В тази тема ще се изброят използваните в науакта и техниката електровакуумни прибори, принцип на работа и тяхното приложение. Може и история. Това е рамката, аз може да не дам всичко и да се надявам на допълнения. Посоката ще е от елементарното към сложното. На края на темата ще спомена, че има и газоразрядни аналози на някои от изброените.
1. Вакуумен диод.
Предназначение да пропуска тока в дната посока. Устройство и действие - Състои се от два електрода - анод и катод. Анодът се състои от нагреваема жичка (отопление) /която се захранва от отделен източник на ниско напрежение/ и материал /като покритие в-ху жичката или в-ху пластина, тръбичка/ който при нагряване излъчва електрони - те са токовите носители във
вакуум. Явлението се нарича термоелектронна емисия, металите имат това свойство, но с цел по-висок добив/ефект се ползват покрития - BaO2, ThO2 и др. При обратно свързване ток не
протича (при много по-високо от управляваното напрежение може да настъпи "обратим пробив" който не е опасен за прибора) по две причини:
1/ Студеният анод не излъчва електрони и
2/ Струпването на елетрони (облак) около катода създава непреодолима потенциялна бариера заради силите на отблъскване помежду им;
2. Фотоклетка - Аналогично, но тук електроните се изпускат от фотокатод. Тоест като осветим клетката през нея тече ток, но ако сме спазили поляризацията. Явлението се нарича фотоефект
и по-специалнпно външен фотоефект. Погълнат фотон избива електрон, който е токов носител.
Фотокатодът - се прави от алкален ментал, с голяма повърхност за по-висока ефективност, ческо като метално покритие. Ясно е за какво служи, поне във времената преди получроводниците, а за индустрията и за физични експерименти може още да се ползва.
3. Триод - Вакуумния аналог на транзистора, работи като полевия транзистор (N-FETа ко не се лъжа), използва се като усилвател на сигнал съответно и като /елемент от/ генератор на
трептения /осцилатор/. Състои се от анод, катод и управляващ електрод /решетка от жички/. Подаването на ниско отрицателно напрежние на решетката, намалява логаритмично изходното
напрежение и моющност на управлявания ток. Следва да се отбележи, че триодът може да има повече от една решетка с цел повишаване на коефициента на усилванея както и че лампа може да се състоят от повече от един елемент /два диода, триод + диод, два триода.. поставят им се нужните означеия/, както и че името се определя от броя на крачетата /триод, тетрод, пентод и
ост. гръцки числа/, като не се брои второто на отоплението. Тук е място за препратката - http://bgaudio.org/modules.php?name=News&file=article&sid=119 дадена от Богданов в темата "Що е електричеството" за почвече инфо по тази част;
Ползват се и днес - за аудио усливатели, като генератори в индукциони пещи... Загряването не пречи на лампата, за разлика от полупроводниците високото напрежение не ги поврежда..
В "Какво е това" показах един двоен триод..
4. Фотоелектронен умножител - Служи за регистрация на много кратки и слаби просветвания. Състои се от фотокатод, касадно свързани двойки електрони (през резистори се поддържа
http://huygensgcms.gsfc.nasa.gov/MS_Detector_1.htm
потенциална разлика от няклокостотин до 1000 V) наречени диноди и анод. Избитият от фотокатода електрон се ускорява от приложеното напрежение достатъчно за да избие два електрона като попадне върху първият динод, в-ху следващия динод процесът се повтаря... Лавинообразно общо взето.
5. Генераторни лампи - Магнетрон и клистрон.
