Perangkat Electrovacuum: prinsip operasi, contoh. Bola lampu pijar Thomas Edison

Perangkat electrovacuum telah tersebar luas. Dengan bantuan alat-alat tersebut dimungkinkan untuk mengubah energi listrik suatu jenis menjadi energi listrik jenis lain yang berbeda bentuk, besaran dan frekuensi arus atau tegangannya, serta energi radiasi menjadi energi listrik dan sebaliknya.

Dengan bantuan perangkat vakum listrik Tekan dinding ulang tahun Gorreklama Voronezh.

dimungkinkan untuk mengatur berbagai besaran listrik, cahaya dan lainnya dengan lancar atau bertahap, dengan kecepatan tinggi atau rendah dan dengan konsumsi energi yang rendah untuk proses pengaturan itu sendiri, yaitu tanpa penurunan efisiensi yang signifikan, yang merupakan karakteristik dari banyak metode pengaturan dan pengendalian lainnya. .

Keunggulan perangkat elektrovakum ini menyebabkan penggunaannya untuk perbaikan, amplifikasi, pembangkitan dan konversi frekuensi berbagai arus listrik, osilografi fenomena listrik dan non-listrik, kontrol dan pengaturan otomatis, transmisi dan penerimaan gambar televisi, berbagai pengukuran dan proses lainnya.

Perangkat electrovacuum adalah perangkat yang ruang kerjanya, diisolasi oleh cangkang kedap gas, memiliki tingkat vakum yang tinggi atau diisi dengan media khusus (uap atau gas) dan tindakannya didasarkan pada penggunaan fenomena listrik di ruang hampa atau gas.

Perangkat electrovacuum dibagi menjadi perangkat elektronik, di mana arus elektronik murni mengalir dalam ruang hampa, dan perangkat ionik (pelepasan gas), yang dicirikan oleh pelepasan listrik dalam gas atau uap.

Pada perangkat elektronik, ionisasi praktis tidak ada, dan jika diamati pada tingkat kecil, ionisasi tidak memiliki pengaruh yang nyata pada pengoperasian perangkat tersebut. Penghalusan gas pada perangkat ini diperkirakan pada tekanan gas sisa kurang dari 10-6 mm Hg. Seni., karakteristik vakum tinggi.

Pada perangkat ion, tekanan gas sisa adalah 10-3 mm Hg. Seni. dan lebih tinggi. Pada tekanan ini, sebagian besar elektron yang bergerak bertabrakan dengan molekul gas, menyebabkan ionisasi, dan oleh karena itu, dalam perangkat ini prosesnya bersifat elektron-ionik.

Pengoperasian perangkat vakum listrik konduktor (bebas pelepasan) didasarkan pada penggunaan fenomena yang terkait dengan arus listrik dalam konduktor padat atau cair yang terletak di gas yang dijernihkan. Pada perangkat ini tidak ada pelepasan listrik dalam gas atau ruang hampa.

Perangkat electrovacuum dibagi menurut berbagai kriteria. Kelompok khusus terdiri dari tabung vakum, yaitu perangkat elektronik yang dirancang untuk berbagai transformasi besaran listrik. Lampu-lampu ini, sesuai dengan tujuannya, adalah generator, amplifier, penyearah, konverter frekuensi, detektor, lampu pengukur, dll. Kebanyakan dari mereka dirancang untuk beroperasi dalam mode kontinu, tetapi lampu juga diproduksi untuk mode berdenyut. Mereka menciptakan impuls listrik, yaitu arus jangka pendek, asalkan durasi impuls jauh lebih pendek daripada interval antar impuls.

Perangkat electrovacuum juga diklasifikasikan menurut banyak kriteria lain: berdasarkan jenis katoda (panas atau dingin), berdasarkan desain silinder (kaca, logam, keramik atau gabungan), berdasarkan jenis pendinginan (alami, yaitu pancaran, paksa udara, air).

Perkenalan
Subjudul buku ini - "Cara Terbaik untuk Mencegah Kejahatan" - secara khusus menyiratkan: 1) cara-cara untuk menghilangkan momok alarm palsu; 2) pemahaman pegawai dinas keamanan...

Rangkaian catu daya untuk lampu neon
Lampu neon dihubungkan ke jaringan secara seri dengan reaktansi induktif (tersedak), yang menjamin stabilisasi arus bolak-balik dalam lampu. Faktanya adalah pelepasan listrik dalam gas...

Dukungan dan pemeliharaan ilmiah dan teknis
Ketika saya memberi tahu seorang teman bahwa saya ingin membeli mobil, dia berkata: “Kamu sebaiknya membeli mobil ini dan itu, karena tidak ada masalah dengan perbaikannya, kamu selalu dapat menemukan suku cadangnya.” &quo...

Dengan menggunakan perangkat electrovacuum (EVD), besaran listrik, seperti arus atau tegangan, dapat diubah menjadi bentuk, nilai dan frekuensi, serta energi radiasi dan sebaliknya. Dimungkinkan untuk melakukan transformasi kompleks dari gambar optik menjadi listrik bentuk khusus atau sebaliknya (pada tabung televisi dan osiloskop). Dimungkinkan untuk mengatur besaran listrik, cahaya, dan lainnya dengan lancar atau bertahap dengan kecepatan tinggi atau rendah dan dengan konsumsi energi yang rendah untuk proses pengaturan itu sendiri, yaitu tanpa penurunan efisiensi yang signifikan. Karakteristik inersia rendah dari EVP memungkinkannya digunakan dalam rentang frekuensi yang sangat besar dari nol hingga 1012 Hz.

Keunggulan perangkat elektronik ini menyebabkan penggunaannya untuk perbaikan, amplifikasi, pembangkitan, konversi frekuensi, osilografi fenomena listrik dan non-listrik, kontrol dan pengaturan otomatis, transmisi dan penerimaan gambar televisi, berbagai pengukuran dan proses lainnya.

Perangkat electrovacuum adalah perangkat yang ruang kerjanya, diisolasi oleh cangkang kedap gas, memiliki tingkat vakum yang tinggi atau diisi dengan media khusus (uap atau gas) dan tindakannya didasarkan pada penggunaan fenomena listrik di ruang hampa atau gas.

Vakum harus dipahami sebagai keadaan gas, khususnya udara, pada tekanan di bawah atmosfer. Sehubungan dengan EVP, konsep “vakum” didefinisikan berdasarkan sifat pergerakan elektron. Jika elektron bergerak bebas di ruang angkasa, tanpa bertabrakan dengan molekul yang tersisa setelah gas dipompa keluar, maka elektron tersebut disebut ruang hampa. Dan jika elektron bertabrakan dengan molekul gas, maka kita harus berbicara tentang gas yang dijernihkan.

