|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Lampu elektrik. Sejarah ciptaan dan pengeluaran
Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita Tiub elektron atau tiub radio ialah peranti vakum elektrik (lebih tepat, peranti elektronik vakum) yang berfungsi dengan mengawal keamatan aliran elektron yang bergerak dalam vakum atau gas jarang di antara elektrod. Tiub radio digunakan secara meluas pada abad kedua puluh sebagai elemen aktif peralatan elektronik (penguat, penjana, pengesan, suis, dll.). Pada masa ini, ia hampir sepenuhnya digantikan oleh peranti semikonduktor. Kadangkala ia juga digunakan dalam pemancar frekuensi tinggi yang berkuasa dan peralatan audio.
Penciptaan lampu elektron secara langsung berkaitan dengan perkembangan teknologi pencahayaan. Pada awal 80-an abad XIX, pencipta terkenal Amerika Edison sedang menambah baik lampu pijar. Salah satu kelemahannya ialah penurunan beransur-ansur dalam keluaran cahaya akibat mentol mentol yang rosak akibat kemunculan bintik gelap di bahagian dalam kaca. Menyiasat punca-punca kesan ini pada tahun 1883, Edison mendapati bahawa selalunya pada kaca silinder yang ternoda dalam satah gelung benang terdapat jalur yang ringan, hampir tidak gelap, dan jalur ini sentiasa berada di sisi lampu. di mana input positif litar filamen terletak. Ia kelihatan seolah-olah bahagian filamen karbon bersebelahan dengan input negatif memancarkan zarah bahan terkecil daripada dirinya sendiri. Terbang melepasi bahagian positif filamen, mereka menutup bahagian dalam bekas kaca di mana-mana, kecuali garis pada permukaan kaca, yang, seolah-olah, dikaburkan oleh bahagian positif filamen. Gambaran fenomena ini menjadi lebih jelas apabila Edison memasukkan plat logam kecil di dalam bekas kaca, meletakkannya di antara salur masuk filamen. Dengan menyambungkan plat ini melalui galvanometer dengan elektrod positif benang, adalah mungkin untuk memerhatikan arus elektrik yang mengalir melalui ruang di dalam belon.
Edison mencadangkan bahawa aliran zarah karbon yang dipancarkan oleh sisi negatif filamen menjadikan sebahagian daripada laluan antara filamen dan plat yang diperkenalkannya konduktif, dan mendapati bahawa aliran ini adalah berkadar dengan tahap pijar filamen, atau, dalam erti kata lain, kuasa cahaya lampu itu sendiri. Ini, sebenarnya, menamatkan kajian Edison. Pencipta Amerika itu kemudiannya tidak dapat membayangkan betapa hebatnya penemuan saintifik yang dia ambang. Hampir 20 tahun berlalu sebelum fenomena yang diperhatikan oleh Edison mendapat penjelasan komprehensif yang betul. Ternyata apabila filamen lampu yang diletakkan di dalam vakum dipanaskan dengan kuat, ia mula memancarkan elektron ke ruang sekeliling. Proses ini dipanggil pelepasan termionik, dan ia boleh dianggap sebagai penyejatan elektron daripada bahan filamen. Idea kemungkinan penggunaan praktikal "kesan Edison" pertama kali berlaku kepada saintis Inggeris Fleming, yang pada tahun 1904 mencipta pengesan berdasarkan prinsip ini, yang dipanggil "tiub dua elektrod", atau "diod" Fleming. Lampu Fleming adalah botol kaca biasa yang diisi dengan gas jarang. Sebuah filamen diletakkan di dalam belon bersama-sama dengan silinder logam yang menutupinya. Elektrod yang dipanaskan lampu terus memancarkan elektron, yang membentuk "awan elektron" di sekelilingnya. Semakin tinggi suhu elektrod, semakin tinggi ketumpatan awan elektron. Apabila elektrod lampu disambungkan kepada sumber arus, medan elektrik timbul di antara mereka. Jika kutub positif sumber disambungkan ke elektrod sejuk (anod), dan kutub negatif ke kutub yang dipanaskan (katod), maka di bawah tindakan medan elektrik, elektron sebahagiannya meninggalkan awan elektron dan bergegas ke sejuk. elektrod. Oleh itu, arus elektrik telah ditubuhkan di antara katod dan anod. Apabila sumber dihidupkan ke arah yang bertentangan, anod bercas negatif menolak elektron daripada dirinya sendiri, dan katod bercas positif menariknya. Dalam kes ini, tiada arus elektrik. Iaitu, diod Fleming mempunyai kekonduksian satu sisi yang jelas.
