Исследование электронной лампы

Аннотация. В данной статье рассматривается исследование электронных ламп и их анализ, принцип работы, основные характеристики, которые применяются в электронных схемах усиления, сигнализации и генерирования.

Ключевые слова: электронная лампа, диод, триод, характеристика, применение, анализ, исследование.

Цель исследования: Провести научное исследование электронных ламп, ознакомиться с их принципом работы и изучить основные характеристики.

Задачи исследования: Изучить теоретический материал электронных ламп.

Актуальность:

На земле наступило такое время, когда человек не мог обойтись без хорошего постоянного освящения. И тогда люди стали придумывать и изобретать альтернативные виды освящения, не считая свечи и газовые лампы. Люди создали прибор, работающий на электричестве, которая стала называться электронная лампа. Она эффективнее других освещаемых приборов, но все же она часто перегорает.

По классификации электронные лампы делятся по следующим признакам:

1- По способу подогрева катода:

• прямого накала;
• косвенного накала.

2- По числу электродов, содержащихся в лампе:

• диоды — с двумя электродами (катод, анод);
• триоды — с тремя электродами (катод, анод и одна сетка);
• тетроды — с четырьмя электродами (катод, анод и две сетки);
• пентод — с пятью электродами (катод, анод и три сетки);
• гексоды — с шестью электродами (катод, анод и четыре сетки);
• гептоды — с семью электродами (катод, анод и пять сеток);
• октоды — с восемью электродами (катод, анод и шесть сеток).

3- По уровню выходной мощности:

• генераторные лампы с выходной мощностью от 10 Вт до нескольких МВт.
• приемно-усилительные лампы с выходной мощностью 10— 20 Вт;

4- По рабочему диапазону частот:

• низкочастотные Ур < 20 кГц;
• высокочастотные Ур = 20 кГц — 30 МГц;
• сверхвысокочастотные f > 30 МГц

5- По виду преобразования электрической энергии:

• генераторные — для преобразования энергии постоянного тока в энергию переменного тока синусоидальной формы высокой и сверхвысокой частоты;
• частотопреобразовательные — для преобразования электроэнергии переменного тока по частоте;
• выпрямительные — для преобразования энергии переменного тока в энергию постоянного тока;
• детекторные — для выделения энергии переменного тока определенной частоты.
• усилительные — для преобразования электроэнергии по силе тока или напряжения;

Что такое электронная лампа.

Электронная лампа – это такой электровакуумный прибор, в котором электроды смонтированы в баллоне имеющий вакуум.

Рисунок 1. Внешний вид электронной лампы

Рассмотрим 2 вида электронных ламп( диод и триод)

Что такое диод

Диод – это радиоэлемент которой представляет собой гидравлику, т.е его можно сравнить с обратным клапаном. А также диод пропускает электрический ток только в одном направлении, а блокирует его уже в другом направлении.

Рисунок 2. Внешнее строение

Рисунок 3. Внутренне строение

Что такое триод

Триод — это электронная лампа с элементами анода, катода и управляющая сетка, где управляющей сеткой является тонкий металлический провод, который окружает катод.

Триод:

Рисунок 4. Внешнее строение

Таблица 1.

Характеристика диодов

1) Максимальная частота F_d , которую нельзя превышать. В нашем случае максимальная частота диода будет 30 кГц. Если частота будет больше, то наш диод будет работать неправильно.

2) Обратное максимальное напряжение U_обр – это  такое напряжение диода, которое он выдерживает при подключении в обратном направлении, при этом через него будет протекать ток I_обр – сила тока  при обратном подключении диода. При превышении обратного напряжения в диоде возникает так называемый лавинный пробой, в результате этого резко возрастает ток, что может привести  к полному тепловому разрушению диода.  В нашем исследуемом диоде это напряжение равняется 700 Вольт.

3) Максимальный прямой ток I_пр – это  максимальный ток, который может течь через диод в прямом направлении.  В нашем случае это 2 Ампера.

Характеристика триодов

Рисунок 5. Зависимость анодного и сеточного токов

 при  – анодная характеристика

 при  - анодно-сеточная характеристика

 при  –сеточная характеристика

При напряжениях ниже 0 на сетке анодные характеристики начинаются правее начала координат, где сеточный ток отсутствует. При напряжении выше 0 на сетке анодный ток повышается, а в сеточной цепи появляется сеточный ток, который с ростом анодного напряжения понижается.

Из семейства анодно-сеточных характеристик следует, что когда растет анодное напряжение, анодно-сеточные характеристики смещаются влево.

Это значит, что при одном и том же напряжении на сетке при достаточно высоком анодном напряжении анодный ток повышается, а сеточный ток понижается. Когда растет анодное напряжение, напряжение запирания становится, еще более отрицательным.

Теперь проведем сравнительную характеристику диода и триода.

Таблица 2.

Сравнительная характеристика диода и триода

Отличие диода от триода

Рисунок 7. Вольтамперная характеристика триода

Триод отличается от диода наличием в нем третьего электрода, который называется управляющая сетка. Изменяя потенциал сетки можно управлять анодным током. Триод обычно используют для усиления сигнала

На рисунке 7 описывается зависимость анодного тока от сеточного напряжения, которая зависит от физических характеристик конкретной лампы.

Заключение: В заключении сделаем вывод, что сравнивая 2 электрические лампы, мы установили, что в триоде имеется дополнительная возможность управления анодным током путем изменения напряжения.