Perangkat elektrovakum dibagi menjadi elektronik, di mana arus elektronik murni mengalir dalam ruang hampa, dan ionik (pelepasan gas), yang ditandai dengan pelepasan listrik dalam gas (atau uap).

Dalam perangkat elektronik, ionisasi praktis tidak ada, dan penghalusan gas karena tekanan kurang dari 100 μPa, karakteristik vakum tinggi.

Pada perangkat ion, tekanannya adalah 133 * 10 -3 Pa dan lebih tinggi. Dalam hal ini, sebagian besar elektron yang bergerak bertabrakan dengan molekul gas dan mengionisasinya.

Ada kelompok EVP konduktif (bebas pelepasan) lainnya. Tindakan mereka didasarkan pada penggunaan fenomena yang terkait dengan arus listrik pada konduktor padat atau cair yang terletak di gas yang dibuang. Di perangkat ini muatan listrik tidak dalam gas atau vakum. Ini termasuk lampu pijar, stabilisator arus, kapasitor vakum, dll.

Kelompok khusus EVP terdiri dari tabung elektronik yang ditujukan untuk berbagai macam transformasi besaran listrik. Lampu-lampu tersebut adalah generator, amplifier, penyearah, konverter frekuensi, detektor, pengukur, dll.

Tergantung pada frekuensi operasi, tabung vakum dibagi menjadi frekuensi rendah, frekuensi tinggi dan frekuensi ultra-tinggi.

Di semua EVP, aliran elektron dapat diatur dengan mempengaruhinya menggunakan medan listrik atau magnet. Tabung elektronik yang memiliki dua elektroda - katoda dan anoda - disebut dioda. Dioda untuk menyearahkan arus bolak-balik pada catu daya disebut kenotron. Lampu yang mempunyai elektroda kendali berbentuk kisi-kisi ini mempunyai jumlah elektroda tiga sampai delapan dan masing-masing disebut: trioda, tetroda, pentoda, heksoda, heptoda dan oktoda. Dalam hal ini, lampu dengan dua kisi atau lebih diklasifikasikan ke dalam kelompok lampu multi-elektroda. Jika lampu berisi beberapa sistem elektroda dengan aliran elektron independen, maka disebut gabungan (ganda, dioda, trioda ganda, trioda-pentoda, dioda-pentoda ganda, dll).

Perangkat ion utama adalah tiratron, dioda zener, lampu dengan indikasi tanda, katup merkuri (terkontrol dan tidak terkontrol), arester ion, dll.

Kelompok besar terdiri dari perangkat sinar katoda, yang meliputi tabung gambar (tabung penerima televisi), tabung televisi pemancar, tabung osilografi dan penyimpanan, konverter gambar elektron-optik, saklar sinar katoda, tabung indikator stasiun radar dan hidroakustik, dll.

Kelompok perangkat fotoelektronik meliputi fotosel elektrovakum (elektronik dan ionik) dan pengganda fotoelektronik. Perangkat penerangan listrik meliputi lampu pijar, sumber cahaya pelepasan gas, dan lampu neon.

Tempat khusus ditempati oleh tabung sinar-X, penghitung partikel elementer, dan perangkat khusus lainnya.

Perangkat electrovacuum juga diklasifikasikan menurut kriteria lain: berdasarkan jenis katoda (panas atau dingin), berdasarkan bahan dan desain silinder (kaca, logam, keramik, gabungan), berdasarkan jenis pendinginan (alami atau radiasi, dan paksa - udara, air, uap ).

Perangkat Electrovacuum (EVD) adalah perangkat di mana arus listrik dihasilkan oleh aliran elektron atau ion yang bergerak dalam lingkungan vakum atau gas inert yang tinggi. EVP dibagi menjadi lampu yang dikontrol secara elektronik (ECL), tabung sinar katoda (CRT), perangkat pelepasan gas (GD) dan perangkat fotolistrik (fotoelektronik).

Dalam EUL, arus listrik dihasilkan oleh pergerakan elektron dalam ruang hampa tinggi (tekanan gas hanya 1,33 () Pa (mm Hg)) dari satu elektroda ke elektroda lainnya. EUL yang paling sederhana adalah dioda.

Dioda. Dioda hanya berisi dua elektroda: katoda dan anoda. Katoda adalah sumber elektron bebas. Agar elektron dapat meninggalkan katoda, elektron perlu diberi energi tambahan yang disebut fungsi kerja. Elektron menerima energi ini ketika katoda dipanaskan dengan arus listrik. Emisi elektron oleh katoda yang dipanaskan disebut emisi termionik.

Muatan ruang negatif yang dibentuk oleh elektron yang keluar dari katoda menciptakan medan listrik di permukaannya, yang mencegah elektron meninggalkan katoda, sehingga membentuk penghalang potensial pada jalurnya.

Tegangan positif relatif terhadap katoda diterapkan ke anoda, yang mengurangi penghalang potensial pada permukaan katoda. Elektron, yang energinya cukup untuk mengatasi penghalang potensial, meninggalkan daerah muatan ruang, memasuki medan listrik percepatan tegangan anoda dan bergerak menuju anoda, menciptakan arus anoda. Ketika tegangan anoda meningkat, arus anoda dioda juga meningkat.

Dengan tegangan anoda negatif, penghalang potensial pada permukaan katoda meningkat, energi elektron tidak cukup untuk mengatasinya, dan tidak ada arus yang mengalir melalui dioda. Ini adalah fitur penting dari dioda - konduktivitas listrik satu arahnya.

Pada Gambar. Gambar 3.1 menunjukkan simbol dioda dan diagram hubungannya dengan sumber tegangan anoda.

triode. Berbeda dengan dioda, trioda memiliki tiga elektroda: katoda, anoda, dan jaringan (Gbr. 3.2, a, b). Grid berada

antara katoda dan anoda di sekitar katoda. Jika tegangan negatif diterapkan ke jaringan (Gbr. 3.2, c), maka penghalang potensial di katoda akan meningkat dan arus anoda akan berkurang. Pada tegangan jaringan negatif tertentu yang disebut tegangan mati U CK .з an, arus anoda akan turun menjadi nol. Jika tegangan positif diterapkan ke jaringan (Gbr. 3.2, d), maka medan listrik yang dihasilkan antara katoda dan jaringan akan menyebabkan penurunan penghalang potensial dan peningkatan arus anoda.

Karena jaringan terletak lebih dekat ke katoda daripada anoda, tegangan yang diterapkan padanya mempengaruhi penghalang potensial dan arus anoda trioda jauh lebih kuat daripada tegangan anoda dengan nilai yang sama. Oleh karena itu, dalam trioda, arus anoda dikendalikan dengan mengubah tegangan jaringan, dan bukan tegangan anoda.