Dimasukkan dalam litar penerima, lampu bertindak seperti penerus, menghantar arus dalam satu arah dan tidak melepasinya ke arah yang bertentangan, dan dengan itu boleh berfungsi sebagai pandu gelombang - pengesan. Untuk meningkatkan sedikit sensitiviti lampu, potensi positif yang dipilih dengan betul telah digunakan. Pada dasarnya, litar penerima dengan lampu Fleming hampir tidak berbeza dengan litar radio lain pada masa itu. Ia adalah lebih rendah dari segi kepekaan terhadap skema dengan pengesan jenis magnetik, tetapi ia mempunyai kebolehpercayaan yang tiada tandingannya. Pencapaian cemerlang selanjutnya dalam bidang penambahbaikan dan aplikasi teknikal tiub vakum adalah ciptaan pada tahun 1907 oleh jurutera Amerika De Forest tentang lampu yang mengandungi elektrod ketiga tambahan. Elektrod ketiga ini dipanggil oleh pencipta "grid", dan lampu itu sendiri - "audin", tetapi dalam praktiknya nama lain diberikan kepadanya - "triod". Elektrod ketiga, seperti yang boleh dilihat dari namanya, tidak berterusan dan boleh menghantar elektron yang terbang dari katod ke anod. Apabila sumber voltan dihidupkan antara grid dan katod, medan elektrik timbul di antara elektrod ini, yang sangat mempengaruhi bilangan elektron yang mencapai anod, iaitu kekuatan arus yang mengalir melalui lampu (kekuatan arus anod). Dengan penurunan voltan yang digunakan pada grid, kekuatan arus anod berkurangan, dengan peningkatan ia meningkat. Sekiranya voltan negatif digunakan pada grid, arus anod berhenti sama sekali - lampu ternyata "dikunci". Sifat luar biasa triod adalah bahawa arus kawalan boleh berkali-kali lebih kecil daripada yang utama - perubahan voltan yang tidak ketara antara grid dan katod menyebabkan perubahan yang agak ketara dalam arus anod. Keadaan terakhir memungkinkan untuk menggunakan lampu untuk menguatkan voltan berselang-seli kecil dan membuka kemungkinan yang luar biasa luas untuk aplikasi praktikalnya. Kemunculan lampu tiga elektrod membawa kepada evolusi pesat litar penerima radio, kerana ia menjadi mungkin untuk menguatkan isyarat yang diterima sebanyak puluhan dan ratusan kali. Kepekaan penerima telah meningkat berkali-kali ganda. Salah satu litar penerima tiub awal telah dicadangkan pada tahun 1907 oleh De Forest yang sama.
Gelung LC disambungkan di sini antara antena dan tanah, pada terminal yang voltan berselang-seli frekuensi tinggi berlaku, terbentuk di bawah tindakan tenaga yang diterima daripada antena. Voltan ini digunakan pada grid lampu dan mengawal turun naik arus anod. Oleh itu, ayunan yang diperkuatkan bagi isyarat yang diterima diperolehi dalam litar anod, yang boleh menggerakkan membran telefon yang termasuk dalam litar yang sama. Lampu Audin tiga elektrod pertama De Forest mempunyai banyak kelemahan. Lokasi elektrod di dalamnya adalah sedemikian rupa sehingga kebanyakan aliran elektron tidak jatuh pada anod, tetapi pada bekas kaca. Kesan kawalan grid ternyata tidak mencukupi. Lampu itu dialihkan dengan buruk dan mengandungi sejumlah besar molekul gas. Mereka mengion dan terus membombardir filamen, mempunyai kesan buruk padanya. Pada tahun 1910, jurutera Jerman Lieben mencipta tiub vakum triod yang lebih baik, di mana grid dibuat dalam bentuk kepingan aluminium berlubang dan diletakkan di tengah silinder, membahagikannya kepada dua bahagian. Di bahagian bawah lampu adalah filamen, di bahagian atas - anod. Susunan grid sedemikian memungkinkan untuk meningkatkan tindakan kawalannya, kerana keseluruhan aliran elektron melaluinya. Anod dalam lampu ini mempunyai bentuk ranting atau lingkaran dawai aluminium, dan filamen platinum berfungsi sebagai katod. Lieben memberi perhatian khusus kepada peningkatan sifat pelepasan lampu. Untuk tujuan ini, pertama kali dicadangkan untuk menyalut filamen dengan lapisan nipis kalsium atau barium oksida. Di samping itu, wap merkuri dimasukkan ke dalam belon, yang menghasilkan pengionan tambahan dan dengan itu meningkatkan arus katod.
