिवाइस (जीडी) और फोटोइलेक्ट्रिक (फोटोइलेक्ट्रॉनिक) डिवाइस में विभाजित किया गया है।

ईयूएल में, एक इलेक्ट्रोड से दूसरे इलेक्ट्रोड तक इलेक्ट्रॉनों के उच्च वैक्यूम (गैस का दबाव केवल 1.33 () पा (मिमी एचजी)) में आंदोलन द्वारा विद्युत प्रवाह बनाया जाता है। सबसे सरल EUL एक डायोड है।

डायोड.एक डायोड में केवल दो इलेक्ट्रोड होते हैं: एक कैथोड और एक एनोड। कैथोड मुक्त इलेक्ट्रॉनों का एक स्रोत है। इलेक्ट्रॉनों को कैथोड छोड़ने के लिए, उन्हें अतिरिक्त ऊर्जा देने की आवश्यकता होती है, जिसे कार्य फ़ंक्शन कहा जाता है। जब कैथोड को विद्युत धारा से गर्म किया जाता है तो इलेक्ट्रॉनों को यह ऊर्जा प्राप्त होती है। गर्म कैथोड द्वारा इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन को थर्मिओनिक उत्सर्जन कहा जाता है।

कैथोड से निकलने वाले इलेक्ट्रॉनों द्वारा निर्मित नकारात्मक अंतरिक्ष आवेश इसकी सतह पर एक विद्युत क्षेत्र बनाता है, जो इलेक्ट्रॉनों को कैथोड छोड़ने से रोकता है, जिससे उनके पथ पर एक संभावित अवरोध बनता है।

कैथोड के सापेक्ष एक सकारात्मक वोल्टेज एनोड पर लगाया जाता है, जो कैथोड सतह पर संभावित अवरोध को कम करता है। इलेक्ट्रॉन, जिनकी ऊर्जा संभावित अवरोध को दूर करने के लिए पर्याप्त है, अंतरिक्ष चार्ज क्षेत्र को छोड़ देते हैं, एनोड वोल्टेज के त्वरित विद्युत क्षेत्र में प्रवेश करते हैं और एनोड की ओर बढ़ते हैं, जिससे एनोड करंट बनता है। जैसे-जैसे एनोड वोल्टेज बढ़ता है, डायोड का एनोड करंट भी बढ़ता है।

नकारात्मक एनोड वोल्टेज के साथ, कैथोड सतह पर संभावित अवरोध बढ़ जाता है, इसे दूर करने के लिए इलेक्ट्रॉन ऊर्जा अपर्याप्त होती है, और डायोड के माध्यम से कोई धारा प्रवाहित नहीं होती है। यह डायोड की एक महत्वपूर्ण विशेषता है - इसकी एक तरफ़ा विद्युत चालकता।

चित्र में. चित्र 3.1 डायोड के प्रतीकों और एनोड वोल्टेज स्रोत से उनके कनेक्शन के आरेख को दर्शाता है।

ट्रायोड।डायोड के विपरीत, ट्रायोड में तीन इलेक्ट्रोड होते हैं: एक कैथोड, एक एनोड और एक ग्रिड (चित्र 3.2, ए, बी)। ग्रिड स्थित है

कैथोड और एनोड के बीच कैथोड के तत्काल आसपास के क्षेत्र में। यदि ग्रिड पर एक नकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है (चित्र 3.2, सी), तो कैथोड पर संभावित अवरोध बढ़ जाएगा और एनोड करंट कम हो जाएगा। एक निश्चित नकारात्मक ग्रिड वोल्टेज पर, जिसे टर्न-ऑफ वोल्टेज यू सीके .з ए कहा जाता है, एनोड करंट घटकर शून्य हो जाएगा। यदि ग्रिड पर एक सकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है (चित्र 3.2, डी), तो यह कैथोड और ग्रिड के बीच जो विद्युत क्षेत्र बनाता है, उससे संभावित अवरोध में कमी आएगी और एनोड करंट में वृद्धि होगी।

इस तथ्य के कारण कि ग्रिड एनोड की तुलना में कैथोड के करीब स्थित है, इस पर लागू वोल्टेज संभावित बाधा और ट्रायोड के एनोड वर्तमान को समान मूल्य के एनोड वोल्टेज की तुलना में अधिक दृढ़ता से प्रभावित करता है। इसलिए, एक ट्रायोड में, एनोड करंट को ग्रिड वोल्टेज को बदलकर नियंत्रित किया जाता है, न कि एनोड वोल्टेज को।

ट्रायोड की मुख्य विशेषताएं स्थिर एनोड-ग्रिड (ट्रांसफर) विशेषताओं के परिवार हैं, जो अलग-अलग एनोड वोल्टेज यू ए के (छवि 3.3, ए) पर ली गई हैं, और एनोड (आउटपुट) विशेषताएं I ए = एफ (यू एके), पर ली गई हैं। विभिन्न ग्रिड वोल्टेज (चित्र 3.3, बी)।

ट्रायोड के नुकसान बड़े फीड-थ्रू कैपेसिटेंस (ग्रिड और एनोड के बीच कैपेसिटेंस) और कम स्थैतिक लाभ हैं। ईयूएल में दूसरा ग्रिड शुरू करने से ये नुकसान समाप्त हो जाते हैं।

टेट्रोड.यह एक चार-इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लैंप है जिसमें एक कैथोड, एक एनोड और दो ग्रिड होते हैं (चित्र 3.4, ए)। कैथोड के पास स्थित पहला ग्रिड, ट्रायोड की तरह, एनोड करंट को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाता है और इसे नियंत्रण ग्रिड कहा जाता है। पहला ग्रिड और एनोड के बीच स्थित दूसरा ग्रिड, इन इलेक्ट्रोडों के बीच एक प्रकार की स्क्रीन है। दूसरे ग्रिड के परिरक्षण प्रभाव के परिणामस्वरूप, लैंप की थ्रूपुट क्षमता और एनोड वोल्टेज का प्रभाव

कैथोड सतह पर संभावित अवरोध। इसलिए, कैथोड से एनोड तक इलेक्ट्रॉनों की एक निर्देशित गति बनाने के लिए, एक सकारात्मक वोल्टेज यू सी 2 के को दूसरे ग्रिड पर लागू किया जाता है, जिसे परिरक्षण कहा जाता है, जो एनोड वोल्टेज के बराबर या उससे थोड़ा कम होता है। इस मामले में, इलेक्ट्रॉनों का हिस्सा परिरक्षण ग्रिड से टकराता है और इस ग्रिड का वर्तमान I c2 बनाता है।

एनोड से टकराने वाले इलेक्ट्रॉन उसमें से द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल देते हैं। जब (और ऐसे मामले टेट्रोड ऑपरेशन के दौरान होते हैं), द्वितीयक इलेक्ट्रॉन परिरक्षण ग्रिड द्वारा आकर्षित होते हैं, जिससे परिरक्षण ग्रिड धारा में वृद्धि होती है और एनोड धारा में कमी आती है। इस घटना को डायनाट्रॉन प्रभाव कहा जाता है। डायनाट्रॉन प्रभाव को खत्म करने के लिए, जो ईयूएल के कार्य क्षेत्र को सीमित करता है, एनोड और परिरक्षण जाल के बीच माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों के लिए एक संभावित अवरोध बनाया जाता है। इस तरह का अवरोध बीम टेट्रोड (चित्र 3.4, बी) में ध्यान केंद्रित करने के कारण इलेक्ट्रॉन प्रवाह घनत्व को बढ़ाकर या स्क्रीनिंग ग्रिड और एनोड के बीच एक तीसरा ग्रिड पेश करके बनाया जाता है, जिसमें, एक नियम के रूप में, शून्य क्षमता होती है।

