Главная Бухгалтерия в кармане Учет расходов Экономия на кадровиках Налог на прибыль Как увеличить активы Основные средства
Главная ->  Занимательная радиотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

катодом лампы пусто, из него выкачан воздух (фактически откачка не бывает идеальной, и в баллоне лампы есть остатки газа, но они в нашем примере не играют роли). А чему же равно сопротивление пустоты?

Знакомая человеку электротехника этот вопрос обходила молчанием, она его не рассматривала. Вот твердое вещество, жидкое, газообразное, пусть даже плазма -здесь все достаточно ясно! Изоляторы, проводники, полупроводники - все сТо тоже известно! А пустота? Какое же сопротивление там, где ничего нет ?

Наш электрик может попробовать рассуждать, например, так.

Очевидно, пустота - изолятор. Ведь электрический ток представляет собой движение зарядов, а в пустоте зарядов нет, поэтому и ток в ней возникнуть не может. А раз так, то, значит, пустота - изолятор. Это, кстати, легко проверить. Возьмем электронную лампу и приложим щупы омметра к ее аноду и катоду - прибор ничего не покажет. О)противление промежутка анод - катод равно бесконечности. Следовательно, пустота - изолятор.

Однако, подумав, наш электрик сообразит, что тут что-то не то. Ведь лампа-то работает, значит через пустоту ее внутреннего пространства ток проходит. Да и не только в лампе. Например, последние достижения в изучении космического пространства показали, что некоторые процессы на Солнце сопровождаются извержением электронов, которые через пустоту межпланетного пространства прекрасно достигают Земли. А ведь движение электрона - это ток. Значит, пустота - не изолятор. Пожалуй, даже наоборот. Заряды, двигаясь в ней, не встречают препятствия. Значит, у пустоты вроде нет никакого сопротивления.

Следовательно, заряды двигаться в пустоте могут. Но все же пустота по сравнению с проводниками, полупроводниками и изоляторами является особой средой. И в проводнике, и в полупроводнике, и в изоляторе заряды есть. Мы рассматриваем проводимость этих материалов с точки зрения возможности движения тех зарядов, которые там уже есть. А в пустоте их нет, но если ввести их туда, то они смогут двигаться там с меньшими препятствиями, чем в любой другой среде.

Из этого уже легко понять, чем определяется величина тока, текущего через электронную лампу. В пространство между ее катодом и анодом вводятся электроны, для чего

используется термоэмиссия катода: катод нагревается и испускает электроны. Если все излучаемые катодом электроны достигнут анода, то соответствующий ток будет наибольшим. После этого можно увеличивать анодное напряжение, но анодный ток возрастать не будет.

В действительных условиях работы лампы вся эмиссия катода не используется, фактический анодный ток бывает меньше тока эмиссии катода. Представим себя на месте. электрона, вылетевшего из катода. Мы испытываем притяжение положительно заряженного анода, но одновременно испытываем и отталкивание тех электронов, которые вылетели раньше нас и в своем движении к аноду находятся Управляющая сетна^ Э^трующая сетка

Hamgi

Уж - л

i РрострашпВенный

заряд

между нами и анодом (ведь у этих электронов заряд отрицательный). Это еще не все. Мы получили при вылете некоторую скорость, благодаря чему отлетели от катода на некоторое расстояние. Теперь между нами и катодом есть некоторое количество электронов, вылетевших позже, которые отталкивают нас от катода. А в самом катоде есть положительные ионы, которые притягивают нас к себе.

Таким образом, на вылетевший из катода электрон действуют противоположные силы: полученная при вылете скорость увлекает его к аноду, положительное напряжение на аноде стремится продвинуть его туда же, электроны, вылетевшие ранее, отталкивают его обратно к катоду, электроны, вылетевшие позже, отталкивают его к аноду, положительные ионы, имеющиеся в катоде, притягивают его к катоду.

Очень сложно? Да, сложно! Но это еще не все. На пути между катодом и анодом есть одна или несколько сеток,



потенциал которых помогает электронам лететь к аноду (положительный потенциал) или же препятствует этому (отрицательный потенциал). От результирующего действия всех этих причин и зависит то количество электронов (из числа вылетающих из катода), которое доберется до анода, образуя анодный ток лампы. Остальные вылетевшие из катода электроны будут отчасти пополнять облачко между катодом и сеткой, отчасти же (наименее быстрые) будут падать обратно на катод.

Вот от каких причин зависит величина тока, текущего через лампу. Если мы хотим по привычке сказать, что величина тока в анодной цепи лампы зависит от величины анодного напряжения и сопротивления лампы, то суммарное действие всех указанных причин (плюс Величину эмиссии катода) мы должны будем считать сопротивлением лампы. Тогда мы вполне логично можем сказать, что сопротивление лампы - это переменное сопротивление, потому что достаточно чуть изменить, например, потенциал ее сетки, как анодный ток лампы станет больше или меньше (полагаем, конечно, что эмиссия лампы еще не исчерпана). Изменяя потенциал сетки, можно изменять анодный ток лампы от нуля (лампа заперта ) до наибольшего значения, когда используется вся эмиссия катода.


