Kievuz

Газоразрядные приборы реферат

Газоразрядные приборы излучения

Газоразрядные приборы реферат

Сохрани ссылку в одной из сетей:

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕПРИБОРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

К газоразрядным приборам излученияотносятся ионные приборы, излучающиесветовую энергию с требуемой спектральнойхарактеристикой и использующие явлениелюминесценции, тлеющего или дуговогоразряда. Предназначены для сигнализации,освещения и облучения различного родаобъектов.

Для получения световой энергииизлучения используется свечение инертныхгазов или паров некоторых металлов,возникающее под действием проходящегочерез них тока.

Для эффективного излучениясветовой энергии подбирается оптимальноедавление используемого газа или паровметалла и режим электрического разряда.

Для получения требуемого спектраизлучения подбирается состав газов,паров металла или люминесцентногопокрытия.

Газоразрядные приборы по принципуизлучения делятся на четыре группы:приборы тлеющего разряда, приборы снепосредственным излучением, люминесцентныеприборы и импульсные приборы искровогоразряда.

В приборах тлеющего разрядаиспользуется свечение газа, черезкоторый проходит электрический ток. Кним относятся неоновые лампы.

К приборам с непосредственнымизлучением относятся ртутно-кварцевыелампы (в основном ультрафиолетовогоучастка спектра), в которых используетсятлеющий разряд или дуговой разряд впарах ртути. Применяются в медицине,светокопировальной технике и фотографии.

В люминесцентныхприборах, работающих по принципу двойногопреобразования энергии, используетсятлеющий разряд или электрический разрядв парах ртути. Энергия тлеющего разрядавоздействует на специальное внутриламповоелюминесцентное покрытие, излучающееэнергию в видимой части спектра.

Энергияэлектрического разряда в парах ртутипреобразуется в ультрафиолетовуюлучистую энергию определенной длиныволны (электролюминесценция). Люминесценция(в общем) — это свечение некоторыхвеществ, находящихся в любом из трехсостояний: газообразном, жидком илитвердом, не сопровождающееся выделениемтепла (холодное свечение).

Люминесценция,возникающая в результате ультрафиолетовогооблучения веществ, называетсяфотолюминесценцией (приставки электро-и фото- в виду краткости не произносятся).В люминесцентных лампах люминесценциейобладают специальные кристаллическиесоставы, называемые люминофорами.

К нимотносятся кислотные соли: силикаты,вольфраматы, молибдаты, фосфаты илибораты, наносимые на внутреннююповерхность стеклянного баллона илитрубки. Каждый люминофор при облучениисветится присущим ему одному цветом,соответствующим определенной длиневолны.

Для получения нужного цветасвечения лампы используется смесь изнесколькихлюминофоров. Люминофоры, облученныеультрафиолетовыми лучами, выделяютсветовую энергию другой длины волны(фотолюминесценция). По законам физикитакое преобразование, как правило,происходят в случае, когда коротковолновыеизлучения превращаются в длинноволновые.

Поэтому люминофоры испускают видимыйсвет в диапазоне от фиолетовых до красныхотносительно длинноволновых излученийпод воздействием более коротковолновыхневидимых ультрафиолетовых лучей.

К импульсным приборам искровогоразряда относятся импульсные газоразрядныелампы (лампы-вспышки). Разряд в газепроисходит за счет высоковольтногоимпульса от заряженного конденсаторабольшой емкости. В течение импульсногоразряда, который длится доли секунды,в лампах протекает ток в сотни и тысячиампер.

В зависимостиот давления паров внутри колбыгазоразрядные приборы делятся наприборы: низкого (0,01   1 мм рт. ст.),высокого (0,3   3 ат)и сверхвысокого (от 3 до нескольких сотенатмосфер) давления.

Неоновыелампы

Газоразрядные приборы тлеющегоразряда, предназначенные для работы вкачестве световых индикаторовэлектрических сигналов или напряжений.Могут быть использованы при определениирода тока (cтробоскопического

Рис. 75. Неоновые лампы.

эффекта) и для генерированиярелаксационных колебаний низкой частоты.Применяются в простейших реле времени,индикаторах и т. д.