पेंटोड.पांच-इलेक्ट्रोड ईयूएल को पेंटोड कहा जाता है (चित्र 3.4, i)। तीसरे ग्रिड की शून्य क्षमता, जिसे एंटीडायनाट्रॉन या सुरक्षात्मक कहा जाता है, को विद्युत रूप से कैथोड से जोड़कर सुनिश्चित किया जाता है।

टेट्रोड और पेंटोड की मुख्य विशेषताएं विशेषताओं पर स्थिर एनोड (आउटपुट) और ग्रिड-एनोड के परिवार हैं, जिन्हें एक स्थिर वोल्टेज यू सी 2k पर लिया जाता है और एक ही ग्राफ पर प्लॉट किया जाता है (चित्र 3.5)।

ईयूएल के प्रवर्धक गुणों को दर्शाने वाले पैरामीटर हैं:

एनोड-ग्रिड विशेषता का ढलान

आंतरिक (विभेदक) प्रतिरोध

स्थैतिक लाभ

पैरामीटर एस, और, जिन्हें डिफरेंशियल कहा जाता है, एक दूसरे से संबंध द्वारा संबंधित हैं।

कैथोड रे ट्यूब

कैथोड रे ट्यूब (सीआरटी) इलेक्ट्रॉनिक वैक्यूम उपकरण हैं जो बीम के रूप में केंद्रित इलेक्ट्रॉनों की एक धारा का उपयोग करते हैं। इन उपकरणों में बीम की दिशा में विस्तारित ट्यूब का आकार होता है। सीआरटी के मुख्य तत्व एक ग्लास सिलेंडर, या बल्ब, एक इलेक्ट्रॉनिक स्पॉटलाइट, एक विक्षेपण प्रणाली और एक स्क्रीन हैं (चित्र 3.6)।

सिलेंडर 7 सीआरटी में आवश्यक वैक्यूम बनाए रखने और इलेक्ट्रोड को मैकेनिकल और से बचाने का काम करता है

जलवायु प्रभाव. सिलेंडर की भीतरी सतह का हिस्सा ग्रेफाइट फिल्म 8 से ढका होता है, जिसे एक्वाडैग कहा जाता है। कैथोड के सापेक्ष एक सकारात्मक वोल्टेज एक्वाडैग पर लागू होता है।

एक इलेक्ट्रॉनिक स्पॉटलाइट को आवश्यक वर्तमान घनत्व के साथ एक केंद्रित इलेक्ट्रॉन बीम (बीम) बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें एक थर्मिओनिक कैथोड 2 होता है, जिसके अंदर एक हीटर 1, एक नियंत्रण इलेक्ट्रोड 3, जिसे मॉड्यूलेटर कहा जाता है, पहले 4 और दूसरे 5 एनोड होते हैं। मॉड्यूलेटर और एनोड एक बेलनाकार कैथोड के साथ समाक्षीय खोखले सिलेंडर के रूप में बने होते हैं।

मॉड्यूलेटर नकारात्मक वोल्टेज के स्रोत से जुड़ा होता है, जो शून्य से कई दसियों वोल्ट तक समायोज्य होता है। एनोड पर सकारात्मक वोल्टेज लागू होते हैं: पहले के लिए कई सौ वोल्ट और दूसरे के लिए कई किलोवोल्ट।

मॉड्यूलेटर और पहले एनोड के बीच एक गैर-समान विद्युत क्षेत्र बनता है, जो कैथोड से उत्सर्जित और मॉड्यूलेटर छेद से गुजरने वाले सभी इलेक्ट्रॉनों को पहले एनोड की गुहा में सीआरटी अक्ष पर एक निश्चित बिंदु पर केंद्रित करता है। इस विद्युत क्षेत्र को इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस कहा जाता है।

पहले और दूसरे एनोड के बीच एक दूसरा इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस बनता है। पहले, लघु-फ़ोकस के विपरीत, यह दीर्घ-फ़ोकस है: इसका फ़ोकस स्क्रीन 9 के तल में CRT अक्ष पर स्थित है।

मॉड्यूलेटर वोल्टेज में बदलाव से इलेक्ट्रॉनों की संख्या में बदलाव होता है जो कैथोड पर संभावित बाधा को दूर कर सकते हैं और पहले एनोड के त्वरित विद्युत क्षेत्र में प्रवेश कर सकते हैं। नतीजतन, मॉड्यूलेटर वोल्टेज इलेक्ट्रॉन बीम के घनत्व और सीआरटी स्क्रीन पर चमकदार स्थान की चमक को निर्धारित करता है। सीआरटी स्क्रीन पर बीम का फोकस पहले एनोड के वोल्टेज को बदलकर दूसरे इलेक्ट्रोस्टैटिक लेंस के गैर-समान विद्युत क्षेत्र को बदलकर हासिल किया जाता है।

विक्षेपण प्रणाली स्क्रीन पर किसी भी बिंदु पर केंद्रित इलेक्ट्रॉन किरण को निर्देशित करने का कार्य करती है। यह इलेक्ट्रॉन किरण को अनुप्रस्थ विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र में उजागर करके प्राप्त किया जाता है।

जब एक इलेक्ट्रॉन किरण को विद्युत क्षेत्र (इलेक्ट्रोस्टैटिक विक्षेपण) द्वारा विक्षेपित किया जाता है, तो विक्षेपण वोल्टेज समानांतर प्लेटों के दो परस्पर लंबवत जोड़े पर लागू होते हैं 6. प्लेटों के बीच से गुजरने वाली इलेक्ट्रॉन किरण, उच्च क्षमता वाली प्लेट की ओर विक्षेपित होती है। प्लेटें, जिनके बीच का विद्युत क्षेत्र क्षैतिज दिशा में इलेक्ट्रॉन किरण को विक्षेपित करता है, क्षैतिज विक्षेपण या एक्स-प्लेट्स कहलाते हैं, और ऊर्ध्वाधर दिशा में - ऊर्ध्वाधर विक्षेपण या वाई-प्लेट्स कहलाते हैं।

इलेक्ट्रोस्टैटिक विक्षेपण प्रणाली का मुख्य पैरामीटर विक्षेपण संवेदनशीलता एस है, जिसे सीआरटी स्क्रीन पर चमकदार स्थान के विक्षेपण और विक्षेपण वोल्टेज के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। आधुनिक सीआरटी के लिए एस ई = 0.1 ...3 मिमी/वी।

इलेक्ट्रोस्टैटिक के साथ-साथ इलेक्ट्रॉन किरण के चुंबकीय विक्षेपण का भी उपयोग किया जाता है। विक्षेपित चुंबकीय क्षेत्र सीआरटी की गर्दन के परस्पर लंबवत स्थित कुंडलियों के दो जोड़े से गुजरने वाली धारा द्वारा निर्मित होता है।

विद्युत संकेतों को प्रकाश में परिवर्तित करने के लिए उपयोग की जाने वाली 9 कैथोड किरण ट्यूबों की स्क्रीन को एक विशेष संरचना - फॉस्फोर के साथ लेपित किया जाता है, जो इलेक्ट्रॉनों की एक केंद्रित धारा से टकराने पर चमकती है। जिंक और जिंक-कैडमियम सल्फाइड, जिंक सिलिकेट (विलेमाइट), कैल्शियम और कैडमियम टंगस्टेट्स का उपयोग फॉस्फोर के रूप में किया जाता है। ऐसी स्क्रीन को फ्लोरोसेंट कहा जाता है।

इलेक्ट्रॉन किरण की ऊर्जा का केवल एक हिस्सा फॉस्फर की चमक पर खर्च होता है। शेष बीम ऊर्जा स्क्रीन इलेक्ट्रॉनों में स्थानांतरित हो जाती है और स्क्रीन सतह से द्वितीयक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन का कारण बनती है। द्वितीयक इलेक्ट्रॉन एक्वाडैग द्वारा आकर्षित होते हैं, जो आमतौर पर विद्युत रूप से दूसरे एनोड से जुड़ा होता है।