Karakteristik utama dari triode adalah kumpulan karakteristik jaringan anoda statis (transfer), yang diambil pada tegangan anoda yang berbeda U a k (Gbr. 3.3, a), dan karakteristik anoda (keluaran) I a = f (U ak), diambil pada tegangan jaringan yang berbeda (Gbr. 3.3, b).

Kerugian dari triode adalah kapasitansi feed-through yang besar (kapasitansi antara grid dan anoda) dan penguatan statis yang rendah. Kerugian ini dihilangkan dengan memasukkan grid kedua ke dalam EUL.

tetroda. Ini adalah lampu empat elektroda yang dikontrol secara elektronik yang berisi katoda, anoda, dan dua kisi (Gbr. 3.4, a). Grid pertama, yang terletak di dekat katoda, digunakan, seperti pada triode, untuk mengontrol arus anoda dan disebut grid kontrol. Grid kedua, terletak di antara grid pertama dan anoda, adalah semacam layar di antara elektroda-elektroda tersebut. Sebagai hasil dari efek pelindung dari jaringan kedua, kapasitas keluaran lampu dan pengaruh tegangan anoda pada

Potensi penghalang di permukaan katoda. Oleh karena itu, untuk menciptakan pergerakan elektron yang terarah dari katoda ke anoda, tegangan positif U c 2 k diterapkan pada jaringan kedua, yang disebut tegangan pelindung, yang sama dengan atau sedikit lebih kecil dari tegangan anoda. Dalam hal ini, sebagian elektron mengenai jaringan pelindung dan menciptakan arus I c2 dari jaringan ini.

Elektron yang mengenai anoda akan melumpuhkan elektron sekunder dari anoda. Ketika (dan kasus seperti itu terjadi selama operasi tetroda), elektron sekunder tertarik oleh jaringan pelindung, yang menyebabkan peningkatan arus jaringan pelindung dan penurunan arus anoda. Fenomena ini disebut efek dinatron. Untuk menghilangkan efek dinatron, yang membatasi area kerja EUL, dibuat penghalang potensial untuk elektron sekunder antara anoda dan jaring pelindung. Penghalang semacam itu dibentuk dengan meningkatkan kerapatan fluks elektron karena pemfokusannya pada tetroda berkas (Gbr. 3.4, b) atau dengan memasukkan jaringan ketiga, yang biasanya memiliki potensial nol, antara jaringan pelindung dan anoda.

pentode. EUL lima elektroda disebut pentoda (Gbr. 3.4, i). Potensi nol dari jaringan ketiga, yang disebut antidinatron atau pelindung, dipastikan dengan menghubungkannya secara elektrik ke katoda.

Ciri-ciri utama tetroda dan pentoda adalah kelompok karakteristik anoda statis (keluaran) at dan anoda jaringan, yang diambil pada tegangan konstan U c 2k dan diplot pada grafik yang sama (Gbr. 3.5).

Parameter yang mengkarakterisasi sifat penguatan EUL adalah:

kemiringan karakteristik jaringan anoda

resistensi internal (diferensial).

keuntungan statis

Parameter S, dan , disebut diferensial, dihubungkan satu sama lain melalui relasi.

Tabung sinar katoda

Tabung sinar katoda (CRT) adalah perangkat vakum elektronik yang menggunakan aliran elektron yang terkonsentrasi dalam bentuk berkas. Perangkat ini berbentuk tabung yang direntangkan searah dengan pancaran sinar. Elemen utama CRT adalah silinder kaca, atau bohlam, lampu sorot elektronik, sistem defleksi, dan layar (Gbr. 3.6).

Silinder 7 berfungsi untuk menjaga vakum yang diperlukan di CRT dan melindungi elektroda dari mekanis dan

dampak iklim. Sebagian permukaan bagian dalam silinder dilapisi dengan film grafit 8 yang disebut aquadag. Tegangan positif relatif terhadap katoda diterapkan ke aquadag.

Lampu sorot elektronik dirancang untuk menghasilkan berkas elektron (balok) terfokus dengan rapat arus yang diperlukan. Ini terdiri dari katoda termionik 2, di dalamnya terdapat pemanas 1, elektroda kontrol 3, yang disebut modulator, 4 anoda pertama dan 5 kedua. Modulator dan anoda dibuat dalam bentuk silinder berongga, koaksial dengan katoda silinder.

Modulator dihubungkan ke sumber tegangan negatif yang dapat diatur dari nol hingga beberapa puluh volt. Tegangan positif diterapkan ke anoda: beberapa ratus volt untuk anoda pertama dan beberapa kilovolt untuk anoda kedua.

Medan listrik tidak seragam terbentuk antara modulator dan anoda pertama, yang memfokuskan semua elektron yang dipancarkan dari katoda dan melewati lubang modulator pada titik tertentu pada sumbu CRT di rongga anoda pertama. Medan listrik ini disebut lensa elektrostatis.

Lensa elektrostatik kedua terbentuk antara anoda pertama dan kedua. Berbeda dengan fokus pendek yang pertama, fokusnya panjang: fokusnya terletak pada sumbu CRT di bidang layar 9.

Perubahan tegangan modulator menyebabkan perubahan jumlah elektron yang dapat mengatasi penghalang potensial di katoda dan memasuki medan listrik percepatan anoda pertama. Akibatnya, tegangan modulator menentukan kepadatan berkas elektron dan kecerahan titik cahaya pada layar CRT. Memfokuskan sinar pada layar CRT dicapai dengan mengubah medan listrik yang tidak seragam pada lensa elektrostatis kedua dengan mengubah tegangan anoda pertama.

Sistem defleksi berfungsi untuk mengarahkan berkas elektron yang terfokus ke titik mana pun di layar. Hal ini dicapai dengan memaparkan berkas elektron ke medan listrik atau magnet melintang.

Ketika berkas elektron dibelokkan oleh medan listrik (defleksi elektrostatis), tegangan defleksi diterapkan pada dua pasang pelat sejajar yang saling tegak lurus 6. Berkas elektron, yang lewat di antara pelat, dibelokkan ke pelat dengan potensial lebih tinggi. Pelat yang medan listriknya membelokkan berkas elektron ke arah horizontal disebut defleksi horizontal atau pelat X, dan dalam arah vertikal disebut defleksi vertikal atau pelat Y.

Parameter utama sistem defleksi elektrostatis adalah sensitivitas defleksi S, yang didefinisikan sebagai rasio defleksi titik bercahaya pada layar CRT terhadap tegangan defleksi. Untuk CRT modern S E = 0,1 ... 3 mm/V.

Selain elektrostatis, defleksi magnetik berkas elektron juga digunakan. Medan magnet yang dibelokkan ditimbulkan oleh arus yang melewati dua pasang kumparan yang terletak saling tegak lurus dengan leher CRT.