Конструкция.Выполняются неоновые лампы в видестеклянных баллонов различной конфигурациии размеров (рис. 75). Электродыизготавливаются из чистого железа,молибдена, никеля или миш-металла. Катодыпокрыты тонкой пленкой бария, кальцияили цезия для снижения напряжениягорения.

Баллоны наполняются смесьюгаза неона, аргона и гелия с преобладаниемнеона под давлением 5   20 мм рт. ст.Свечение неоновых ламп красно-оранжевое.

Для повышения яркости свечения баллону некоторых ламп имеет в верхней части(над электродами, в торце) утолщение,образующее маленькую собирательнуюлинзу.

Эксплуатация.При включении неоновых ламп в сетьнеобходимо включать последовательнос лампой ограничивающее сопротивление,предохраняющее лампу от дуговогоразряда.

Ограничивающее сопротивлениеподбирается в соответствии с величинойпитающего напряжения таким образом,чтобы величина тока, протекающего черезлампу, не превышала значений, указанныхв табл. 1.

Ориентировочно величину ограничивающегосопротивления можно определить поформуле

где Uпит—напряжение источника питания;Uгор—напряжениегорения; Iмакс—наибольший рабочий ток лампы.

У неоновыхламп, работающих в цепях постоянноготока, напряжение зажигания увеличенов 1,4 раза по сравнению с лампами,работающими на переменном токе (Uзаж–2Uзаж).

Перед использованием или последлительного хранения рекомендуетсяпроизвести формовку электродов неоновойлампы, подключив ее на 40   80 чк источнику постоянного напряжения. Вдальнейшем необходимо соблюдать этуполярность включения.

Род тока определяется неоновымилампами по свечению пространства околоэлектродов. При переменном токе свечениераспределяется равномерно возле обоихэлектродов, а при постоянном — тольковозле отрицательного электрода.

В пределах от 0 до 5   6 кГцнеоновая лампа практически безинерционна.На частотах выше 5 – 6 кГц начинаетсказываться инерционность, котораязависит от гистерезисной характеристики— особенности неоновой лампы потухать(прекращать пропускание тока) принапряжении значительно меньшем, чемнапряжение зажигания.

При уменьшениинапряжения происходит затягиваниесвечения, что является отрицательнымкачеством, препятствующим эффективномуи всестороннему использованию неоновыхламп (кроме МН-8).

Например, в стробоскопическомэффекте неоновая лампа с гистерезиснойхарактеристикой, увеличивающейпродолжительность вспышки, уменьшаетчеткость изображения и ограничиваетверхний частотный предел при измеренииоборотов. При релаксационном генерировании— ограничивает частотный пределгенерации.

Обозначение неоновых ламп состоитиз двух элементов: первый элемент –буквы; второй – число. В новыхобозначениях первая буква определяетвид разряда (Т – тлеющий), вторая(Н) – неоновое наполнение. Числосоответствует наибольшему току разрядав миллиамперах, на который рассчитаналампа.

В старых обозначениях первыебуквы определяют назначение лампы: СН –сигнальная, МН – миниатюрная, ПН –панельная, ФН – фазовая, ВМН –волномерная, ВН – вольтоскопная,УВН – указатель высокого напряжения.Последняя буква (Н) – неоновоенаполнение.

Литература

Генис А. А,и др. Приборы тлеющего разряда. Киев,«Техніка»,1970.

Эфрусси М. М, Стабилитроныи неоновые лампы. М., Госэнергоиздат,1958.