रंगीन छवियों का उत्पादन करने के लिए उपयोग की जाने वाली सीआरटी स्क्रीन में नीले, लाल और हरे रंग की चमक के साथ फॉस्फोर अनाज होते हैं - एक निश्चित क्रम में व्यवस्थित त्रिक। ट्यूब के गले में तीन स्वायत्त इलेक्ट्रॉनिक स्पॉटलाइट हैं। वे इस प्रकार स्थित होते हैं कि उनकी इलेक्ट्रॉन किरणें स्क्रीन से कुछ दूरी पर प्रतिच्छेद करती हैं। किरणों के प्रतिच्छेदन तल में एक छाया मुखौटा स्थापित किया जाता है, जिसमें बड़ी संख्या में छेद होते हैं। मास्क में छिद्रों से गुजरने के बाद, प्रत्येक इलेक्ट्रॉन किरण त्रिक के अपने तत्व से टकराती है (चित्र 3.7)।

अलग-अलग चमक वाले तीन रंगों को मिलाकर आवश्यक रंग की चमक प्राप्त की जाती है।

फ्लोरोसेंट के अलावा, ढांकता हुआ स्क्रीन भी हैं। एक इलेक्ट्रॉन किरण, ऐसी स्क्रीन के पार घूमती हुई, इसके खंडों में विभिन्न आवेश पैदा करती है, यानी एक प्रकार की संभावित राहत जो लंबे समय तक बनी रह सकती है। ढांकता हुआ स्क्रीन का उपयोग स्टोरेज सीआरटी में किया जाता है, जिसे पोटेंशियलस्कोप कहा जाता है।

गैस डिस्चार्ज उपकरण

गैस डिस्चार्ज डिवाइस (जीडी) का संचालन सिद्धांत गैसीय वातावरण में होने वाली विद्युत घटनाओं पर आधारित है।

हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग सिलेंडर अक्रिय गैसों (नियॉन, आर्गन, हीलियम, आदि), उनके मिश्रण, हाइड्रोजन या पारा वाष्प से भरे होते हैं। सामान्य परिस्थितियों में, गैस के अधिकांश परमाणु और अणु विद्युत रूप से तटस्थ होते हैं और गैस एक अच्छा ढांकता हुआ होता है। तापमान में वृद्धि, मजबूत विद्युत क्षेत्रों या उच्च-ऊर्जा कणों के संपर्क में आने से गैस का आयनीकरण होता है। गैस आयनीकरण जो तब होता है जब तेज़ गति से चलने वाले इलेक्ट्रॉन तटस्थ गैस परमाणुओं से टकराते हैं, प्रभाव आयनीकरण कहलाता है। इसके साथ मुक्त इलेक्ट्रॉनों और सकारात्मक आयनों की उपस्थिति होती है, जिससे गैस की विद्युत चालकता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। अत्यधिक आयनित गैस को इलेक्ट्रॉन-आयन प्लाज्मा या केवल प्लाज्मा कहा जाता है।

गैस आयनीकरण की प्रक्रिया के साथ-साथ एक विपरीत प्रक्रिया भी होती है जिसे पुनर्संयोजन कहा जाता है। चूँकि एक इलेक्ट्रॉन और एक धनात्मक आयन की कुल ऊर्जा एक तटस्थ परमाणु की ऊर्जा से अधिक होती है, पुनर्संयोजन के दौरान ऊर्जा का एक भाग निकलता है, जो गैस की चमक के साथ होता है।

किसी गैस के माध्यम से विद्युत धारा प्रवाहित करने की प्रक्रिया को गैस में विद्युत् निर्वहन कहा जाता है। गैस-डिस्चार्ज गैप की वर्तमान-वोल्टेज विशेषता चित्र में दिखाई गई है। 3.8.

वोल्टेज यू 3 पर, जिसे इग्निशन वोल्टेज कहा जाता है, गैस आयनीकरण एक हिमस्खलन जैसा चरित्र लेता है। गैस-डिस्चार्ज गैप एनोड - कैथोड का प्रतिरोध तेजी से कम हो जाता है, और गैस डिस्चार्ज (सेक्शन सीडी) में एक चमक डिस्चार्ज दिखाई देता है। दहन वोल्टेज यू आर, जो चमक निर्वहन का समर्थन करता है, इग्निशन वोल्टेज से कुछ हद तक कम है। चमक निर्वहन के दौरान, सकारात्मक आयन कैथोड की ओर बढ़ते हैं और इसकी सतह से टकराते हैं, हीटिंग और माध्यमिक के कारण इससे उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि होती है

कोई इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन नहीं. चूँकि किसी बाहरी आयनाइज़र की आवश्यकता नहीं होती है, एबी सेक्शन में डिस्चार्ज के विपरीत चमक डिस्चार्ज को स्व-स्थायी कहा जाता है, जिसे अपनी उपस्थिति के लिए एक बाहरी आयनाइज़र (ब्रह्मांडीय विकिरण, थर्मियोनिक उत्सर्जन, आदि) की आवश्यकता होती है और इसे गैर-कहा जाता है। आत्मनिर्भर. हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग ज़ोन में करंट में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ, एक आर्क डिस्चार्ज होता है (सेक्शन ईएफ)। यदि आर्क डिस्चार्ज को सतह पर टकराने वाले सकारात्मक आयनों द्वारा गर्म होने के कारण कैथोड के थर्मिओनिक उत्सर्जन द्वारा समर्थित किया जाता है, तो डिस्चार्ज को आत्मनिर्भर कहा जाता है। यदि कैथोड का थर्मिओनिक उत्सर्जन किसी बाहरी वोल्टेज स्रोत से गर्म होने से बनता है, तो आर्क डिस्चार्ज को गैर-आत्मनिर्भर कहा जाता है।

गैस की चमक के साथ ग्लो डिस्चार्ज का उपयोग नियॉन लैंप, गैस-डिस्चार्ज साइन और रैखिक संकेतक, जेनर डायोड और कुछ अन्य हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग उपकरणों में किया जाता है।

गैस डिस्चार्ज संकेतक।महत्वपूर्ण गैस-डिस्चार्ज संकेतक में एक गैस से भरा सिलेंडर, दस कैथोड और एक सामान्य एनोड शामिल होता है। कैथोड संख्याओं, अक्षरों या अन्य प्रतीकों के रूप में होते हैं। वोल्टेज को एक सीमित अवरोधक के माध्यम से एनोड और कैथोड में से एक पर लागू किया जाता है। इन इलेक्ट्रोडों के बीच एक ग्लो डिस्चार्ज होता है, जिसका आकार कैथोड जैसा होता है। विभिन्न कैथोड को स्विच करके, विभिन्न संकेत प्रदर्शित किए जा सकते हैं। खंडीय चिह्न संकेतक अधिक सार्वभौमिक हैं। इस प्रकार, IN-23 सेगमेंट ग्लो डिस्चार्ज इंडिकेटर, जिसमें 13 सेगमेंट शामिल हैं, सेगमेंट कैथोड के उचित स्विचिंग के साथ, 0 से 9 तक किसी भी संख्या, रूसी या लैटिन वर्णमाला के एक अक्षर को उजागर करने की अनुमति देता है।

रैखिक गैस-डिस्चार्ज संकेतक (एलजीआई) चमकदार बिंदुओं या रेखाओं के रूप में सर्किट में वोल्टेज या करंट के बारे में जानकारी प्रदर्शित करते हैं। बिंदु की स्थिति और लाइन की लंबाई सर्किट में वोल्टेज या करंट के समानुपाती होती है। एलजीआई इलेक्ट्रोड प्रणाली में एक लम्बी बेलनाकार आकृति होती है।

गैस-डिस्चार्ज जेनर डायोड।जेनर डायोड (चित्र 3.9, ए) में दो इलेक्ट्रोड होते हैं - कैथोड 1, एक खोखले सिलेंडर के रूप में बना होता है, और एनोड 3 कैथोड अक्ष के साथ स्थित एक पतली छड़ के रूप में होता है। इग्निशन वोल्टेज को कम करने के लिए, एक छोटा पिन 2, जिसे इग्निशन इलेक्ट्रोड कहा जाता है, कैथोड के अंदर वेल्ड किया जाता है