Layar dari 9 tabung sinar katoda, yang digunakan untuk mengubah sinyal listrik menjadi cahaya, dilapisi dengan komposisi khusus - fosfor, yang bersinar ketika aliran elektron terfokus mengenainya. Seng dan seng-kadmium sulfida, seng silikat (willemite), kalsium dan kadmium tungstat digunakan sebagai fosfor. Layar seperti itu disebut berpendar.

Hanya sebagian energi berkas elektron yang dihabiskan untuk pancaran fosfor. Sisa energi pancaran ditransfer ke elektron layar dan menyebabkan emisi elektron sekunder dari permukaan layar. Elektron sekunder ditarik oleh aquadag, yang biasanya dihubungkan secara elektrik ke anoda kedua.

Layar CRT yang digunakan untuk menghasilkan gambar berwarna mengandung butiran fosfor dengan pendaran biru, merah dan hijau - triad yang disusun dalam urutan tertentu. Di leher tabung terdapat tiga lampu sorot elektronik otonom. Mereka diposisikan sedemikian rupa sehingga berkas elektronnya berpotongan agak jauh dari layar. Topeng bayangan dipasang pada bidang perpotongan sinar, yang di dalamnya terdapat banyak lubang. Setelah melewati lubang pada topeng, masing-masing berkas elektron mengenai elemen triadnya (Gbr. 3.7).

Dengan mencampurkan tiga warna dengan kecerahan berbeda, diperoleh cahaya dengan warna yang diinginkan.

Selain layar neon, ada layar dielektrik. Berkas elektron, yang bergerak melintasi layar seperti itu, menciptakan berbagai muatan di bagiannya, yaitu semacam potensi pelepasan yang dapat bertahan lama. Layar dielektrik digunakan dalam penyimpanan CRT, yang disebut potensialoskop.

PERANGKAT PEMBUATAN GAS

Prinsip pengoperasian alat pelepasan gas (GD) didasarkan pada fenomena kelistrikan yang terjadi di lingkungan gas.

Silinder rekahan hidrolik diisi dengan gas inert (neon, argon, helium, dll.), campurannya, hidrogen atau uap merkuri. Dalam kondisi normal, sebagian besar atom dan molekul suatu gas netral secara listrik dan gas tersebut merupakan dielektrik yang baik. Peningkatan suhu, paparan medan listrik yang kuat atau partikel berenergi tinggi menyebabkan ionisasi gas. Ionisasi gas yang terjadi ketika elektron yang bergerak cepat bertabrakan dengan atom gas netral disebut ionisasi tumbukan. Hal ini disertai dengan munculnya elektron bebas dan ion positif, yang menyebabkan peningkatan konduktivitas listrik gas secara signifikan. Gas yang sangat terionisasi disebut plasma ion elektron atau hanya plasma.

Seiring dengan proses ionisasi gas, terjadi pula proses sebaliknya yang disebut rekombinasi. Karena energi total elektron dan ion positif lebih besar daripada energi atom netral, selama rekombinasi sebagian energi dilepaskan, yang disertai dengan pancaran gas.

Proses melewatkan arus listrik melalui gas disebut pelepasan listrik dalam gas. Karakteristik arus-tegangan dari celah pelepasan gas ditunjukkan pada Gambar. 3.8.

Pada tegangan U 3 , yang disebut tegangan penyalaan, ionisasi gas bersifat seperti longsoran salju. Resistansi celah pelepasan gas anoda - katoda menurun tajam, dan lucutan pijar muncul di pelepasan gas (bagian CD). Tegangan pembakaran U r, yang mendukung lucutan pijar, agak lebih kecil dari tegangan penyalaan. Selama pelepasan cahaya, ion positif bergerak menuju katoda dan, ketika mengenai permukaannya, meningkatkan jumlah elektron yang dipancarkan darinya karena pemanasan dan sekunder.

tidak ada emisi elektron. Karena pengion eksternal tidak diperlukan, lucutan pijar disebut mandiri, berbeda dengan pelepasan di bagian AB, yang memerlukan pengion eksternal (radiasi kosmik, emisi termionik, dll.) untuk kemunculannya dan disebut non- mandiri. Dengan peningkatan arus yang signifikan di zona rekahan hidrolik, terjadi pelepasan busur (bagian EF). Jika pelepasan busur didukung oleh emisi termionik katoda karena pemanasannya oleh ion positif yang mengenai permukaan, maka pelepasan tersebut disebut swasembada. Jika emisi termionik katoda dihasilkan oleh pemanasannya dari sumber tegangan eksternal, maka pelepasan busur disebut tidak mandiri.

Pelepasan pijar, disertai pijaran gas, digunakan pada lampu neon, tanda pelepasan gas dan indikator linier, dioda zener, dan beberapa perangkat rekahan hidrolik lainnya.

Indikator pelepasan gas. Indikator pelepasan gas yang signifikan terdiri dari silinder berisi gas, sepuluh katoda, dan satu anoda umum. Katoda berbentuk angka, huruf atau simbol lainnya. Tegangan diterapkan ke anoda dan salah satu katoda melalui resistor pembatas. Pelepasan cahaya terjadi di antara elektroda-elektroda ini, yang berbentuk katoda. Dengan mengganti katoda yang berbeda, tanda yang berbeda dapat ditampilkan. Indikator tanda segmental lebih universal. Jadi, indikator pelepasan pijar segmen IN-23, yang terdiri dari 13 segmen, memungkinkan, dengan peralihan katoda segmen yang sesuai, untuk menyorot angka apa pun dari 0 hingga 9, huruf alfabet Rusia atau Latin.

Indikator pelepasan gas linier (LGI) menampilkan informasi tentang tegangan atau arus dalam suatu rangkaian dalam bentuk titik atau garis bercahaya. Posisi titik dan panjang garis sebanding dengan tegangan atau arus pada rangkaian. Sistem elektroda LGI memiliki bentuk silinder memanjang.

Dioda zener pelepasan gas. Dioda zener (Gbr. 3.9, a) memiliki dua elektroda - katoda 1, dibuat dalam bentuk silinder berongga, dan anoda 3 dalam bentuk batang tipis yang terletak di sepanjang sumbu katoda. Untuk menurunkan tegangan penyalaan, pin 2 kecil, yang disebut elektroda penyalaan, dilas di bagian dalam katoda.

Pengoperasian dioda zener pelepasan pijar didasarkan pada pemeliharaan tegangan pembakaran yang hampir konstan pada elektrodanya ketika arus yang mengalir melalui dioda zener berubah dalam batas yang signifikan (bagian CD pada Gambar 3.8).

Dioda zener digunakan untuk menstabilkan tegangan pada rangkaian DC.