Jadi, tiub vakum mula-mula digunakan sebagai pengesan, kemudian sebagai penguat. Tetapi ia memenangi tempat utama dalam kejuruteraan radio hanya selepas kemungkinan menggunakannya untuk menjana ayunan elektrik yang tidak terendam ditemui. Penjana tiub pertama dicipta pada tahun 1913 oleh jurutera radio Jerman yang luar biasa Meissner. Berdasarkan triod Lieben, beliau juga membina pemancar telefon radio pertama di dunia dan pada Jun 1913 membuat sambungan telefon radio antara Nauen dan Berlin pada jarak 36 km.
Penjana tiub mengandungi litar berayun yang terdiri daripada induktor L dan kapasitor C. Jika kapasitor sedemikian dicas, ayunan terlembap timbul dalam litar. Untuk mengelakkan ayunan daripada mati, adalah perlu untuk mengimbangi kehilangan tenaga untuk setiap tempoh. Oleh itu, tenaga daripada sumber voltan malar mesti memasuki litar secara berkala. Untuk tujuan ini, triod tiub dimasukkan ke dalam litar elektrik litar berayun, supaya ayunan dari litar disalurkan ke gridnya. Litar anod lampu termasuk gegelung Lc, digandingkan secara induktif dengan gegelung L litar berayun. Pada masa ini litar dihidupkan, arus dari bateri, secara beransur-ansur meningkat, bergerak melalui triod dan gegelung Lc. Dalam kes ini, mengikut undang-undang aruhan elektromagnet, akan ada arus elektrik dalam gegelung L, yang mengecas kapasitor C. Voltan dari plat kapasitor, seperti yang dapat dilihat dari rajah, dibekalkan ke katod dan grid. Apabila dihidupkan, plat kapasitor yang dicas positif disambungkan ke grid, iaitu, ia mengecasnya secara positif, yang menyumbang kepada peningkatan arus yang melalui gegelung Lc. Ini akan berterusan sehingga arus anod mencapai maksimumnya (lagipun, arus dalam lampu ditentukan oleh bilangan elektron yang disejat dari katod, dan bilangannya tidak boleh tidak terhad - meningkat kepada beberapa maksimum, arus ini tidak lagi meningkat dengan peningkatan dalam ketegangan grid). Apabila ini berlaku, arus malar akan mengalir melalui gegelung Lc. Oleh kerana gandingan induktif berlaku hanya dengan arus ulang alik, tidak akan ada arus dalam gegelung L. Akibatnya, kapasitor akan mula dinyahcas. Caj positif grid, oleh itu, akan berkurangan, dan ini akan menjejaskan magnitud arus anod - ia juga akan berkurangan. Akibatnya, arus melalui gegelung Lc juga akan berkurangan, yang akan menghasilkan arus dalam arah yang bertentangan dalam gegelung L. Oleh itu, apabila kapasitor C dinyahcas, arus menurun melalui Lc masih akan mendorong arus dalam gegelung L, di mana plat kapasitor akan dicas, tetapi dalam arah yang bertentangan, supaya cas negatif akan terkumpul pada plat disambungkan ke grid. Ini akhirnya akan menyebabkan pemberhentian sepenuhnya arus anod - aliran arus melalui gegelung L akan berhenti semula, dan kapasitor akan mula dinyahcas. Akibatnya, caj negatif pada grid akan semakin berkurangan, arus anod akan muncul semula, yang akan meningkat. Jadi keseluruhan proses akan diulang dari awal. Daripada penerangan ini dapat dilihat bahawa arus ulang alik akan mengalir melalui grid lampu, yang frekuensinya sama dengan frekuensi semula jadi litar berayun LC. Tetapi ayunan ini tidak akan dilembapkan, tetapi tetap, kerana ia dikekalkan oleh penambahan tenaga berterusan dari bateri melalui gegelung Lc, yang disambungkan secara induktif ke gegelung L. Penciptaan penjana tiub memungkinkan untuk membuat langkah penting dalam teknologi komunikasi radio - sebagai tambahan kepada penghantaran isyarat telegraf yang terdiri daripada denyutan pendek dan panjang, komunikasi radiotelefon yang boleh dipercayai dan berkualiti tinggi menjadi mungkin - iaitu, penghantaran pertuturan dan muzik manusia menggunakan gelombang elektromagnet. Nampaknya komunikasi radiotelefon tidak ada yang rumit di dalamnya. Malah, getaran bunyi mudah ditukar kepada getaran elektrik dengan bantuan mikrofon. Mengapa, dengan menguatkannya dan memasukkannya ke dalam antena, tidak menghantar pertuturan dan muzik dari jauh dengan cara yang sama seperti kod Morse yang dihantar sebelum ini? Walau bagaimanapun, pada hakikatnya, kaedah penghantaran ini tidak boleh dilaksanakan, kerana hanya ayunan frekuensi tinggi yang kuat yang dipancarkan dengan baik melalui antena. Dan getaran perlahan frekuensi bunyi merangsang gelombang elektromagnet di angkasa dengan sangat lemah sehingga tidak ada cara untuk menerimanya. Oleh itu, sebelum penciptaan penjana tiub yang menghasilkan ayunan frekuensi tinggi, komunikasi radiotelefon nampaknya merupakan satu tugas yang amat sukar. Untuk menghantar bunyi, getaran ini diubah atau, seperti yang mereka katakan, dimodulasi dengan getaran frekuensi rendah (bunyi). Intipati modulasi terletak pada fakta bahawa ayunan frekuensi tinggi penjana dan ayunan frekuensi rendah dari mikrofon ditindih antara satu sama lain dan dengan itu dimasukkan ke dalam antena.
