دستگاه‌های الکترووکیوم مدرن ظاهر خود را مدیون مخترع آمریکایی توماس ادیسون هستند. او بود که اولین راه موفق نورپردازی را با استفاده از لامپ برق برای این کار توسعه داد.
تاریخچه لامپ
در حال حاضر، به سختی می توان باور کرد که برق در تمام دوره های تاریخی وجود نداشته است. اولین لامپ های رشته ای تنها در پایان قرن نوزدهم ظاهر شدند. ادیسون موفق به ساخت مدلی از یک لامپ شد که در آن رشته های کربن، پلاتین و بامبو قرار داشت. این دانشمند است که به درستی "پدر" لامپ الکتریکی مدرن نامیده می شود. او مدار لامپ را ساده کرد و هزینه تولید را به میزان قابل توجهی کاهش داد. در نتیجه، نه گاز، بلکه روشنایی الکتریکی در خیابان ها ظاهر شد و وسایل روشنایی جدید شروع به نامیدن لامپ های ادیسون کردند. توماس مدت طولانی روی بهبود اختراع خود کار کرد، در نتیجه استفاده از شمع به یک اقدام بی‌سود تبدیل شد.
اصل کار
لامپ های رشته ای ادیسون چه دستگاهی دارند؟ هر وسیله ای یک بدنه داردرشته، لامپ شیشه ای، تماس اصلی، الکترود، پایه. هر کدام از آنها هدف کاربردی خود را دارند.
ماهیت این دستگاه به شرح زیر است. هنگامی که بدنه گرما به شدت توسط جریانی از ذرات باردار گرم می شود، انرژی الکتریکی به شکل نور تبدیل می شود.
برای اینکه تابش توسط چشم انسان قابل درک باشد، رسیدن به دمای حداقل 580 درجه ضروری است.
در بین فلزات، تنگستن بالاترین نقطه ذوب را دارد، بنابراین بدنه گرمایش از آن ساخته می شود. برای کاهش حجم، سیم شروع به قرار دادن به شکل مارپیچ کرد.
علی رغم مقاومت شیمیایی بالای تنگستن، برای حداکثر محافظت آن در برابر فرآیند خوردگی، بدنه رشته در یک ظرف شیشه ای مهر و موم شده قرار می گیرد که قبلاً هوا از آن خارج شده است. در عوض، یک گاز بی اثر به داخل فلاسک پمپ می شود که از ورود سیم تنگستن به واکنش های اکسیداسیون جلوگیری می کند. متداول ترین گاز بی اثر آرگون است، گاهی اوقات از نیتروژن یا کریپتون استفاده می شود.
ماهیت اختراع ادیسون این است که از تبخیر ناشی از حرارت طولانی مدت فلز توسط فشار ایجاد شده توسط یک گاز بی اثر جلوگیری می شود.
ویژگی های لامپ
تعداد زیادی لامپ مختلف برای روشن کردن یک منطقه بزرگ طراحی شده اند. از ویژگی های اختراع ادیسون می توان به تنظیم قدرت این دستگاه با در نظر گرفتن ناحیه نورانی اشاره کرد.
تولید کنندگان انواع مختلفی از لامپ ها را ارائه می دهند که از نظر طول عمر، اندازه و قدرت متفاوت هستند.بیایید در مورد برخی از انواع این لوازم الکتریکی صحبت کنیم.
رایج ترین لوله های خلاء LON هستند. آنها کاملاً بهداشتی هستند و میانگین عمر مفید آنها 1000 ساعت است.
در میان کاستی‌های لامپ‌های عمومی، راندمان پایین را برجسته می‌کنیم. تقریباً 5 درصد انرژی الکتریکی به نور تبدیل می شود و بقیه به صورت گرما آزاد می شود.
spotlights
آنها قدرت نسبتاً بالایی دارند و برای روشن کردن مناطق بزرگ طراحی شده اند. دستگاه های الکترو وکیوم به سه گروه تقسیم می شوند:
- پروژه فیلم؛
- فانوس دریایی؛
- هدف عمومی.
