თანამედროვე ელექტროვაკუუმური მოწყობილობები თავის გარეგნობას ამერიკელ გამომგონებელს თომას ედისონს ევალება. სწორედ მან შეიმუშავა განათების პირველი წარმატებული გზა, ამისთვის ელექტრო ნათურის გამოყენებით.
ნათურის ისტორია
ამჟამად, ძნელი დასაჯერებელია, რომ ელექტროენერგია არ არსებობდა ყველა ისტორიულ პერიოდში. პირველი ინკანდესენტური ნათურები მხოლოდ მეცხრამეტე საუკუნის ბოლოს გამოჩნდა. ედისონმა მოახერხა ნათურის მოდელის შემუშავება, რომელშიც ნახშირბადის, პლატინის და ბამბუკის ძაფები იყო განთავსებული. სწორედ ამ მეცნიერს უწოდებენ სამართლიანად თანამედროვე ელექტრო ნათურის „მამას“. მან გაამარტივა ნათურის წრე, მნიშვნელოვნად შეამცირა წარმოების ღირებულება. შედეგად, ქუჩებში გამოჩნდა არა გაზი, არამედ ელექტრო განათება და ახალი განათების მოწყობილობებს ედისონის ნათურები ეწოდა. თომა დიდი ხნის განმავლობაში მუშაობდა თავისი გამოგონების გაუმჯობესებაზე, რის შედეგადაც სანთლების გამოყენება წამგებიანი ღონისძიება გახდა.
მუშაობის პრინციპი
რა მოწყობილობა აქვთ ედისონის ინკანდესენტურ ნათურებს? ყველა მოწყობილობას აქვს სხეულიძაფი, მინის ნათურა, მთავარი კონტაქტი, ელექტროდები, ბაზა. თითოეულ მათგანს აქვს თავისი ფუნქციონალური დანიშნულება.
ამ მოწყობილობის არსი შემდეგია. როდესაც გამათბობელი სხეული ძლიერად თბება დამუხტული ნაწილაკების ნაკადით, ელექტრო ენერგია გარდაიქმნება სინათლის ფორმად.
იმისთვის, რომ რადიაცია ადამიანის თვალმა აღიქვას, საჭიროა მინიმუმ 580 გრადუსი ტემპერატურის მიღწევა.
მეტალებს შორის ვოლფრამი აქვს ყველაზე მაღალი დნობის წერტილი, ამიტომ სწორედ მისგან მზადდება გამათბობელი სხეული. მოცულობის შესამცირებლად მავთულმა დაიწყო სპირალის სახით მოთავსება.
მიუხედავად ვოლფრამის მაღალი ქიმიური წინააღმდეგობისა, კოროზიისგან მაქსიმალური დაცვის მიზნით, ძაფის კორპუსი მოთავსებულია დალუქულ მინის ჭურჭელში, საიდანაც მანამდე ჰაერი ამოტუმბულია. სამაგიეროდ, კოლბაში ჩაედინება ინერტული აირი, რომელიც ხელს უშლის ვოლფრამის მავთულს დაჟანგვის რეაქციებში შესვლას. ყველაზე ხშირად გამოყენებული ინერტული აირი არის არგონი, ზოგჯერ გამოიყენება აზოტი ან კრიპტონი.
ედისონის გამოგონების არსი იმაში მდგომარეობს, რომ აორთქლება, რომელიც ხდება ლითონის ხანგრძლივი გაცხელების დროს, ხელს უშლის ინერტული აირის მიერ შექმნილი წნევით.
ნათურის მახასიათებლები
არსებობს საკმაოდ ბევრი სხვადასხვა ნათურა, რომელიც შექმნილია დიდი ფართობის გასანათებლად. ედისონის გამოგონების მახასიათებელია ამ მოწყობილობის სიმძლავრის რეგულირების შესაძლებლობა განათებული არეალის გათვალისწინებით.
მწარმოებლები გვთავაზობენ სხვადასხვა ტიპის ნათურებს, რომლებიც განსხვავდებიან მომსახურების ვადით, ზომით, სიმძლავრით.მოდით ვისაუბროთ ამ ელექტრო მოწყობილობების რამდენიმე ტიპზე.
ყველაზე გავრცელებული ვაკუუმური მილებია LON. ისინი სრულად არიან ჰიგიენური და აქვთ საშუალო მომსახურების ვადა 1000 საათი.
ზოგადი დანიშნულების ნათურების ნაკლოვანებებს შორის გამოვყოფთ დაბალ ეფექტურობას. ელექტრული ენერგიის დაახლოებით 5 პროცენტი გარდაიქმნება სინათლედ, დანარჩენი გამოიყოფა სითბოს სახით.
ყურადღების ცენტრში
მათ აქვთ საკმაოდ მაღალი სიმძლავრე, შექმნილია დიდი ტერიტორიების გასანათებლად. ელექტროვაკუუმური მოწყობილობები იყოფა სამ ჯგუფად:
- ფილმის პროექცია;
- შუქურები;
- ზოგადი დანიშნულება.