Таблица 1

Данные неоновых ламп

Обозначение лампы Род тока Начальное напряжение возникновения разряда, в Наибольшее допустимое напряжение возникновения разряда, в Напряжение горения, в Наибольший рабочий ток разряда, ма Срок службы, ч Балластное сопротивление Тип цоколя
старое новое
ВМН-1 160 2 Отдельное СФ-10
ВМН-2 126 » СФ-10
МН-3* Постоянный 48—65 __ 1 300 » 1Ш12
МН-4 » 80 2 500 » 1Ш12
МН-5 ТН-О.З » 150 155 65 0,3 200 300 ком** РЮ***
МН-6 » 90 0.8 100 Отдельное Отсутствует
МН-6а _ » 55 0,8 » »
МН-7 _ » 87 2 200 а 2Ш15
МН-8 ТН-0,2 г 85 90 65 0,25 200 » 1Ш9***
МН-11 » 85 4 » 111115
МН-12 Постоянный 95 0,2 Отдельное 1Ш15
МП- 15 220 0,45 » Р10
ПН-1 ТН-0.9 Постоянный 200 205 150 0,9 300 80 ком 1Ш15
ПН-2 __ 115 _ 0,9 Р14
ПН-3 ТН-0.5 Постоянный 90 108 55 0,5 300 Отдельное 2Ш15
СН-1 ТН-20 Переменный 220 в 150 205 20 1000 В лампе Р27
СН-2 ТН-30 Переменный 27 в 82 115 30 1000 В лампе Р27
ТМН-2 200 _ __ 50 Отдельное Ц10
УВН-1 Переменный 550 Конденсатор СФ10
ФН-2 ТН-1 » 140 168 49 1 100 Отдельное СФШ9
95СГ9 95 3 1Ш12
ТНИ-1 ,5 Переменит и постоянны 120-160 90 1,5 1000

Источник: https://gigabaza.ru/doc/71597.html

Электровакуумные и газоразрядные приборы

Газоразрядные приборы реферат

Определение. Электровакуумными называют приборы, принцип работы которых основан на использовании электрических явлений в газах или вакууме, происходящих в рабочем пространстве, изолированном от окружающей среды газонепроницаемой оболочкой (баллоном).

Электровакуумные и газоразрядные приборы выполняются в виде стеклянного, керамического или металлического баллона, внутри которого в условиях высокого вакуума или инертного газа размещаются электроды: катод, анод, сетки. Катод является излучателем (эмиттером) свободных электронов, анод – собирателем (коллектором) носителей заряда. С помощью сеток или управляющих электродов осуществляется управление анодным током.

Для того, чтобы получить представление об электровакуумных и газоразрядных приборах используемых в авиационном РЭО рассмотрим их классификацию.

Классификация и условное графическое обозначение

1. По количеству электродов электронные приборы делятся на двухэлектродные (электровакуумные диод), трехэлектродные (электровакуумный триод), и многоэлектродные лампы.

Рис. 1. Условное графическое обозначение электровакуумного диода

Электровакуумный диод – это двухэлектродная лампа, состоящая из катода и анода. Если напряжение на аноде положительное, относительно катода, то электроны, эмитируемые катодом, движутся к аноду, создавая анодный ток.

При отрицательном напряжении на аноде тока нет, следовательно, диод проводит только в одном направлении. Это свойство диода определяет его основное назначение – выпрямление переменного тока.

Условное графическое обозначение электровакуумного диода представлено на рис. 1.

Электровакуумный триод – это трехэлектродная лампа, у которой между анодом и катодом расположена сетка. Сетка предназначена для регулирования тока анода. Напряжение на сетке изменяет поле между анодом и катодом и таким образом влияет на ток анода.

Если напряжение на сетке отрицательно по отношению к катоду, то она оказывает тормозящие действие на электроны, эмитируемые катодом, в результате анодный ток уменьшается. При положительном напряжении на сетке она оказывает ускоряющее действие на электроны, увеличивая анодный ток. При этом часть электронов попадает на сетку создавая сеточный ток.

Следовательно, сетка является управляющим электродом, напряжение на котором позволяет изменять ток анода.

Условное графическое обозначение электровакуумного триода приведено на рис. 2.

Рис. 2. Условное обозначение электровакуумного триода

Для увеличения влияния на ток анода сетка располагается ближе к катоду. При отрицательном напряжении на сетке ток в ней практически отсутствует.

а) б)

Рис. 3. Условное графическое обозначение триодов: а – с катодной сеткой; б – с экранной сеткой

К многосеточным лампам относятся: тетроды – с двумя сетками, пентоды – с тремя сетками, гексоды – с четырьмя сетками, гептоды – с пятью сетками и октоды – с шестью сетками. Наибольшее распространение получили тетроды и пентоды.