منبع نور پروژکتور در طول بدنه رشته متفاوت است، اندازه فشرده تری دارد که به شما امکان می دهد روشنایی کلی را افزایش دهید، تمرکز جریان نور را بهبود بخشید.
دستگاه‌های الکترووکیوم آینه‌ای دارای یک لایه آلومینیومی بازتابنده با طراحی متفاوت لامپ هستند.
آن قسمت از آن که برای هدایت نور طراحی شده است از شیشه مات ساخته شده است. این به شما امکان می دهد نور را ملایم کنید و سایه های متضاد اشیاء مختلف را کاهش دهید. چنین دستگاه های الکترو وکیوم برای روشنایی داخلی استفاده می شود.
در داخل فلاسک هالوژن ترکیباتی از برم یا ید وجود دارد. عمر مفید لامپ ها به دلیل تحمل دمای 3000 کلوین حدود 2000 ساعت می باشد. اما این منبع نور سفید معایبی نیز دارد، به عنوان مثال،لامپ هالوژن، هنگام خنک شدن مقاومت الکتریکی کمی دارد.
پارامترهای اصلی
در یک لامپ رشته ای ادیسون، رشته تنگستن به اشکال مختلف چیده شده است. برای عملکرد پایدار چنین دستگاهی، ولتاژ 220 ولت مورد نیاز است و به طور متوسط، عمر مفید آن از 3000 تا 3500 ساعت است. با توجه به اینکه دمای رنگ 2700 کلوین است، لامپ یک طیف گرم سفید یا زرد را ارائه می دهد. در حال حاضر لامپ ها با سایزهای مختلف پایه (E14, E27) عرضه می شوند. در صورت تمایل، می توانید یک لامپ به شکل سنجاق سر، شاه ماهی، مارپیچ در لوستر سقفی یا وسایل روشنایی دیواری بردارید.
اختراع ادیسون با توجه به تعداد رشته های تنگستن به کلاس های جداگانه تقسیم می شود. هزینه وسایل روشنایی، قدرت و عمر مفید آن به طور مستقیم به این نشانگر بستگی دارد.
اصل عملیات EVL
گسیل ترمیونی شامل گسیل الکترون ها توسط یک جسم رشته ای گرم شده در خلاء یا یک محیط بی اثر ایجاد شده در داخل لامپ است. برای کنترل جریان الکترون ها از میدان مغناطیسی یا الکتریکی استفاده می شود.
گسیل ترمیونیک به شما امکان می دهد تا به طور عملی از کیفیت های مثبت جریان الکترون استفاده کنید - برای تولید، تقویت ارتعاشات الکتریکی فرکانس های مختلف.
ویژگی های لوله های رادیویی
دیود الکترووکیوم اساس مهندسی رادیو است. طراحی لامپ دارای دو الکترود (کاتد و آند)، یک شبکه است. کاتد انتشار می دهد، برای این لایه تنگستن با باریم یا توریم پوشیده شده است. آند به شکل یک صفحه نیکل، مولیبدن، گرافیت ساخته شده است. خالصجداکننده بین الکترودها است. هنگامی که سیال کار گرم می شود، جریان الکتریکی قدرتمندی از ذرات متحرک در خلاء ایجاد می شود. دستگاه های الکترو وکیوم از این نوع اساس مهندسی رادیو را تشکیل می دهند. در نیمه دوم قرن گذشته، لوله های خلاء در زمینه های مختلف فنی، صنعت رادیو الکترونیکی استفاده می شد.
بدون آنها ساخت رادیو، تلویزیون، تجهیزات ویژه، رایانه غیرممکن بود.
حوزه های کاربردی
با توسعه ابزار دقیق، الکترونیک رادیویی، این لامپ ها ارتباط خود را از دست داده اند و دیگر در مقیاس بزرگ استفاده نمی شوند.