Modulasi boleh berlaku dalam pelbagai cara. Sebagai contoh, mikrofon disertakan dalam litar antena. Oleh kerana impedans mikrofon berubah dengan gelombang bunyi, arus dalam antena akan berubah pula; dengan kata lain, bukannya ayunan dengan amplitud malar, kita akan mempunyai ayunan dengan amplitud yang berubah - arus termodulat frekuensi tinggi. Isyarat frekuensi tinggi termodulat yang diterima oleh penerima, walaupun selepas amplifikasi, tidak mampu menyebabkan ayunan membran telefon atau hon pembesar suara dengan frekuensi audio. Ia hanya boleh menyebabkan getaran frekuensi tinggi yang tidak dapat dirasakan oleh telinga kita. Oleh itu, adalah perlu untuk menjalankan proses terbalik dalam penerima - untuk memilih isyarat frekuensi audio daripada ayunan termodulat frekuensi tinggi - atau, dengan kata lain, untuk mengesan isyarat. Pengesanan dijalankan menggunakan diod vakum. Diod, seperti yang telah disebutkan, melepasi arus hanya dalam satu arah, menjadikan arus ulang-alik menjadi berdenyut. Arus berdenyut ini dialirkan dengan penapis. Penapis yang paling mudah boleh menjadi kapasitor yang disambungkan selari dengan telefon bimbit.
Penapis berfungsi seperti ini. Pada masa itu, apabila diod melepasi arus, sebahagian daripadanya bercabang menjadi kapasitor dan mengecasnya. Dalam selang antara denyutan, apabila diod disekat, kapasitor dilepaskan ke tiub. Oleh itu, dalam selang antara denyutan, arus mengalir melalui tiub ke arah yang sama dengan nadi itu sendiri. Setiap denyutan seterusnya mengecas semula kapasitor. Disebabkan ini, arus frekuensi audio mengalir melalui tiub, yang bentuknya hampir sepenuhnya menghasilkan semula bentuk isyarat frekuensi rendah di stesen pemancar. Selepas penguatan, getaran elektrik frekuensi rendah bertukar menjadi bunyi; Penerima pengesan yang paling mudah terdiri daripada litar berayun yang disambungkan ke antena dan litar yang disambungkan ke litar, yang terdiri daripada pengesan dan telefon. Tiub vakum pertama masih sangat tidak sempurna. Tetapi pada tahun 1915, Langmuir dan Guede mencadangkan cara yang cekap untuk mengepam keluar lampu kepada tekanan yang sangat rendah, kerana lampu vakum menggantikan lampu ion. Ini membawa teknologi elektronik ke tahap yang lebih tinggi. Pengarang: Ryzhov K.V.
▪ Tuas ▪ Linotype
Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
▪ Pembersihan air daripada uranium menggunakan bakteria magnetik ▪ Peta dasar lautan yang tepat ▪ Alat kawalan jauh TV hibrid dan pembesar suara mudah alih
▪ Bahagian tapak telefon. Pemilihan artikel ▪ artikel Mengapa burung menyanyi? Jawapan terperinci ▪ pasal Turner-borer. Deskripsi kerja ▪ artikel Rumyana. Resipi dan petua mudah
Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web
www.diagram.com.ua |
Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian 
Lihat artikel lain bahagian 
Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:
Semua bahasa halaman ini