У тетродов одна из сеток называется управляющей и имеет отрицательное напряжение. Другая сетка располагается либо между управляющей и анодом или между управляющей и катодом. В первом случае такая сетка называется экранирующей, во втором – катодной.

Условное графическое обозначение электровакуумных тетродов приведено на рис. 3.

В тетродах с экранирующей сеткой ток катода распределяется между экранирующей сеткой и анодом. Основным преимуществом такого тетрода является снижение емкости между анодом и управляющей сеткой. Экранирующая сетка снижает эту емкость до долей пикофарады и уменьшает проницаемость анода.

Однако близость экранирующей сетки к аноду имеет недостаток, заключающийся в том, что при низком напряжении на аноде проявляется динатронный эффект – снижение тока анода за счет вторичной эмиссии (провал на анодной характеристике (рис. 3.4)). При этом вторичные электроны не возвращаются обратно на катод, а захватываются экранирующей сеткой.

Пентодом называют лампу с тремя сетками. Внедрение третьей сетки обусловлено необходимостью устранения динатронного эффекта, свойственного тетроду. Эта сетка называется защитной (или антидинатронной) и располагается между экранирующей сеткой и анодом.

Напряжение на этой сетке обычно делают равным напряжению на катоде, для этого иногда ее соединяют с катодом внутри колбы. Устранение динатронного эффекта получается благодаря потенциальному барьеру, образовавшемуся в пространстве между анодом и экранирующей сеткой.

Вместе с тем этот потенциальный барьер не представляет значительного препятствия для электронов, движущихся к аноду с большой скоростью.

2. По конструктивным особенностям цепи накала электронные лампы делятся на лампы с катодами прямого накала и лампы с катодами косвенного накала.

Катод прямого накала представляет собой металлическую нить из материала с большим сопротивлением (вольфрама или тантала), по которой проходит ток накала.

Такой катод отличается малыми тепловыми потерями, простотой устройства и малой тепловой инерцией. Недостатком такого катода является то, что его необходимо питать постоянным током.

При питании переменным током частотой 50 Гц ток эмиссии изменяется с удвоенной частотой питающего напряжения, что создает нежелательный шумовой низкочастотный фон.

Катод косвенного накала представляет трубку, внутри которой размещена нить накала. Нить накала изолирована от катода. В результате практически сглаживаются пульсации температуры и тока эмиссии при питании накала переменным током.

  • 3. По назначению лампы делятся на приемо-услительные,генераторные, частотно-преобразовательные, детекторные, измерительные и так далее.
  • 4. В зависимости от диапазона рабочих частот различают лампы низких (от 1 – 30 МГц), высоких (от 30 до 600 МГц) и сверхвысоких (свыше 600 МГц) частот.
  • 5. По виду электронной эмиссии различают лампы с термоэлектронной, вторичной и фотоэлектронной эмиссией.

Электронная эмиссия необходима для создания внутри электровакуумного прибора между электродами потока электронов.

Под термоэлектронной эмиссией понимают процесс выхода электронов из твердых или жидких тел в вакуум или газ.

Под вторичной электронной эмиссией понимается испускание электронов телом вследствие бомбардирования его электронами, испускаемым другим телом.

Под фотоэлектронной эмиссией понимается испускание электронов телом, находящимся в потоке лучистой энергии.

2.1.2 Характеристика и параметры

Характеристики лампы выражают зависимость токов от напряжений в различных ее цепях. Свойства электронных ламп оценивают по анодным или анодно-сеточным статическим характеристикам.

Анодной статической характеристикой называется графически выраженная зависимость анодного тока Ia от напряжения на аноде Ua.

Зависимость Ia = f(Ua) снимают для нескольких неизменных значений напряжения Uс (исключение составляют анодные характеристики диода).

Внешний вид анодной характеристики определяется количеством электродов в лампе (рисунок 4).