5,1 Магнетрон - Ползват се и днес /микровълновата/, като генератори на много видоки честоти. Първото се състои от два магнита, между тях кух меден цилиндър с четен брой радиални стени
(образуват обемни резонатори) които не достигат средата. Пред оста му минава катодът, а цилиндърът е анод. Поради магнитното поле излъчените електрони дъгообразни (в една посока са закривени) траектории, Поучава се резултантен ток /на дрейф/ който е назъбен, заради срещата на електроните със стените /това може да се обясни по подробно, но трябва да вкараме понятия/
5.2 Клистрон - /От гръцки - прибой/ - Ваакуумна лампа с решетки, но решетките са свързани по определен начин 2 по 2 (с точно определени като дължина и форма проводници) и образуват пак
обемни резонатори. По-малка мощност могат да постигнат от магнетрона, но се ползват в радиорелейните станции. За да се достигне нужната мощност /плътност на електроните/ в релейните станции клистронът има магнит за фокусиране на електроните - прилича вече на катодно-лъчева тръба.
6. Катодно-лъчеви тръби;
кинескоп, осцилоскоп, видикон, супер/иконоскоп.
Звучат ли познато? Може би без последните две, камери са това. Аз бих сложил и рентгеновата тръба там. Приемам критики. Прибори където се използва електронен лъч.
Кинескоп - телевизорите преди 20 г., компютърни монитори, визьорите на старите камери... Тук е място и за фотоелектронните преобразуватели използвани и сега в приборите за нощно
виждане/Link/. /PIC/
6.1 Кинескоп - служи да показва изображения. Изображенията се проектират като електронен лъч сканира екрана на редове и мени силата си /приблизително както ние четем/, в резултат на
което виждаме изобраения
Устройство - състои се от "електронна пушка", ускоряващ електрод и екран. Пушката се състои от фотокатод + фокусираюи електроди /да кажем решетки/ + управляващи електроди /електронни лещи/, ускоряващият електрод е метализираната задна стана на кинескопа, а екранът е покрит с луминофор /светещ при облъчане с електрони/ и катодна рамка. Цветните кинескопи имат три електронни пушки /по лъч за всеки цвят/ и решетка пред екрана, благодарение на която всеки лъч си цели своя луминофор /цвят/ и допълнително се фокусира. В старите кинескопи и компютърни монитори този допълнителен елемент се нарича маска. Дефлекцията /отклонението на лъча/ се постига чрез външно магнитно поле от бобини за хоризонтално и за вертикално отклонение. Има CRT плоски кинескопи, където образът се гледа отвътре, но да не усложняваме.
6.2 Осцилоскоп - опростен вариант на черно-белия кинескоп, разликата е в това, че отлонението се прави от електричеsко поле. Всъщност идеята на тази тръба е да визуализира сигнали и трептения - "Oscilium" и "Scopeo". На електродите за верtикално отклонение /примерно/ се подава измерваният сигнал. В темата "Звук и вода"... На хоризонталните може да се подаде по-висока ратна честота за да се види необх. крива. Днес все повече се ползват цифроwи осцилоскопи - процесор измeрва и визуализира трептенията.
6.3 Видикон - катодно лъчева тръба ползвана в камерите. Защо електронен лъч? Прожектираното от оптика изображение трябва да се превърне в поредица токови импулси/трептения /времето на аналоговата електроника/ Това става като се превключат /прочетат / сканират пикселите (Черно бялата камера няма дори такива) и за това трябва е-лъч.
CCD - Charge Coupled Device ПЗС - Прибор зарядная Связ - RU/ се появява през/след 70-те и носи името Суперкремикон /Суперсиликон/.
Общо взето видиконът е кинескоп, като екранът му вместо с луминофор е покрит с фоторезистивен полупроводник. Сигналът е токът който тече през тръбата. Отвън на екрана се прожектира образ от лещата на камерата.
6.4 Иконоскоп - Подобно на плоските кинескопи /5.1/, образът се прожектира в-ху вътрешната страна на екрана, където бие и лъчът. Ползва се външен фотоефект, пикселът е кондензатор.
Малко набързо и отгдето ми падне /Гугъл картинки/ изкопирах изображенията /без да търся линк/ ама.. Ако трябва да се махнат