ग्लो डिस्चार्ज जेनर डायोड का संचालन उसके इलेक्ट्रोड पर लगभग निरंतर दहन वोल्टेज बनाए रखने पर आधारित होता है, जब जेनर डायोड के माध्यम से बहने वाली धारा महत्वपूर्ण सीमा के भीतर बदलती है (चित्र 3.8 में अनुभाग सीडी)।

जेनर डायोड का उपयोग डीसी सर्किट में वोल्टेज को स्थिर करने के लिए किया जाता है।

थायराट्रॉन।एक अधिक जटिल हाइड्रोलिक फ्रैक्चरिंग उपकरण थायरट्रॉन है। इसमें एक कैथोड, एक एनोड और एक या अधिक नियंत्रण इलेक्ट्रोड होते हैं जिन्हें ग्रिड कहा जाता है। एक थायरेट्रॉन दो स्थिर अवस्थाओं में हो सकता है: गैर-संचालन और संचालन। चित्र में. 3.9, बी एमटीएक्स-90 प्रकार के ठंडे कैथोड के साथ थायरट्रॉन के उपकरण को दिखाता है। थायरेट्रॉन में एक बेलनाकार कैथोड 1, एक रॉड मेटल एनोड 2 और वॉशर के रूप में बना एक धातु जाल 3 होता है। जब कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक एक छोटा वोल्टेज ग्रिड पर लगाया जाता है, तो ग्रिड और कैथोड के बीच एक सहायक "शांत" निर्वहन होता है। जब एनोड पर एक सकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाता है, तो डिस्चार्ज को एनोड में स्थानांतरित कर दिया जाता है। ग्रिड सर्किट में सहायक डिस्चार्ज करंट जितना अधिक होगा, थायरट्रॉन इग्निशन वोल्टेज उतना ही कम होगा। कैथोड और एनोड के बीच डिस्चार्ज होने के बाद, ग्रिड वोल्टेज में बदलाव थायरट्रॉन की वर्तमान ताकत को प्रभावित नहीं करता है, और एनोड वोल्टेज को दहन वोल्टेज से कम मान तक कम करके थायरट्रॉन के माध्यम से करंट को रोका जा सकता है।

ग्लो डिस्चार्ज थायरेट्रॉन बहुत कम ऊर्जा की खपत करते हैं, एक विस्तृत तापमान सीमा पर काम करते हैं, अल्पकालिक अधिभार के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं, और तत्काल कार्रवाई के लिए तैयार होते हैं। इन्हीं गुणों के कारण इनका प्रयोग किया जाता है पल्स डिवाइस, जनरेटर, कंप्यूटर की कुछ इकाइयाँ, रिले उपकरण, डिस्प्ले डिवाइस आदि।

फोटोवोल्टिक उपकरण

इलेक्ट्रोवैक्यूम और गैस-डिस्चार्ज फोटोइलेक्ट्रिक उपकरणों में फोटोसेल और फोटोमल्टीप्लायर शामिल हैं, जिनका संचालन सिद्धांत बाहरी फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव के उपयोग पर आधारित है।

फोटोसेल (चित्र 3.10) में एक ग्लास फ्लास्क 2 है जिसमें एक वैक्यूम बनाया जाता है (इलेक्ट्रिक वैक्यूम फोटोसेल)

मेंट) या जो एक अक्रिय गैस (गैस-डिस्चार्ज फोटोसेल) से भरा होता है, इसमें एक एनोड और एक फोटोकैथोड होता है। फोटोकैथोड बल्ब 3 की आंतरिक सतह है (एक छोटे से क्षेत्र के अपवाद के साथ - विंडो 1), जो कवर किया गया है चाँदी की एक परत, जिसके ऊपर सीज़ियम ऑक्साइड की एक परत लगाई जाती है। एनोड 4 को एक रिंग के रूप में बनाया गया है ताकि प्रकाश प्रवाह में हस्तक्षेप न हो। एनोड और कैथोड फ्लास्क के प्लास्टिक धारक 5 से गुजरने वाले लीड 6 से सुसज्जित हैं।

जब फोटोकैथोड प्रकाश प्रवाह से प्रकाशित होता है, तो इलेक्ट्रॉन इससे बाहर निकल जाते हैं। यदि कैथोड के सापेक्ष एक सकारात्मक वोल्टेज एनोड पर लगाया जाता है, तो फोटोकैथोड से निकले इलेक्ट्रॉन एनोड की ओर आकर्षित होंगे, जिससे इसके सर्किट में एक फोटोकरंट IF बनेगा। चमकदार प्रवाह Ф पर प्रकाश धारा की निर्भरता को चमकदार चा कहा जाता है-

फोटोकेल की विशेषताएँ. फोटोकरंट फोटोकैथोड और एनोड के बीच लगाए गए वोल्टेज यू पर भी निर्भर करता है। इस निर्भरता को एनोडिक करंट-वोल्टेज विशेषता कहा जाता है। इसमें एक स्पष्ट संतृप्ति क्षेत्र है, जिसमें फोटोकरंट एनोड वोल्टेज पर बहुत कम निर्भर करता है (चित्र 3.11, ए)

गैस-डिस्चार्ज फोटोकल्स में, वोल्टेज यू में वृद्धि से गैस आयनीकरण होता है और फोटोकरंट में वृद्धि होती है (चित्र 3.11, बी)।

फोटोकरंट के कम मूल्य (वैक्यूम फोटोकल्स के लिए कई दसियों माइक्रोएम्प्स और गैस-डिस्चार्ज फोटोकल्स के लिए माइक्रोएम्प्स की कई इकाइयाँ) के कारण, फोटोकल्स का उपयोग आमतौर पर लैंप या ट्रांजिस्टर एम्पलीफायरों के साथ किया जाता है।

एक फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब (पीएमटी) को ईवीपी कहा जाता है, जिसमें फोटोइलेक्ट्रॉन उत्सर्जन धारा द्वितीयक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन के कारण बढ़ जाती है। पीएमटी (चित्र 3.12) के ग्लास कंटेनर में, जिसमें एक उच्च वैक्यूम बनाए रखा जाता है, फोटोकैथोड के और एनोड ए के अलावा, अतिरिक्त इलेक्ट्रोड होते हैं जो माध्यमिक इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जक होते हैं और डायनोड कहलाते हैं। एक फोटोमल्टीप्लायर में डायनोड्स की संख्या 14 तक पहुंच सकती है। डायनोड्स पर सकारात्मक वोल्टेज लागू होते हैं, और फोटोकैथोड से दूरी के साथ डायनोड वोल्टेज बढ़ते हैं। आसन्न डायनोड्स के बीच वोल्टेज लगभग 100 V है। जब फोटोकैथोड रोशन होता है, तो इलेक्ट्रॉन इसकी सतह से बाहर निकलते हैं, जो पहले के विद्युत निष्कासन क्षेत्र द्वारा त्वरित होते हैं

डायनोड और पहले डायनोड पर गिरता है, जिससे द्वितीयक इलेक्ट्रॉन बाहर निकल जाते हैं। उत्तरार्द्ध की संख्या फोटोकैथोड से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों की संख्या से कई गुना अधिक है। पहले और दूसरे डायनोड के बीच एक विद्युत क्षेत्र के प्रभाव में, पहले डायनोड से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन दूसरे डायनोड डी2 में प्रवेश करते हैं, और इससे द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल देते हैं। डायनोड डी2 से निकलने वाले द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों की संख्या इससे टकराने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या से कई गुना अधिक है। इस प्रकार, प्रत्येक डायनोड पर द्वितीयक इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि होती है। नतीजतन, पीएमटी में, कैथोड के फोटोकरंट को कई गुना बढ़ा दिया जाता है, जिससे बहुत कम प्रकाश प्रवाह को मापने के लिए उनका उपयोग करना संभव हो जाता है। पीएमटी का आउटपुट करंट कई दसियों मिलीमीटर तक पहुंचता है।

परीक्षण प्रश्न और असाइनमेंट

1. नियंत्रण ग्रिड वोल्टेज का उपयोग करके ईयूएल में एनोड करंट को नियंत्रित करने के सिद्धांत की व्याख्या करें।

2. इलेक्ट्रोस्टैटिक बीम नियंत्रण सीआरटी के मुख्य भागों का नाम बताएं और उनका उद्देश्य बताएं।

3. मुख्य प्रकार के गैस-डिस्चार्ज उपकरणों और क्षेत्रों के नाम बताइए
उनके अनुप्रयोग.