პროექტორის სინათლის წყარო განსხვავდება ძაფის კორპუსის სიგრძით, მას აქვს უფრო კომპაქტური ზომა, რაც საშუალებას გაძლევთ გაზარდოთ საერთო სიკაშკაშე, გააუმჯობესოთ სინათლის ნაკადის ფოკუსირება.
სარკის ელექტროვაკუუმ მოწყობილობებს აქვთ ამრეკლი ალუმინის ფენა, განსხვავებული ნათურის დიზაინი.
მისი ნაწილი, რომელიც განკუთვნილია სინათლის გასატარებლად, დამზადებულია ყინვაგამძლე მინისგან. ეს საშუალებას გაძლევთ გახადოთ შუქი რბილი, შეამციროთ კონტრასტული ჩრდილები სხვადასხვა ობიექტებისგან. ასეთი ელექტროვაკუუმური მოწყობილობები გამოიყენება შიდა განათებისთვის.
ჰალოგენის კოლბაში არის ბრომის ან იოდის ნაერთები. 3000 კ-მდე ტემპერატურის გაძლების გამო, ნათურების მომსახურების ვადა დაახლოებით 2000 საათია. მაგრამ ამ თეთრ სინათლის წყაროს ასევე აქვს თავისი ნაკლოვანებები, მაგალითად,ჰალოგენური ნათურა, აქვს დაბალი ელექტრული წინააღმდეგობა გაციებისას.
მთავარი პარამეტრები
ედისონის ინკანდესენტურ ნათურაში ვოლფრამის ძაფი განლაგებულია სხვადასხვა ფორმებში. ასეთი მოწყობილობის სტაბილური მუშაობისთვის საჭიროა ძაბვა 220 ვ. საშუალოდ მისი მომსახურების ვადა 3000-დან 3500 საათამდეა. იმის გათვალისწინებით, რომ ფერის ტემპერატურაა 2700 K, ნათურა უზრუნველყოფს თბილ თეთრ ან ყვითელ სპექტრს. ამჟამად ნათურებს გვთავაზობენ სხვადასხვა ზომის ძირებით (E14, E27). სურვილისამებრ, შეგიძლიათ ჭერის ჭაღში ან კედლის განათების მოწყობილობაში აიღოთ თმის სამაგრის, ჰერინგბონის, სპირალის სახით.
ედისონის გამოგონება იყოფა ცალკეულ კლასებად ვოლფრამის ძაფების რაოდენობის მიხედვით. განათების მოწყობილობის ღირებულება, მისი სიმძლავრე და მომსახურების ვადა პირდაპირ დამოკიდებულია ამ ინდიკატორზე.
EVL მუშაობის პრინციპი
თერმიონული ემისია შედგება ელექტრონების გამოყოფაში გახურებული ინკანდესენტური სხეულის მიერ ვაკუუმში ან ნათურის შიგნით შექმნილ ინერტულ გარემოში. ელექტრონების ნაკადის გასაკონტროლებლად გამოიყენება მაგნიტური ან ელექტრული ველი.
თერმიონული ემისია საშუალებას გაძლევთ პრაქტიკულად გამოიყენოთ ელექტრონის ნაკადის დადებითი თვისებები - წარმოქმნათ, გააძლიეროთ სხვადასხვა სიხშირის ელექტრული ვიბრაციები.
რადიო მილების მახასიათებლები
ელექტროვაკუუმის დიოდი არის რადიოინჟინერიის საფუძველი. ნათურის დიზაინს აქვს ორი ელექტროდი (კათოდი და ანოდი), ბადე. კათოდი უზრუნველყოფს ემისიას, ამისთვის ვოლფრამის ფენა დაფარულია ბარიუმით ან თორიუმით. ანოდი დამზადებულია ნიკელის, მოლიბდენის, გრაფიტის ფირფიტის სახით. წმინდაარის გამყოფი ელექტროდებს შორის. როდესაც სამუშაო სითხე თბება, ძლიერი ელექტრული დენი წარმოიქმნება ვაკუუმში მოძრავი ნაწილაკებისგან. ამ ტიპის ელექტროვაკუუმური მოწყობილობები ქმნიან რადიოინჟინერიის საფუძველს. გასული საუკუნის მეორე ნახევარში ვაკუუმური მილები გამოიყენებოდა ტექნიკური, რადიოელექტრონული მრეწველობის სხვადასხვა დარგში.
მათ გარეშე შეუძლებელი იყო რადიოს, ტელევიზორის, სპეციალური აღჭურვილობის, კომპიუტერების წარმოება.
აპლიკაციის სფერო
ზუსტი ინსტრუმენტების, რადიო ელექტრონიკის შემუშავებით, ამ ნათურებმა დაკარგეს აქტუალობა, შეწყვიტეს ფართომასშტაბიანი გამოყენება.