اما حتی در حال حاضر چنین مناطق صنعتی وجود دارند که به EVL نیاز دارند، زیرا فقط یک لامپ خلاء قادر است عملکرد دستگاه ها را مطابق با پارامترهای مشخص شده در یک محیط خاص تضمین کند.
EVL مورد توجه ویژه ای برای مجتمع نظامی-صنعتی است، زیرا این لوله های خلاء هستند که با افزایش مقاومت در برابر امواج الکترومغناطیسی متمایز می شوند.
یک دستگاه نظامی می تواند تا صد EVL داشته باشد. اکثر مواد نیمه هادی، REC نمی توانند با افزایش تشعشع و همچنین در شرایط خلاء طبیعی (در فضا) عمل کنند.
EVL به بهبود قابلیت اطمینان و دوام ماهواره ها و موشک های فضایی کمک می کند.
نتیجه گیری
در دستگاه های الکترو وکیوم که امکان تولید، تقویت، تبدیل انرژی الکترومغناطیسی را فراهم می کند، فضای کار کاملاً از هوا آزاد می شود.در برابر جو توسط یک پوسته غیر قابل نفوذ محافظت شده است.
کشف انتشار ترمیونی به ایجاد یک لامپ ساده دو الکترودی به نام دیود خلاء کمک کرد.
هنگامی که به مدار الکتریکی متصل می شود، جریانی در داخل دستگاه ظاهر می شود. وقتی قطبیت ولتاژ تغییر می کند، ناپدید می شود و مهم نیست کاتد چقدر داغ باشد. با حفظ مقدار ثابت دمای کاتد گرم شده، می توان رابطه مستقیمی بین ولتاژ آند و قدرت جریان برقرار کرد. نتایج به‌دست‌آمده در توسعه دستگاه‌های خلاء الکترونیکی استفاده شد.
برای مثال، یک تریود یک لوله خلاء با سه الکترود است: یک آند، یک کاتد ترمیونیک، یک شبکه کنترل.
این تریودها بودند که اولین وسایلی بودند که در آغاز قرن گذشته برای تقویت سیگنال های الکتریکی مورد استفاده قرار گرفتند. در حال حاضر ترانزیستورهای نیمه هادی جایگزین ترانزیستورها شده اند. ترایودهای خلاء فقط در مناطقی استفاده می شوند که نیاز به تبدیل سیگنال های قدرتمند با تعداد کمی از اجزای فعال است و وزن و ابعاد را می توان نادیده گرفت.
لوله های رادیویی قدرتمند از نظر کارایی و قابلیت اطمینان با ترانزیستورها قابل مقایسه هستند، اما عمر مفید آنها بسیار کوتاهتر است. در تریودهای کم مصرف، بیشتر گرما وارد توان مصرفی آبشار می شود، گاهی اوقات مقدار آن به 50% می رسد.
تترودها یک لامپ الکترونیکی دوشبکه ای هستند که برای افزایش توان و ولتاژ برق طراحی شده اند.سیگنال ها این دستگاه ها در مقایسه با تریود بهره بالاتری دارند. چنین ویژگی‌های طراحی، استفاده از تترودها را برای تقویت فرکانس‌های پایین در تلویزیون‌ها، گیرنده‌ها و سایر تجهیزات رادیویی ممکن می‌سازد.
مصرف‌کنندگان به طور فعال از لامپ‌های رشته‌ای استفاده می‌کنند که در آن بدنه رشته‌ای از رشته یا سیم تنگستن است. این دستگاه ها دارای توان 25 تا 100 وات هستند، عمر مفید آنها 2500-3000 ساعت است. تولید کنندگان لامپ هایی با پایه ها، شکل ها، اندازه های مختلف ارائه می دهند، بنابراین می توانید با در نظر گرفتن ویژگی های دستگاه روشنایی، مساحت اتاق، گزینه لامپ را انتخاب کنید.