4. बाह्य प्रकाशविद्युत प्रभाव का संक्षिप्त विवरण दीजिए। क्या
इस घटना का उपयोग फोटोकल्स और फोटोमल्टीप्लायरों में कैसे किया जाता है?

सम्बंधित जानकारी।

परिभाषा . इलेक्ट्रिक वैक्यूम डिवाइस ऐसे उपकरण होते हैं जिनका संचालन सिद्धांत गैस-टाइट शेल (सिलेंडर) द्वारा पर्यावरण से पृथक कार्य स्थान में होने वाली गैसों या वैक्यूम में विद्युत घटना के उपयोग पर आधारित होता है।

इलेक्ट्रोवैक्यूम और गैस-डिस्चार्ज उपकरण एक ग्लास, सिरेमिक या धातु सिलेंडर के रूप में बनाए जाते हैं, जिसके अंदर इलेक्ट्रोड को उच्च वैक्यूम या अक्रिय गैस की स्थिति में रखा जाता है: कैथोड, एनोड, ग्रिड। कैथोड मुक्त इलेक्ट्रॉनों का रेडिएटर (उत्सर्जक) है, एनोड आवेश वाहकों का संग्राहक (संग्राहक) है। एनोड करंट को ग्रिड या नियंत्रण इलेक्ट्रोड का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है।

विमानन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रिक वैक्यूम और गैस डिस्चार्ज उपकरणों का अंदाजा लगाने के लिए, आइए उनके वर्गीकरण पर विचार करें।

वर्गीकरण और प्रतीकात्मक ग्राफिक पदनाम

1. इलेक्ट्रोड की संख्या के आधार पर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को दो-इलेक्ट्रोड (वैक्यूम डायोड), तीन-इलेक्ट्रोड (वैक्यूम ट्रायोड) और मल्टी-इलेक्ट्रोड लैंप में विभाजित किया जाता है।

चावल। 1.

इलेक्ट्रोवैक्यूम डायोड -यह एक दो-इलेक्ट्रोड लैंप है जिसमें एक कैथोड और एक एनोड होता है। यदि एनोड पर वोल्टेज कैथोड के सापेक्ष सकारात्मक है, तो कैथोड द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन एनोड की ओर बढ़ते हैं, जिससे एनोड करंट बनता है। जब वोल्टेज नकारात्मक होता है, तो एनोड पर कोई करंट नहीं होता है, इसलिए डायोड केवल एक दिशा में संचालित होता है। डायोड की यह संपत्ति इसके मुख्य उद्देश्य को निर्धारित करती है - प्रत्यावर्ती धारा को सुधारना। इलेक्ट्रिक वैक्यूम डायोड का प्रतीकात्मक ग्राफिक पदनाम चित्र में दिखाया गया है। 1.

इलेक्ट्रोवैक्यूम ट्रायोड- यह एक तीन-इलेक्ट्रोड लैंप है जिसमें एनोड और कैथोड के बीच एक ग्रिड स्थित होता है। ग्रिड को एनोड करंट को विनियमित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। ग्रिड वोल्टेज एनोड और कैथोड के बीच के क्षेत्र को बदलता है और इस प्रकार एनोड करंट को प्रभावित करता है। यदि ग्रिड पर वोल्टेज कैथोड के सापेक्ष ऋणात्मक है, तो कैथोड द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों पर इसका निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप एनोड धारा कम हो जाती है। जब ग्रिड वोल्टेज सकारात्मक होता है, तो इसका इलेक्ट्रॉनों पर त्वरित प्रभाव पड़ता है, जिससे एनोड करंट बढ़ जाता है। इस मामले में, इलेक्ट्रॉनों का एक हिस्सा ग्रिड से टकराता है जिससे ग्रिड करंट बनता है। नतीजतन, ग्रिड एक नियंत्रण इलेक्ट्रोड है, जिस पर वोल्टेज आपको एनोड करंट को बदलने की अनुमति देता है।

इलेक्ट्रिक वैक्यूम ट्रायोड का पारंपरिक ग्राफिक पदनाम चित्र में दिखाया गया है। 2.

चावल। 2.

एनोड करंट पर प्रभाव बढ़ाने के लिए, ग्रिड कैथोड के करीब स्थित है। जब ग्रिड पर वोल्टेज ऋणात्मक होता है, तो उसमें व्यावहारिक रूप से कोई धारा नहीं होती है।

चावल। 3. ट्रायोड का पारंपरिक ग्राफिक पदनाम: ए - कैथोड ग्रिड के साथ; बी - स्क्रीन ग्रिड के साथ

को मल्टीग्रिड लैंपसंबंधित: टेट्रोडेस- दो ग्रिड के साथ, पेंटोड्स- तीन ग्रिड के साथ, हेक्सोड्स- चार ग्रिड के साथ, हेप्टोड्स- पांच ग्रिड के साथ और ऑक्टोड्स- छह ग्रिड के साथ. सबसे आम टेट्रोड और पेंटोड हैं।

यू टेट्रोडेसग्रिडों में से एक को नियंत्रण ग्रिड कहा जाता है और इसमें नकारात्मक वोल्टेज होता है। दूसरा ग्रिड या तो नियंत्रण और एनोड के बीच या नियंत्रण और कैथोड के बीच स्थित होता है। पहले मामले में, ऐसे ग्रिड को परिरक्षण कहा जाता है, दूसरे में - कैथोड।

इलेक्ट्रिक वैक्यूम टेट्रोड का पारंपरिक ग्राफिक पदनाम चित्र में दिखाया गया है। 3.

स्क्रीनिंग ग्रिड वाले टेट्रोड में, कैथोड करंट को स्क्रीनिंग ग्रिड और एनोड के बीच वितरित किया जाता है। ऐसे टेट्रोड का मुख्य लाभ एनोड और नियंत्रण ग्रिड के बीच समाई में कमी है। परिरक्षण जाल इस धारिता को पिकोफैराड के अंशों तक कम कर देता है और एनोड की पारगम्यता को कम कर देता है।

हालाँकि, एनोड से परिरक्षण ग्रिड की निकटता का नुकसान यह है कि कम वोल्टेज पर एनोड दिखाई देता है डायनाट्रॉन प्रभाव- द्वितीयक उत्सर्जन के कारण एनोड धारा में कमी (एनोड विशेषता में गिरावट (चित्र 3.4))। इस मामले में, द्वितीयक इलेक्ट्रॉन कैथोड पर वापस नहीं लौटते हैं, लेकिन स्क्रीनिंग ग्रिड द्वारा पकड़ लिए जाते हैं।