მაგრამ ახლაც არის ისეთი ინდუსტრიული ადგილები, რომლებიც საჭიროებენ EVL-ს, რადგან მხოლოდ ვაკუუმ ნათურას შეუძლია უზრუნველყოს მოწყობილობების მუშაობა მითითებული პარამეტრების მიხედვით, გარკვეულ გარემოში.
EVL განსაკუთრებით საინტერესოა სამხედრო-ინდუსტრიული კომპლექსისთვის, რადგან სწორედ ვაკუუმური მილები გამოირჩევა ელექტრომაგნიტური იმპულსების მიმართ გაზრდილი წინააღმდეგობით.
ერთი სამხედრო აპარატი შეიძლება შეიცავდეს ასამდე EVL-ს. ნახევარგამტარული მასალების უმეტესობა REC ვერ ფუნქციონირებს გაზრდილი გამოსხივებით, ისევე როგორც ბუნებრივ ვაკუუმში (კოსმოსში).
EVL ხელს უწყობს თანამგზავრების და კოსმოსური რაკეტების საიმედოობისა და გამძლეობის გაუმჯობესებას.
დასკვნა
ელექტროვაკუუმურ მოწყობილობებში, რომლებიც იძლევა ელექტრომაგნიტური ენერგიის გენერირების, გაძლიერების, გარდაქმნის საშუალებას, სამუშაო სივრცე მთლიანად თავისუფლდება ჰაერისგან,დაცულია ატმოსფეროსგან შეუღწევადი გარსით.
თერმიონული ემისიის აღმოჩენამ ხელი შეუწყო მარტივი ორელექტროდის ნათურის შექმნას, რომელსაც ვაკუუმ დიოდი ეწოდება.
როდესაც ის უკავშირდება ელექტრულ წრეს, დენი ჩნდება მოწყობილობის შიგნით. როდესაც ძაბვის პოლარობა იცვლება, ის ქრება და რაც არ უნდა ცხელი იყოს კათოდი. გახურებული კათოდის ტემპერატურის მუდმივი მნიშვნელობის შენარჩუნებით, შესაძლებელი გახდა პირდაპირი კავშირის დამყარება ანოდის ძაბვასა და დენის სიძლიერეს შორის. მიღებული შედეგები გამოყენებული იქნა ელექტრონული ვაკუუმური მოწყობილობების შემუშავებაში.
მაგალითად, ტრიოდი არის ვაკუუმური მილი სამი ელექტროდით: ანოდი, თერმიონული კათოდი, საკონტროლო ბადე.
ეს იყო ტრიოდები, რომლებიც გახდნენ პირველი მოწყობილობები, რომლებიც გამოიყენებოდა ელექტრული სიგნალების გასაძლიერებლად გასული საუკუნის დასაწყისში. ამჟამად ტრიოდები შეიცვალა ნახევარგამტარული ტრანზისტორებით. ვაკუუმური ტრიოდები გამოიყენება მხოლოდ იმ ადგილებში, სადაც აუცილებელია მძლავრი სიგნალების კონვერტაცია მცირე რაოდენობის აქტიური კომპონენტებით, ხოლო წონა და ზომები შეიძლება იყოს უგულებელყოფილი.
მძლავრი რადიო მილები შედარებულია ტრანზისტორებთან ეფექტურობის, საიმედოობის თვალსაზრისით, მაგრამ მათი მომსახურების ვადა გაცილებით მოკლეა. დაბალი სიმძლავრის ტრიოდებში სითბოს უმეტესი ნაწილი გადადის მოხმარებულ კასკადურ სიმძლავრეში, ზოგჯერ მისი ღირებულება აღწევს 50%..
ტეტროდები არის ელექტრონული ორ ქსელიანი ნათურა, რომელიც შექმნილია ელექტროენერგიის სიმძლავრისა და ძაბვის გასაზრდელად.სიგნალები. ამ მოწყობილობებს აქვთ უფრო მაღალი მოგება ტრიოდთან შედარებით. ასეთი დიზაინის მახასიათებლები შესაძლებელს ხდის ტეტროდების გამოყენებას ტელევიზორებში, მიმღებებსა და სხვა რადიო აღჭურვილობაში დაბალი სიხშირის გასაძლიერებლად.
მომხმარებლები აქტიურად იყენებენ ინკანდესენტურ ნათურებს, რომლებშიც ძაფის სხეული არის ვოლფრამის ძაფი ან მავთული. ამ მოწყობილობებს აქვთ სიმძლავრე 25-დან 100 ვტამდე, მათი მომსახურების ვადა 2500-3000 საათია. მწარმოებლები გვთავაზობენ ნათურებს სხვადასხვა ფუძის, ფორმის, ზომის, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ ნათურის ვარიანტი განათების მოწყობილობის მახასიათებლების, ოთახის ფართობის გათვალისწინებით.