Tiratron. Perangkat rekahan hidrolik yang lebih kompleks adalah thyratron. Ini berisi katoda, anoda, dan satu atau lebih elektroda kontrol yang disebut grid. Tiratron dapat berada dalam dua keadaan stabil: non-konduksi dan konduksi. Pada Gambar. 3.9, b menunjukkan perangkat thyratron dengan katoda dingin tipe MTX-90. Tiratron terdiri dari katoda silinder 1, anoda logam batang 2 dan jaring logam 3 yang dibuat dalam bentuk mesin cuci. Ketika tegangan kecil, positif relatif terhadap katoda, diterapkan ke jaringan, pelepasan “tenang” tambahan terjadi antara jaringan dan katoda. Ketika tegangan positif diterapkan ke anoda, pelepasan muatan listrik ditransfer ke anoda. Semakin besar arus pelepasan tambahan pada rangkaian jaringan, semakin rendah tegangan penyalaan thyratron. Setelah terjadi pelepasan antara katoda dan anoda, perubahan tegangan jaringan tidak mempengaruhi kekuatan arus thyratron, dan arus yang melalui thyratron dapat dihentikan dengan mengurangi tegangan anoda ke nilai yang lebih kecil dari tegangan pembakaran.

Tiratron pelepasan cahaya mengonsumsi sangat sedikit energi, beroperasi pada rentang suhu yang luas, tidak sensitif terhadap beban berlebih jangka pendek, dan siap beraksi secara instan. Karena kualitas ini mereka digunakan perangkat pulsa, generator, beberapa unit komputer, peralatan relay, perangkat display, dll.

PERANGKAT FOTOVOLTAIK

Perangkat fotolistrik elektrovakum dan pelepasan gas termasuk fotosel dan fotomultiplier, yang prinsip operasinya didasarkan pada penggunaan efek fotolistrik eksternal.

Fotosel (Gbr. 3.10) memiliki labu kaca 2 yang di dalamnya tercipta ruang hampa (fotosel vakum listrik

ment) atau yang diisi dengan gas inert (fotosel pelepasan gas) Terdiri dari anoda dan fotokatoda Fotokatoda adalah permukaan bagian dalam bohlam 3 (dengan pengecualian area kecil - jendela 1), ditutupi dengan lapisan perak, di atasnya diaplikasikan lapisan cesium oksida. Anoda 4 dibuat berbentuk cincin agar tidak mengganggu aliran cahaya. Anoda dan katoda dilengkapi dengan kabel 6 yang melewati wadah plastik 5 pada labu.

Ketika fotokatoda disinari oleh fluks cahaya, elektron akan terlempar keluar. Jika tegangan positif relatif terhadap katoda diterapkan ke anoda, elektron yang tersingkir dari fotokatoda akan tertarik ke anoda, menciptakan arus foto I f di sirkuitnya. Ketergantungan arus foto pada fluks cahaya disebut karakter cahaya.

karakteristik fotosel. Arus foto juga bergantung pada tegangan U yang diterapkan antara fotokatoda dan anoda. Ketergantungan ini disebut karakteristik arus-tegangan anodik. Ia memiliki daerah saturasi yang jelas, di mana arus foto sedikit bergantung pada tegangan anoda (Gbr. 3.11, a)

Dalam fotosel pelepasan gas, peningkatan tegangan U menyebabkan ionisasi gas dan peningkatan arus foto (Gbr. 3.11, b).

Karena nilai arus foto yang rendah (hingga beberapa puluh mikroamp untuk fotosel vakum dan beberapa unit mikroamp untuk fotosel pelepasan gas), fotosel biasanya digunakan dengan penguat lampu atau transistor.

Tabung fotomultiplier (PMT) adalah EVP di mana arus emisi fotoelektron diperkuat karena emisi elektron sekunder. Dalam wadah kaca pengganda foto (Gbr. 3.12), di mana vakum tinggi dipertahankan, selain fotokatoda K dan anoda A, terdapat elektroda tambahan yang merupakan pemancar elektron sekunder dan disebut dinoda. Jumlah dinoda dalam pengganda foto bisa mencapai 14. Tegangan positif diterapkan ke dinoda, dan tegangan dinoda meningkat seiring dengan jarak dari fotokatoda. Tegangan antara dinoda yang berdekatan adalah sekitar 100 V. Ketika fotokatoda menyala, elektron terbang keluar dari permukaannya, yang dipercepat oleh medan pelepasan listrik yang pertama.

dynode dan jatuh pada dinode pertama, melumpuhkan elektron sekunder darinya. Jumlah elektron yang terakhir beberapa kali lebih besar dari jumlah elektron yang dipancarkan dari fotokatoda. Di bawah pengaruh medan listrik antara dinoda pertama dan kedua, elektron yang dipancarkan dari dinoda pertama memasuki dinoda kedua D2, melumpuhkan elektron sekunder darinya. Jumlah elektron sekunder yang terlempar dari dinoda D2 beberapa kali lebih besar daripada jumlah elektron yang menabraknya. Dengan demikian, peningkatan jumlah elektron sekunder terjadi pada setiap dinoda. Akibatnya, dalam PMT, arus foto katoda dikalikan, yang memungkinkannya digunakan untuk mengukur fluks cahaya yang sangat rendah. Arus keluaran PMT mencapai beberapa puluh miliampere.

Soal tes dan tugas

1. Jelaskan prinsip pengendalian arus anoda pada EUL menggunakan tegangan jaringan kendali.

2. Sebutkan bagian-bagian utama CRT kendali sinar elektrostatis dan jelaskan tujuannya.

3. Sebutkan jenis utama alat pelepasan gas dan areanya
aplikasi mereka.

4. Berikan penjelasan singkat tentang efek fotolistrik luar. Apa
Bagaimana fenomena ini digunakan dalam fotosel dan pengganda foto?

Informasi terkait.

Definisi . Alat vakum elektrik adalah alat yang prinsip pengoperasiannya didasarkan pada pemanfaatan fenomena kelistrikan dalam gas atau ruang hampa yang terjadi pada suatu ruang kerja yang diisolasi dari lingkungan oleh selubung kedap gas (silinder).

Perangkat vakum listrik dan pelepasan gas dibuat dalam bentuk silinder kaca, keramik atau logam, di dalamnya ditempatkan elektroda dalam kondisi vakum tinggi atau gas inert: katoda, anoda, kisi-kisi. Katoda merupakan pemancar (emitor) elektron bebas, anoda merupakan pengumpul (kolektor) pembawa muatan. Arus anoda dikontrol menggunakan grid atau elektroda kontrol.

Untuk mendapatkan gambaran tentang perangkat vakum listrik dan pelepasan gas yang digunakan dalam peralatan elektronik penerbangan, mari kita pertimbangkan klasifikasinya.

Klasifikasi dan penunjukan grafis simbolik

1. Berdasarkan jumlah elektrodanya, alat elektronika dibedakan menjadi dua elektroda (vacuum diode), tiga elektroda (vacuum triode), dan lampu multi-elektroda.