ЛАМПА УСИЛИВАЕТ

Почему применение электронных ламп дает возможность усиливать электрические колебания? Ниже приводится один из способов объяснения этой особенности электронных ламп.

Электрическая цепь усилительного каскада состоит из источника тока, лампы и нагрузочного сопротивления (источник питания накала лампы не имеет принципиального значения, и мы рассматривать его не будем).

Чем определяется величина тока, текущего в рассматриваемой цепи? Напряжение анодного питания Ба постоянно. 56


Нагрузочное сопротивление /? тоже не изменяется. Остается, следовательно, только одно сопротивление -лампа Очевидно, величина тока в цепи зависит от этого сопротивления.

В предыдущем очерке мы говорили о том, что сопротивление лампы необычно. Его физически нельзя приравнять к проводникам, полупроводникам или изоляторам. Величина тока, текущего через лампу в нормальных условиях: при присоединении к ней источника анодного питания плюсом к аноду и минусом к катоду, зависит от ряда рассмотренных выше условий. Поскольку величина напряжения источника анодного питания, эмиссия катода и другие условия в процессе работы лампы не изменяются, величина тока через нее определяется только потенциалом сетки. Наше сравнение лампы с переменным сопротивлением позволит нам наглядно объяснить механизм усиления лампового каскада. Такое толкование, возможно, поможет читателю нагляднее представить себе картину того, что происходит в радиолампе, и почему она усиливает.

Итак, наш каскад состоит из источника анодного питания, лампы и нагрузочного сопротивления. Лампу мы считаем переменньш сопротивлением, величина которого определяется потенциалом сетки лампы R. При отс>>тст-вии сигнала потенциал сетки постоянен и напряжение распределяется в цепи в соответствии с величинами сопротивлений и При равенстве их падение напряжения на них будет одинаковым.

Что произойдет, если на сетку лампы поступит сигнал н начнет изменять величину ее потенциала, а вместе с тем и величину сопротивления лампы Rj,? Очевидно, что при этом будет происходить перераспределение падений напряжения в цепи. Если сопротивление R станет меньше (потенциал сетки стал более положительным), то падение напряжения на R уменьшится, а на /? увеличится. При изменении потенциала сетки в обратную сторону произой-

Г-

дет обратное: падение напряжения на /? уменьшится.



Таким образом, колебание напряжения на сетке приведет к колебаниям напряжения на нагрузочном сопротивлении Д„. Форма этих колебаний будет практически одинаковой, т. е. колебание напряжения на достаточно повторит колебание потенциала сетки и связанного с ним изменения величины Rj,.


Малое изменение потенциала сетки (малое напряжение сигнала) значительно изменяет величину R , вследствие чего соответственно изменяется и падение напряжения на нагрузочном сопротивлении R. А это колебание напряжения на /? представляет собой выходное напряжение каскада. Получается, что небольшое напряжение сигнала (переменное напряжение) вызывает возникновение на нагрузочном сопротивлении при достаточной величине его переменного напряжения по характеру изменения совершенно такого же, но с гораздо большей амплитудой, т. е. усиленного.

Так усиливает ламповый каскад. Усиление это происходит за счет расходования энергии анодного питания: увеличение тока через лампу приводит к увеличению отдачи энергии источником питания.


Аноды усилительных ламп во время работы сильно греются. У мощных усилительных ламп они нагреваются настолько, что раскаляются докрасна. У больших генера-58

торных ламп необходимо специальное охлаждение анодов - водяное или воздушное, иначе они могут расплавиться.

РПочему же аноды греются? Ответ, как будто, не вызывает затруднений: нагрев производит электрический ток. Через лампу течет анодный ток и разогревает анод, все электроды, через которые он проходит, и вообще всю лампу. Прохождение электрического тока всегда сопровождается выделением тепла. Петербургский ученый Ленц и одновременно с ним англичанин Джоуль вывели известный в физике закон, гласящий, что при прохождении тока в цепи выделяется тепло в количестве Q = 0,24 RP t калорий,

Где R - сопротивление цепи; / - величина тока; t - время. Эта формула не вызывает сомнений, но в нее входит R. Где же в нашем случае это /??

Действительно, для того чтобы энергия электрического тока превратилась в тепло, надо, чтобы ток встретил на своем пути сопротивление. Образующие электрический ток

(электроны, сталкиваясь с частицами вещества, отдают им свою энергию, увеличивая размах их колебаний или скорость, а это и есть то, что мы называем нагреванием.

Но в лампе нам не удастся найти сопротивление, пригодное для выделения в нем тепла. Пространство между катодом и анодом электроны пролетают почти без столкновений, поэтому тепло в нем не выделяется (см. етр. 25). Остается анод. Анодный ток, безусловно, течет через анод, который представляет собой определенное электрическое сопротивление.

Но это сопротивление чрезвычайно мало, и выделяющееся в нем тепло ничтожно. В этом легко убедиться на опыте. Анодный ток оконечной лампы радиоприемника, например 6ПЗС, бывает около 50 ма. Возьмите негод-




1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

© 2024 Constanta-Kazan.ru
Тел: 8(843)265-47-53, 8(843)265-47-52, Факс: 8(843)211-02-95