а) б)

в) г)

Рис. 4. Анодные характеристики электронных ламп: а – диода; б – триода; в – тетрода; г – пентода

Анодно-сеточными статическими характеристиками называют графически выраженные зависимости анодного тока Iа от напряжения на сетке Uc при фиксированных значениях анодного напряжения Uа. Также как и для анодных характеристик зависимости Iа = f(Uс) снимают для нескольких неизменных значений анодного напряжения Uа. (рисунок 5).

Чем больше анодное напряжение Uа, тем выше и левее расположены анодно-сеточные характеристики Iа = f(Uс). Объясняется это тем, что при более высоком анодном напряжении на сетку необходимо подавать большее отрицательное напряжение, чтобы результирующее электрическое поле в пространстве между катодом и сеткой осталось неизменным по величине.

К основным электрическим параметрам электровакуумного диода относятся следующие: электровакуумный газоразрядный прибор

1. Внутреннее сопротивление постоянному току:

,

где UА – постоянная составляющая анодного напряжения, IА – постоянная составляющая анодного тока.

а) б)

Рис. 5. Анодно-сеточные характеристики электронных ламп: а – триода; б – пентода

2. Внутреннее дифференциальное сопротивление Rд диода представляет собой сопротивление пространства между анодом и катодом для переменного тока. Оно является величиной, обратной крутизне и определяется с помощью анодных статических характеристик (рис. 3.4, а):

[Ом],

и обычно составляет сотни, а иногда и десятки Ом.

Обычно сопротивление R0 больше Rд.

3. Крутизна S показывает, как изменится анодный ток при изменении анодного напряжения и выражается следующей зависимостью:

.

  • 4. Напряжение накала Uн – напряжение, подаваемое на подогреватель. Эта величина является паспортной. При недонакале лампы уменьшается температура катода, а следовательно, и ток эмиссии. При повышении напряжения накала резко Uн резко сокращается срок службы катода, поэтому не допускается отклонение напряжения накала больше чем на 10% от номинального.
  • 5. Ток эмиссии Iе– максимальный ток, который может быть получен в результате эмиссии электронов термокатодом. Он представляется суммарным зарядом электронов, покинувших термокатод за одну секунду.
  • 6. Допустимое обратное напряжение диода Uобр max – максимальное отрицательное напряжение на аноде, которое может выдержать диод без нарушения свойств односторонней проводимости.

Параметры некоторых серийных электровакуумных диодов приведены в табл. 1.

Таблица 1. Основные параметры серийных электровакуумных диодов

Тип

диода

Назначение

Ток эмиссии катода, мА

Внутреннее сопротивление, Ом

Напряжение

накала, В

Род накала

6Х2П

Детектор колебаний

30

200

6,3

Косвенный

6Д20П

Демпфер (гаситель) колебаний

600

85

6,3

Косвенный

1Ц11П

Высоковольтный выпрямитель

4

300

1,2

Прямой

6Ц4П

Кенотрон (диод используемый в выпрямителях)

300

100

6,3

Косвенный

Ионными и газоразрядными называют электронные приборы, в которых используется электрический разряд в газовой среде, сопровождающийся направленным движением электронов и ионов.

Электрическим разрядом в газовой среде называют совокупность являений, связанных с прохождением тока через пространство, заполненное газом и называемое разрядным промежутком.

Электрический ток в разрядном промежутке ионных приборов при давлении газа, превышающем 10-4 мм рт. ст. возникает в результате столкновения свободных электронов с атомами газа.

Основное отличие ионных приборов от электровакуумных заключается в том, что прохождение электрического тока через разрядный промежуток ионного прибора сопровождается направленным движением положительных ионов.

Заряды положительных ионов компенсируют пространственный отрицательных заряд электронов и этим уменьшают электрическое сопротивление разрядного промежутка.

Процесс ионизации атомом газа нарастает лавинообразно, поэтому для ограничения тока последовательно с газоразрядным прибором включают ограничительный резистор.

Для того, чтобы получить представление об газоразрядных приборах используемых в авиационном радиоэлектронном оборудовании рассмотрим их классификацию.

Источник: https://studwood.ru/1727190/tehnika/elektrovakuumnye_gazorazryadnye_pribory

ovdmitjb

Add comment