Beras. 1.

Dioda elektrovakum - Ini adalah lampu dua elektroda yang terdiri dari katoda dan anoda. Jika tegangan di anoda relatif positif terhadap katoda, maka elektron yang dipancarkan oleh katoda bergerak menuju anoda sehingga menimbulkan arus anoda. Bila tegangannya negatif, tidak ada arus pada anoda, oleh karena itu dioda hanya menghantarkan arus dalam satu arah. Properti dioda ini menentukan tujuan utamanya - menyearahkan arus bolak-balik. Penunjukan grafis simbolis dari dioda vakum listrik ditunjukkan pada Gambar. 1.

Trioda elektrovakum- Ini adalah lampu tiga elektroda yang di dalamnya terdapat kisi-kisi antara anoda dan katoda. Grid dirancang untuk mengatur arus anoda. Tegangan jaringan mengubah medan antara anoda dan katoda sehingga mempengaruhi arus anoda. Jika tegangan jaringan relatif negatif terhadap katoda, maka hal ini mempunyai efek penghambatan pada elektron yang dipancarkan oleh katoda, akibatnya arus anoda berkurang. Ketika tegangan jaringan positif, hal ini mempunyai efek percepatan pada elektron, meningkatkan arus anoda. Dalam hal ini, sebagian elektron mengenai jaringan sehingga menciptakan arus jaringan. Oleh karena itu, jaringan adalah elektroda kontrol, tegangan yang memungkinkan Anda mengubah arus anoda.

Penunjukan grafis konvensional dari triode vakum listrik ditunjukkan pada Gambar. 2.

Beras. 2.

Untuk meningkatkan efek pada arus anoda, jaringan ditempatkan lebih dekat ke katoda. Ketika tegangan pada jaringan negatif, praktis tidak ada arus di dalamnya.

Beras. 3. Penunjukan grafis konvensional dari trioda: a - dengan jaringan katoda; b - dengan kisi layar

KE lampu multigrid mengaitkan: tetroda- dengan dua kisi, pentoda- dengan tiga kisi, heksoda- dengan empat kisi, heptoda- dengan lima grid dan oktode- dengan enam grid. Yang paling umum adalah tetroda dan pentoda.

kamu tetroda salah satu jaringan disebut jaringan kontrol dan mempunyai tegangan negatif. Grid lainnya terletak di antara kontrol dan anoda atau antara kontrol dan katoda. Dalam kasus pertama, jaringan seperti itu disebut pelindung, yang kedua - katoda.

Penunjukan grafis konvensional dari tetroda vakum listrik ditunjukkan pada Gambar. 3.

Pada tetroda dengan jaringan penyaringan, arus katoda didistribusikan antara jaringan penyaringan dan anoda. Keuntungan utama tetrode tersebut adalah pengurangan kapasitansi antara anoda dan jaringan kontrol. Jaring pelindung mengurangi kapasitansi ini hingga sepersekian pikofarad dan mengurangi permeabilitas anoda.

Namun, kedekatan jaringan pelindung ke anoda memiliki kelemahan yaitu pada tegangan rendah anoda muncul efek dinatron- pengurangan arus anoda karena emisi sekunder (penurunan karakteristik anoda (Gbr. 3.4)). Dalam hal ini, elektron sekunder tidak kembali ke katoda, namun ditangkap oleh jaringan penyaringan.

pentode disebut lampu dengan tiga kisi. Pengenalan grid ketiga disebabkan oleh kebutuhan untuk menghilangkan karakteristik efek dinatron tetrode. Jaringan ini disebut jaringan pelindung (atau antidinatron) dan terletak di antara jaringan pelindung dan anoda. Tegangan pada jaringan ini biasanya dibuat sama dengan tegangan pada katoda; untuk tujuan ini kadang-kadang dihubungkan ke katoda di dalam labu. Efek dinatron dihilangkan karena adanya penghalang potensial yang terbentuk di ruang antara anoda dan jaring penyaringan. Pada saat yang sama, penghalang potensial ini tidak menimbulkan hambatan berarti bagi elektron yang bergerak menuju anoda dengan kecepatan tinggi.

2. Menurut fitur desain rangkaian filamen, tabung elektronik dibagi menjadi lampu dengan katoda yang dipanaskan secara langsung dan lampu dengan katoda yang dipanaskan secara tidak langsung.

Katoda filamen langsung adalah filamen logam yang terbuat dari bahan dengan resistansi tinggi (tungsten atau tantalum), yang dilalui arus pijar. Katoda ini dicirikan oleh kehilangan panas yang rendah, kesederhanaan desain dan inersia termal yang rendah. Kerugian dari katoda tersebut adalah harus diberi daya dengan arus searah. Ketika ditenagai oleh arus bolak-balik dengan frekuensi 50 Hz, arus emisi berubah dua kali frekuensi tegangan suplai, yang menciptakan kebisingan latar belakang frekuensi rendah yang tidak diinginkan.

Katoda filamen tidak langsung mewakili tabung yang berisi filamen di dalamnya. Filamen diisolasi dari katoda. Hasilnya, denyut suhu dan arus emisi ketika filamen diberi daya dengan arus bolak-balik praktis dihaluskan.

• 3. Dengan sengaja lampu dibagi menjadi penerima-penguat, generator, konverter frekuensi, detektor, pengukur dan seterusnya.
• 4. Tergantung pada rentang frekuensi operasi membedakan lampu rendah ( dari 1 - 30MHz), tinggi(dari 30 hingga 600 MHz) dan sangat tinggi(lebih dari 600 MHz) frekuensi.
• 5. Berdasarkan jenis emisi elektronik membedakan lampu dengan termionik, sekunder Dan fotoelektronik emisi.

Emisi elektron diperlukan untuk menciptakan aliran elektron di dalam perangkat vakum listrik di antara elektroda.

Emisi termionik adalah proses elektron meninggalkan benda padat atau cair ke dalam ruang hampa atau gas.

Emisi elektron sekunder mengacu pada emisi elektron oleh suatu benda akibat pemboman elektron yang dipancarkan oleh benda lain.

Emisi fotoelektron mengacu pada emisi elektron oleh suatu benda yang terletak dalam aliran energi radiasi.

2.1.2 Karakteristik dan parameter

Karakteristik lampu menyatakan ketergantungan arus pada tegangan pada berbagai rangkaiannya. Sifat-sifat tabung elektron dinilai dengan anodik atau jaringan anoda karakteristik statis.

Anoda karakteristik statis adalah ketergantungan arus anoda yang dinyatakan secara grafis SAYA A dari tegangan di anoda kamu A. Kecanduan SAYA A = F(kamu A) dihilangkan untuk beberapa nilai tegangan konstan kamu Dengan(pengecualian adalah karakteristik anoda dioda). Penampilan karakteristik anoda ditentukan oleh jumlah elektroda pada lampu (Gambar 4).