पेन्टोडतीन ग्रिड वाला लैंप कहा जाता है। तीसरे ग्रिड की शुरूआत टेट्रोड की डायनाट्रॉन प्रभाव विशेषता को खत्म करने की आवश्यकता के कारण है। इस ग्रिड को सुरक्षात्मक (या एंटीडायनेट्रॉन) कहा जाता है और यह परिरक्षण ग्रिड और एनोड के बीच स्थित होता है। इस ग्रिड पर वोल्टेज आमतौर पर कैथोड पर वोल्टेज के बराबर बनाया जाता है; इस उद्देश्य के लिए, इसे कभी-कभी फ्लास्क के अंदर कैथोड से जोड़ा जाता है। एनोड और स्क्रीनिंग जाल के बीच की जगह में बने संभावित अवरोध के कारण डायनाट्रॉन प्रभाव समाप्त हो जाता है। साथ ही, यह संभावित अवरोध उच्च गति से एनोड की ओर बढ़ने वाले इलेक्ट्रॉनों के लिए कोई महत्वपूर्ण बाधा उत्पन्न नहीं करता है।

2. फिलामेंट सर्किट की डिज़ाइन विशेषताओं के अनुसार, इलेक्ट्रॉनिक ट्यूबों को सीधे गर्म कैथोड वाले लैंप और अप्रत्यक्ष रूप से गर्म कैथोड वाले लैंप में विभाजित किया जाता है।

प्रत्यक्ष फिलामेंट कैथोडउच्च प्रतिरोध (टंगस्टन या टैंटलम) वाली सामग्री से बना एक धातु फिलामेंट है, जिसके माध्यम से एक गरमागरम धारा प्रवाहित होती है। इस कैथोड की विशेषता कम ताप हानि, डिज़ाइन की सरलता और कम तापीय जड़ता है। ऐसे कैथोड का नुकसान यह है कि इसे प्रत्यक्ष धारा से संचालित किया जाना चाहिए। जब 50 हर्ट्ज की आवृत्ति के साथ प्रत्यावर्ती धारा द्वारा संचालित किया जाता है, तो उत्सर्जन धारा आपूर्ति वोल्टेज की दोगुनी आवृत्ति के साथ बदलती है, जो अवांछित कम-आवृत्ति पृष्ठभूमि शोर पैदा करती है।

अप्रत्यक्ष फिलामेंट कैथोडएक ट्यूब का प्रतिनिधित्व करता है जिसके अंदर एक फिलामेंट होता है। फिलामेंट को कैथोड से अलग किया जाता है। परिणामस्वरूप, प्रत्यावर्ती धारा के साथ फिलामेंट को शक्ति प्रदान करते समय तापमान और उत्सर्जन धारा स्पंदन व्यावहारिक रूप से सुचारू हो जाते हैं।

• 3. उद्देश्य सेलैंपों को विभाजित किया गया है रिसीवर-एम्प्लीफायर, जनरेटर, आवृत्ति कनवर्टर, डिटेक्टर, मापऔर इसी तरह।
• 4. ऑपरेटिंग फ़्रीक्वेंसी रेंज पर निर्भर करता हैलैंप के बीच अंतर करें कम ( 1 - 30 मेगाहर्ट्ज से), उच्च(30 से 600 मेगाहर्ट्ज तक) और अल्ट्रा हाई(600 मेगाहर्ट्ज से अधिक) आवृत्तियाँ।
• 5. इलेक्ट्रॉनिक उत्सर्जन के प्रकार सेलैंप को अलग करें तापायनिक, माध्यमिकऔर फोटोइलेक्ट्रॉनिकउत्सर्जन.

इलेक्ट्रोड के बीच एक इलेक्ट्रिक वैक्यूम डिवाइस के अंदर एक इलेक्ट्रॉन प्रवाह बनाने के लिए इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन आवश्यक है।

थर्मिओनिक उत्सर्जन इलेक्ट्रॉनों द्वारा ठोस या तरल पदार्थों को निर्वात या गैस में छोड़ने की प्रक्रिया है।

द्वितीयक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन से तात्पर्य किसी पिंड द्वारा दूसरे पिंड द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों द्वारा बमबारी के कारण इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन से है।

फोटोइलेक्ट्रॉन उत्सर्जन से तात्पर्य दीप्तिमान ऊर्जा के प्रवाह में स्थित किसी पिंड द्वारा इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन से है।

2.1.2 विशेषताएँ और पैरामीटर

लैंप की विशेषताएं इसके विभिन्न सर्किटों में वोल्टेज पर धाराओं की निर्भरता को व्यक्त करती हैं। इलेक्ट्रॉन ट्यूबों के गुणों का मूल्यांकन किसके द्वारा किया जाता है? एनोडिकया एनोड-ग्रिडस्थैतिक विशेषताएँ.

एनोडएक स्थैतिक विशेषता एनोड धारा की ग्राफ़िक रूप से व्यक्त निर्भरता है मैं एएनोड पर वोल्टेज से यू ए. लत मैं ए = एफ(यू ए) कई स्थिर वोल्टेज मानों के लिए हटा दिया जाता है यू साथ(अपवाद डायोड की एनोड विशेषताएँ हैं)। उपस्थितिएनोड विशेषता लैंप में इलेक्ट्रोड की संख्या से निर्धारित होती है (चित्र 4)।

चावल। 4. इलेक्ट्रॉनिक ट्यूबों की एनोड विशेषताएँ: ए - डायोड; बी - ट्रायोड; सी - टेट्रोड; जी - पेंटोड

एनोड-ग्रिड स्थैतिक विशेषताएँ एनोड धारा की ग्राफ़िक रूप से व्यक्त निर्भरताएँ हैं मैं एग्रिड वोल्टेज से यू सीएनोड वोल्टेज के निश्चित मान पर यू ए. एनोडिक निर्भरता विशेषताओं के समान मैं ए = एफ(यू साथ ) एनोड वोल्टेज यूए के कई स्थिर मूल्यों के लिए लिया गया। (चित्र 5)।

एनोड वोल्टेज जितना अधिक होगा यू ए, एनोड-ग्रिड विशेषताएँ जितनी ऊँची और बाईं ओर स्थित होती हैं मैं ए = एफ(यू साथ ) . यह इस तथ्य से समझाया गया है कि उच्च एनोड वोल्टेज पर, ग्रिड पर एक बड़ा नकारात्मक वोल्टेज लागू किया जाना चाहिए ताकि कैथोड और ग्रिड के बीच की जगह में परिणामी विद्युत क्षेत्र परिमाण में अपरिवर्तित रहे।

को बुनियादी विद्युत पैरामीटरवैक्यूम डायोड में निम्नलिखित शामिल हैं: वैक्यूम गैस डिस्चार्ज डिवाइस

1. आंतरिक डीसी प्रतिरोध:

कहाँ यू ए- एनोड वोल्टेज का निरंतर घटक, मैं ए- एनोड करंट का निरंतर घटक।

चावल। 5. इलेक्ट्रॉन ट्यूबों की एनोड-ग्रिड विशेषताएं: ए - ट्रायोड; बी - पेंटोड

2. आंतरिक अंतर प्रतिरोध आर डीएक डायोड प्रत्यावर्ती धारा के लिए एनोड और कैथोड के बीच के स्थान के प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करता है। यह ढलान का व्युत्क्रम है और एनोड स्थैतिक विशेषताओं (चित्र 3.4, ए) का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है:

और आमतौर पर इसकी मात्रा सैकड़ों और कभी-कभी दसियों ओम होती है।

आमतौर पर प्रतिरोध आर 0 अधिक आर डी .

3. ढलान एसदिखाता है कि जब एनोड वोल्टेज बदलता है तो एनोड करंट कैसे बदलता है और इसे निम्नलिखित निर्भरता द्वारा व्यक्त किया जाता है:

• 4. फिलामेंट वोल्टेज यू एन- हीटर को आपूर्ति की गई वोल्टेज। यह मान पासपोर्ट मान है. जब लैंप को कम गरम किया जाता है, तो कैथोड तापमान कम हो जाता है, और इसलिए उत्सर्जन धारा कम हो जाती है। जब फिलामेंट वोल्टेज तेजी से बढ़ता है यू एनकैथोड का सेवा जीवन तेजी से कम हो गया है, इसलिए फिलामेंट वोल्टेज नाममात्र से 10% से अधिक विचलित नहीं होना चाहिए।
• 5. उत्सर्जन धारा I इ - अधिकतम धारा जो थर्मिओनिक कैथोड द्वारा इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन के परिणामस्वरूप प्राप्त की जा सकती है। इसे इलेक्ट्रॉनों के कुल आवेश द्वारा दर्शाया जाता है जो एक सेकंड में थर्मिओनिक कैथोड से बाहर निकला।
• 6. स्वीकार्य रिवर्स वोल्टेजडायोड यू अधिकतम गिरफ्तारी- एनोड पर अधिकतम नकारात्मक वोल्टेज जिसे डायोड एक-तरफ़ा चालकता के गुणों का उल्लंघन किए बिना झेल सकता है।

कुछ सीरियल वैक्यूम डायोड के पैरामीटर तालिका में दिए गए हैं। 1.