Beras. 4. Karakteristik anoda tabung elektronik: a - dioda; b - trioda; c - tetroda; g - pentoda

Karakteristik statis jaringan anoda adalah ketergantungan arus anoda yang dinyatakan secara grafis SAYA A dari tegangan jaringan kamu C pada nilai tegangan anoda tetap kamu A. Sama seperti karakteristik ketergantungan anodik SAYA A = f(kamu Dengan ) diambil untuk beberapa nilai konstan tegangan anoda Ua. (Gambar 5).

Semakin tinggi tegangan anoda kamu A, semakin tinggi dan ke kiri karakteristik jaringan anoda berada SAYA A = f(kamu Dengan ) . Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa pada tegangan anoda yang lebih tinggi, tegangan negatif yang lebih besar harus diterapkan pada jaringan sehingga medan listrik yang dihasilkan dalam ruang antara katoda dan jaringan tetap besarnya tidak berubah.

KE parameter kelistrikan dasar dioda vakum meliputi yang berikut: perangkat pelepasan gas vakum

1. Resistansi DC internal:

Di mana kamu A- komponen konstan tegangan anoda, SAYA A- komponen konstan arus anoda.

Beras. 5. Karakteristik jaringan anoda tabung elektron: a - trioda; b - pentoda

2. Resistansi diferensial internal R D Dioda mewakili resistansi ruang antara anoda dan katoda untuk arus bolak-balik. Ini adalah kebalikan dari kemiringan dan ditentukan menggunakan karakteristik statis anoda (Gbr. 3.4, a):

dan biasanya berjumlah ratusan dan terkadang puluhan ohm.

Biasanya resistensi R 0 lagi R D .

3. Kemiringan S menunjukkan bagaimana arus anoda berubah ketika tegangan anoda berubah dan dinyatakan dengan ketergantungan berikut:

• 4. Tegangan filamen U N- tegangan yang disuplai ke pemanas. Nilai ini adalah nilai paspor. Ketika lampu kurang panas, suhu katoda menurun, dan juga arus emisi. Ketika tegangan filamen meningkat tajam kamu N masa pakai katoda berkurang tajam, sehingga tegangan filamen tidak boleh menyimpang lebih dari 10% dari tegangan nominal.
• 5. Arus emisi I e - arus maksimum yang dapat diperoleh akibat emisi elektron oleh katoda termionik. Hal ini diwakili oleh total muatan elektron yang meninggalkan katoda termionik dalam satu detik.
• 6. Dapat diterima tegangan balik dioda kamu arr maks- tegangan negatif maksimum pada anoda yang dapat ditahan oleh dioda tanpa melanggar sifat konduktivitas satu arah.

Parameter beberapa dioda vakum serial diberikan dalam Tabel. 1.

Tabel 1. Parameter utama dioda vakum serial

Parameter kelistrikan utama tabung elektronik yang terdiri dari tiga atau lebih elektroda meliputi:

1. Resistansi internal (output) lampu adalah resistansi dari celah anoda-katoda lampu untuk komponen bolak-balik arus anoda ditentukan dengan rumus:

Di mana kamu A - perubahan tegangan di anoda, V; SAYA A- perubahan arus anoda, mA. Untuk dioda vakum, resistansi internal disebut resistansi arus bolak-balik dan didefinisikan sebagai:

2. Kemiringan karakteristik S menunjukkan berapa miliampere arus anoda lampu akan berubah ketika tegangan pada jaringan kontrol berubah sebesar 1 V pada tegangan konstan pada anoda dan jaringan lainnya:

Di mana kamu Dengan - perubahan tegangan jaringan, V.

Perlu dicatat bahwa semakin besar kecuraman, semakin kuat aksi kontrol jaringan dan semakin tinggi penguatan lampu yang dapat diperoleh, semua hal dianggap sama.

3. Keuntungan statis menunjukkan berapa kali perubahan tegangan pada jaringan pertama mempunyai pengaruh yang lebih kuat terhadap arus anoda dibandingkan perubahan tegangan anoda. Penguatan ditentukan oleh rasio perubahan tegangan anoda terhadap perubahan tegangan jaringan, yang sama-sama mempengaruhi arus anoda:

4. Daya yang dihamburkan di anoda ditentukan dengan rumus:

5. Daya keluaran Pout mencirikan daya berguna yang disuplai oleh lampu ke sirkuit eksternal.

Parameter dari beberapa trioda serial, tetroda, dan pentoda diberikan dalam tabel. 2.

Tabel 2. Parameter dasar trioda serial, tetroda dan pentoda

Perangkat elektrovakum.

1. Elektrovakum adalah perangkat yang konduktivitas listriknya dilakukan oleh elektron atau ion yang bergerak antar elektroda melalui ruang hampa atau gas. Perangkat electrovacuum dibagi menjadi lampu yang dikontrol secara elektronik, berkas elektron Dan perangkat pelepasan gas.

Elemen struktural dasar dari setiap perangkat vakum listrik adalah elektroda yang ditempatkan di dalam silinder (cangkang kedap gas). Elektroda alat vakum listrik adalah suatu konduktor yang memancarkan (memancarkan) atau mengumpulkan elektron (ion) atau mengendalikan pergerakannya dari elektroda ke elektroda dengan menggunakan medan listrik. Tergantung pada tujuannya, elektroda perangkat vakum listrik berikut dibedakan: katoda, anoda, dan kontrol.

^ Katoda– merupakan sumber elektron dalam alat vakum listrik.

Anoda– elektroda percepatan - biasanya berfungsi sebagai elektroda keluaran dan pengumpul utama (kolektor) elektron.

Manajer disebut elektroda yang dirancang untuk mengontrol aliran utama elektron. Jika elektroda kendali dibuat berbentuk kisi-kisi sering disebut kisi-kisi kendali. Elektroda dibuat dalam bentuk benang, pelat datar, silinder berongga dan spiral; mereka dipasang di dalam silinder pada dudukan khusus - lintasan dan isolator mika atau keramik. Ujung dudukannya disolder ke dasar kaca silinder.

Silinder Perangkat electrovacuum adalah cangkang kedap gas yang terbuat dari kaca, logam atau keramik. Dalam silinder lampu yang dikontrol secara elektronik, ruang hampa dibuat sebesar 10 -8...10 -4 Pa, dan dalam silinder perangkat pelepasan gas - 10 -1...10 4 Pa.

^ Perangkat vakum elektro pertama di dunia – lampu pijar ditemukan pada tahun 1873 oleh ilmuwan Rusia A.N. Lodygin. Pada tahun 1883, penemu Amerika T.A. Edison menemukan efek aliran elektron satu arah dalam ruang hampa dari filamen yang dipanaskan ke pelat logam jika beda potensial tertentu diterapkan padanya, misalnya dengan menghubungkannya ke sel galvanik. Beginilah prototipe tabung elektron muncul. Pada saat itu, lampu semacam itu belum dapat diterapkan secara praktis, tetapi penelitian tentang sifat-sifatnya dan kondisi aliran elektron dalam ruang hampa terus dilakukan.
^ 2. Dasar fisik pengoperasian lampu yang dikontrol secara elektronik.

Lampu yang dikontrol secara elektronik disebut perangkat elektrovakum, yang pengoperasiannya didasarkan pada pengendalian arus yang dibatasi oleh muatan ruang menggunakan potensial elektroda. Tergantung pada tujuannya, lampu yang dikontrol secara elektronik dibagi menjadi lampu generator, modulator, kontrol, amplifikasi, dan penyearah. Berdasarkan jenis pekerjaan, lampu kontinu dan lampu berdenyut dibedakan, dan berdasarkan rentang frekuensi - frekuensi rendah, frekuensi tinggi, dan frekuensi ultra-tinggi. Berdasarkan jumlah elektrodanya, lampu dibedakan menjadi dioda, trioda, tetroda, pentoda, heksoda, heptoda, oktoda, ennode, dan dekode.

^ Emisi elektronik disebut emisi elektron dari permukaan zat ke ruang sekitarnya. Dalam logam tempat katoda perangkat vakum listrik dibuat, elektron bebas berada dalam keadaan gerakan termal terus menerus yang kacau dan memiliki energi kinetik tertentu, bergantung pada suhu katoda.

termionik disebut emisi elektron yang hanya disebabkan oleh pemanasan katoda (elektroda). Akibat pemanasan logam, energi kinetik elektron dan kecepatannya meningkat. Prinsip pengoperasian katoda termionik, yang banyak digunakan pada lampu yang dikontrol secara elektronik, didasarkan pada fenomena emisi termionik.
^ 3. Perangkat berkas elektron.

Berkas elektron disebut perangkat elektrovakum yang menggunakan aliran elektron yang terkonsentrasi menjadi berkas sempit - berkas elektron yang dikontrol intensitas dan posisinya dalam ruang. Salah satu perangkat sinar katoda yang paling umum adalah tabung sinar katoda penerima (CRT).

CRT berubah sinyal listrik menjadi gambar optik. Ada beberapa jenis CRT penerima: proyeksi, osilografi, indikator, pencetakan tanda, warna, monokrom, katup cahaya, dan tabung gambar.

Tabung gambar modern menggunakan kontrol sinar campuran. Medan listrik digunakan untuk memfokuskan, dan medan magnet digunakan untuk membelokkan sinar.

^ Penunjukan CRT. Elemen pertama dari penunjukan CRT adalah angka yang menunjukkan ukuran layar - diameter atau diagonalnya (untuk tabung gambar dengan layar persegi panjang). Elemen kedua adalah dua huruf yang menunjukkan jenis tabung (misalnya, LO - osilografi dengan sistem kendali berkas elektrostatis, LC - tabung gambar dengan defleksi berkas magnet). Setelah huruf ada nomor yang membandingkan tabung dengan jenis yang sama dengan parameter berbeda. Di akhir penunjukannya terdapat huruf yang menentukan warna layar (B - putih, C - berwarna, I - hijau, A - biru, dst). Misalnya, 40LK6B adalah kinescope dengan ukuran layar diagonal 40 cm, pilihan desain ke-6, memiliki warna putih layar bersinar. Biasanya, perusahaan manufaktur asing menunjukkan ukuran diagonal kineskop dalam inci (1 inci sama dengan 2,54 cm).
^ 4. Alat pelepasan gas. Prinsip fisik pengoperasian perangkat pelepasan gas.

Pelepasan listrik dalam gas (atau uap) adalah serangkaian fenomena yang terjadi di dalamnya selama aliran arus listrik. Perangkat elektrovakum, yang karakteristik kelistrikannya ditentukan terutama oleh ionisasi gas atau uap yang dimasukkan secara sengaja, disebut pelepasan gas.

Ini termasuk, misalnya, katup ion dan merkuri, tiratron, arester ion, indikator lucutan pijar.

Berbeda dengan lampu yang dikontrol secara elektronik, dalam perangkat ini tidak hanya elektron, tetapi juga partikel bermuatan (atom, molekul) dari gas atau uap - ion - berpartisipasi dalam penciptaan arus.

^ Perangkat pelepasan gas Mereka terdiri dari silinder kedap gas (biasanya kaca) yang diisi dengan gas inert, hidrogen atau uap merkuri, dan sistem elektroda logam. Tekanan gas di dalam silinder, tergantung pada jenis alatnya, berkisar antara 10 -1 hingga 10 3 Pa dan terkadang mencapai 10 4 Pa.

Dengan tidak adanya paparan sumber ionisasi, gas terdiri dari atom dan molekul netral, sehingga praktis tidak menghantarkan arus listrik. Arus mengalir melalui gas (seperti melalui media apa pun) hanya jika terdapat partikel bermuatan listrik bebas - pembawa muatan - dalam media ini. Dalam gas, mereka dapat terbentuk jika elektron “terputus” dari atom (atau molekul) netral karena aksi beberapa sumber energi. Dalam hal ini, pembawa muatan dengan tanda berbeda terbentuk: elektron - muatan negatif dan ion positif - atom gas yang kehilangan elektron - muatan positif.

Dalam kondisi nyata, gas apa pun selalu dipengaruhi (walaupun sangat lemah) oleh suhu lingkungan, kosmik, dan radiasi radioaktif instalasi industri, dll., berkontribusi pada pembentukan partikel bermuatan. Oleh karena itu, dalam setiap volume gas selalu terdapat elektron dan ion yang dapat menyebabkan terjadinya pelepasan listrik. Dalam pelepasan listrik, ada tiga proses yang dibedakan: eksitasi atom, ionisasinya, dan rekombinasi pembawa muatan dengan tanda berbeda.

Eksitasi atom adalah proses peralihan salah satu elektron terluarnya ke orbit yang lebih jauh dari inti akibat energi yang diperoleh akibat tumbukan dengan elektron bebas. Keadaan atom ini tidak stabil dan tidak berlangsung lama: dari beberapa hingga puluhan nanodetik. Elektron kemudian kembali ke orbit aslinya, dan atom memancarkan energi yang diterima selama tumbukan ke luar angkasa. Energi ini dilepaskan dalam bentuk radiasi elektromagnetik, sering kali disertai dengan pancaran cahaya dari gas.

Ionisasi atom adalah proses pembentukan ion dan elektron bebas dari atom yang netral secara listrik.