तालिका 1. सीरियल वैक्यूम डायोड के मुख्य पैरामीटर

तीन या अधिक इलेक्ट्रोड वाले इलेक्ट्रॉनिक ट्यूबों के मुख्य विद्युत मापदंडों में शामिल हैं:

1. लैंप का आंतरिक (आउटपुट) प्रतिरोध का प्रतिरोध हैएनोड धारा के प्रत्यावर्ती घटक के लिए लैंप का एनोड-कैथोड अंतर सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

कहाँ यू ए - एनोड पर वोल्टेज में परिवर्तन, वी; मैं ए- एनोड करंट में बदलाव, एमए। वैक्यूम डायोड के लिए, आंतरिक प्रतिरोध को प्रत्यावर्ती धारा प्रतिरोध कहा जाता है और इसे इस प्रकार परिभाषित किया गया है:

2. विशेषता एस का ढलानदिखाता है कि जब नियंत्रण ग्रिड पर वोल्टेज 1 V से बदलता है तो लैंप एनोड करंट कितने मिलीमीटर बदल जाएगा निरंतर वोल्टेजएनोड और अन्य ग्रिड पर:

कहाँ यू साथ - ग्रिड वोल्टेज में परिवर्तन, वी.

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ढलान जितनी अधिक होगी, ग्रिड की नियंत्रण क्रिया उतनी ही मजबूत होगी और लैंप का लाभ उतना ही अधिक प्राप्त किया जा सकता है, अन्य सभी चीजें समान होंगी।

3. स्थैतिक लाभदिखाता है कि कितनी बार पहले ग्रिड पर वोल्टेज में बदलाव का एनोड करंट पर एनोड वोल्टेज में बदलाव की तुलना में अधिक मजबूत प्रभाव पड़ता है। लाभ एनोड वोल्टेज में परिवर्तन और ग्रिड वोल्टेज में परिवर्तन के अनुपात से निर्धारित होता है, जो एनोड करंट को समान रूप से प्रभावित करता है:

4. एनोड पर व्यय होने वाली शक्ति सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

5. आउटपुट पावर पाउट लैंप द्वारा बाहरी सर्किट को आपूर्ति की गई उपयोगी शक्ति को दर्शाता है।

कुछ सीरियल ट्रायोड, टेट्रोड और पेंटोड के पैरामीटर तालिका में दिए गए हैं। 2.

तालिका 2. सीरियल ट्रायोड, टेट्रोड और पेंटोड के बुनियादी पैरामीटर

इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण।

1. इलेक्ट्रोवैक्यूमवे उपकरण हैं जिनमें विद्युत चालकता निर्वात या गैस के माध्यम से इलेक्ट्रोड के बीच घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों या आयनों द्वारा की जाती है। इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों को विभाजित किया गया है इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लैंप, इलेक्ट्रॉन बीमऔर गैस निर्वहन उपकरण.

किसी भी इलेक्ट्रिक वैक्यूम डिवाइस के बुनियादी संरचनात्मक तत्व एक सिलेंडर (गैस-टाइट शेल) के अंदर रखे गए इलेक्ट्रोड होते हैं। इलेक्ट्रिक वैक्यूम डिवाइस का इलेक्ट्रोड एक कंडक्टर होता है जो इलेक्ट्रॉनों (आयनों) को उत्सर्जित (उत्सर्जित) या एकत्र करता है या विद्युत क्षेत्र का उपयोग करके इलेक्ट्रोड से इलेक्ट्रोड तक उनके आंदोलन को नियंत्रित करता है। उद्देश्य के आधार पर, इलेक्ट्रिक वैक्यूम डिवाइस के निम्नलिखित इलेक्ट्रोड प्रतिष्ठित हैं: कैथोड, एनोड और नियंत्रण वाले।

^ कैथोड- एक इलेक्ट्रिक वैक्यूम डिवाइस में इलेक्ट्रॉनों का एक स्रोत है।

एनोड- त्वरित इलेक्ट्रोड - आमतौर पर आउटपुट इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रॉनों के मुख्य संग्राहक (कलेक्टर) दोनों के रूप में कार्य करता है।

प्रबंधकोंइलेक्ट्रॉनों के मुख्य प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया इलेक्ट्रोड कहा जाता है। यदि नियंत्रण इलेक्ट्रोड ग्रिड के रूप में बनाया जाता है, तो इसे अक्सर नियंत्रण ग्रिड कहा जाता है। इलेक्ट्रोड धागे, सपाट प्लेट, खोखले सिलेंडर और सर्पिल के रूप में बनाए जाते हैं; वे सिलेंडर के अंदर विशेष धारकों - ट्रैवर्स और अभ्रक या सिरेमिक इंसुलेटर पर तय किए जाते हैं। धारकों के सिरों को सिलेंडर के ग्लास बेस में मिलाया जाता है।

सिलेंडरइलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण कांच, धातु या चीनी मिट्टी से बने गैस-तंग गोले होते हैं। इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लैंप के सिलेंडरों में 10 -8 ... 10 -4 Pa का वैक्यूम बनाया जाता है, और गैस-डिस्चार्ज उपकरणों के सिलेंडरों में - 10 -1 ... 10 4 Pa ​​का वैक्यूम बनाया जाता है।

^ दुनिया का पहला इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण - गरमागरम लैंप का आविष्कार 1873 में रूसी वैज्ञानिक ए.एन. ने किया था। Lodygin। 1883 में, अमेरिकी आविष्कारक टी.ए. एडिसन ने एक गर्म फिलामेंट से धातु की प्लेट तक निर्वात में इलेक्ट्रॉनों के एकतरफा प्रवाह के प्रभाव की खोज की, यदि उन पर एक निश्चित संभावित अंतर लागू किया जाता है, उदाहरण के लिए, इसे गैल्वेनिक सेल से जोड़कर। इस प्रकार इलेक्ट्रॉन ट्यूब का प्रोटोटाइप सामने आया। उस समय, ऐसे लैंप को व्यावहारिक अनुप्रयोग नहीं मिल सका, लेकिन इसके गुणों और निर्वात में इलेक्ट्रॉनों के पारित होने की स्थितियों का अध्ययन करने पर काम जारी रहा।
^ 2. इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लैंप के संचालन का भौतिक आधार।

इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लैंपएक इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण कहा जाता है, जिसका संचालन इलेक्ट्रोड क्षमता का उपयोग करके एक अंतरिक्ष चार्ज द्वारा सीमित वर्तमान के नियंत्रण पर आधारित होता है। उनके उद्देश्य के आधार पर, इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लैंप को जनरेटर, मॉड्यूलेटर, नियंत्रण, प्रवर्धन और रेक्टिफायर लैंप में विभाजित किया जाता है। काम के प्रकार से, निरंतर और स्पंदित लैंप को प्रतिष्ठित किया जाता है, और आवृत्ति रेंज द्वारा - कम-आवृत्ति, उच्च-आवृत्ति और अति-उच्च-आवृत्ति। इलेक्ट्रोड की संख्या के आधार पर, लैंप को डायोड, ट्रायोड, टेट्रोड, पेंटोड, हेक्सोड, हेप्टोड, ऑक्टोड, एन्नोड और डिकोड में विभाजित किया जाता है।

^ इलेक्ट्रॉनिक उत्सर्जन पदार्थों की सतह से आस-पास के स्थान में इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन को कहा जाता है। जिन धातुओं से विद्युत निर्वात उपकरणों के कैथोड बनाए जाते हैं, उनमें मुक्त इलेक्ट्रॉन अराजक निरंतर तापीय गति की स्थिति में होते हैं और कैथोड के तापमान के आधार पर एक निश्चित गतिज ऊर्जा रखते हैं।

तापायनिककेवल कैथोड (इलेक्ट्रोड) को गर्म करने से होने वाले इलेक्ट्रॉनों के उत्सर्जन को कहा जाता है। धातु को गर्म करने के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रॉनों की गतिज ऊर्जा और उनकी गति बढ़ जाती है। थर्मिओनिक कैथोड के संचालन का सिद्धांत, जो इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लैंप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, थर्मिओनिक उत्सर्जन की घटना पर आधारित है।
^ 3. इलेक्ट्रॉन बीम उपकरण।

इलेक्ट्रॉन बीमऐसे इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण कहलाते हैं जो एक संकीर्ण किरण में केंद्रित इलेक्ट्रॉनों की एक धारा का उपयोग करते हैं - एक इलेक्ट्रॉन किरण जो अंतरिक्ष में तीव्रता और स्थिति दोनों में नियंत्रित होती है। सबसे आम कैथोड किरण उपकरणों में से एक प्राप्त करने वाली कैथोड किरण ट्यूब (सीआरटी) है।

सीआरटीबदल देती है विद्युत संकेतएक ऑप्टिकल छवि में. सीआरटी प्राप्त करने के कई प्रकार हैं: प्रक्षेपण, ऑसिलोग्राफिक, संकेतक, साइन-प्रिंटिंग, रंग, मोनोक्रोम, प्रकाश वाल्व और चित्र ट्यूब।

आधुनिक पिक्चर ट्यूब मिश्रित बीम नियंत्रण का उपयोग करते हैं। फोकस करने के लिए एक विद्युत क्षेत्र का उपयोग किया जाता है, और किरण को विक्षेपित करने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग किया जाता है।

^ सीआरटी पदनाम. सीआरटी पदनाम का पहला तत्व एक संख्या है जो स्क्रीन के आकार को इंगित करता है - इसका व्यास या विकर्ण (आयताकार स्क्रीन वाले चित्र ट्यूबों के लिए)। दूसरा तत्व दो अक्षर हैं जो ट्यूब के प्रकार को दर्शाते हैं (उदाहरण के लिए, एलओ - इलेक्ट्रोस्टैटिक बीम नियंत्रण प्रणाली के साथ ऑसिलोग्राफिक, एलसी - चुंबकीय बीम विक्षेपण के साथ चित्र ट्यूब)। अक्षरों के बाद एक संख्या होती है जिसके द्वारा विभिन्न मापदंडों के साथ एक ही प्रकार की ट्यूबों की तुलना की जाती है। पदनाम के अंत में एक अक्षर होता है जो स्क्रीन का रंग निर्धारित करता है (बी - सफेद, सी - रंगीन, आई - हरा, ए - नीला, आदि)। उदाहरण के लिए, 40LK6B एक किनेस्कोप है जिसका स्क्रीन आकार 40 सेमी तिरछे है, छठा डिज़ाइन विकल्प है, जिसमें सफेद रंगस्क्रीन चमक. आमतौर पर, विदेशी विनिर्माण कंपनियां किनेस्कोप के विकर्ण आकार को इंच में इंगित करती हैं (1 इंच 2.54 सेमी के बराबर होता है)।
^ 4. गैस डिस्चार्ज उपकरण। गैस-डिस्चार्ज उपकरणों के संचालन के भौतिक सिद्धांत।

गैसों (या वाष्प) में विद्युत निर्वहन घटनाओं का एक समूह है जो विद्युत प्रवाह के पारित होने के दौरान उनमें घटित होता है। इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण, जिनकी विद्युत विशेषताएँ मुख्य रूप से जानबूझकर पेश की गई गैस या भाप के आयनीकरण द्वारा निर्धारित की जाती हैं, कहलाती हैं गैस-निर्वहन.

इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, आयन और पारा वाल्व, थायरट्रॉन, आयन अरेस्टर, ग्लो डिस्चार्ज संकेतक।

इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लैंप के विपरीत, इन उपकरणों में न केवल इलेक्ट्रॉन, बल्कि गैस या वाष्प के आवेशित कण (परमाणु, अणु) - आयन - भी करंट के निर्माण में भाग लेते हैं।

^ गैस निर्वहन उपकरण इनमें एक गैस-टाइट सिलेंडर (आमतौर पर कांच) होता है जो अक्रिय गैस, हाइड्रोजन या पारा वाष्प और धातु इलेक्ट्रोड की एक प्रणाली से भरा होता है। सिलेंडर में गैस का दबाव, उपकरण के प्रकार के आधार पर, 10 -1 से 10 3 Pa तक होता है और कभी-कभी 10 4 Pa ​​तक पहुंच जाता है।

आयनीकरण स्रोतों के संपर्क के अभाव में, गैसों में तटस्थ परमाणु और अणु होते हैं, इसलिए वे व्यावहारिक रूप से विद्युत प्रवाह का संचालन नहीं करते हैं। किसी गैस में (किसी भी माध्यम की तरह) धारा तभी प्रवाहित होती है जब इस माध्यम में मुक्त विद्युत आवेशित कण - आवेश वाहक - मौजूद हों। किसी गैस में, यदि किसी ऊर्जा स्रोत की क्रिया के कारण तटस्थ परमाणुओं (या अणुओं) से इलेक्ट्रॉन "टूट" जाते हैं, तो वे बन सकते हैं। इस मामले में, विभिन्न संकेतों के चार्ज वाहक बनते हैं: इलेक्ट्रॉन - नकारात्मक चार्ज और सकारात्मक आयन - गैस परमाणु जो इलेक्ट्रॉन खो चुके हैं - सकारात्मक चार्ज।

वास्तविक परिस्थितियों में, कोई भी गैस हमेशा परिवेश के तापमान, ब्रह्मांडीय और से प्रभावित होती है (भले ही बहुत कमजोर रूप से)। रेडियोधर्मी विकिरणऔद्योगिक प्रतिष्ठान आदि, आवेशित कणों के निर्माण में योगदान करते हैं। इसलिए, गैस की किसी भी मात्रा में हमेशा इलेक्ट्रॉन और आयन होते हैं जो विद्युत निर्वहन का कारण बन सकते हैं। विद्युत निर्वहन में, तीन प्रक्रियाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है: परमाणुओं का उत्तेजना, उनका आयनीकरण और विभिन्न संकेतों के आवेश वाहकों का पुनर्संयोजन।

परमाणुओं का उत्तेजना एक मुक्त इलेक्ट्रॉन के साथ टकराव के परिणामस्वरूप प्राप्त ऊर्जा के कारण उसके बाहरी इलेक्ट्रॉनों में से एक के नाभिक से अधिक दूर की कक्षा में संक्रमण की प्रक्रिया है। परमाणु की यह स्थिति अस्थिर है और लंबे समय तक नहीं रहती है: कुछ से लेकर दसियों नैनोसेकंड तक। फिर इलेक्ट्रॉन अपनी मूल कक्षा में लौट आता है, और परमाणु टकराव के दौरान प्राप्त ऊर्जा को बाहरी अंतरिक्ष में प्रसारित करता है। यह ऊर्जा विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में जारी होती है, अक्सर गैस से दिखाई देने वाली चमक के साथ।

परमाणु आयनीकरण विद्युत रूप से तटस्थ परमाणुओं से आयनों और मुक्त इलेक्ट्रॉनों के निर्माण की प्रक्रिया है।