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Elettrodi per tubi a vuoto: elettrodi per valvole termoioniche

Elettrodi per tubi a vuoto: elettrodi per valvole termoioniche


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La loro costruzione è naturalmente diversa e ci sono variazioni in base al design del tubo e alle sue applicazioni.


Catodo

Esiste una varietà di diversi tipi di catodo utilizzati nei moderni tubi a vuoto. Differiscono nella costruzione del catodo e nei materiali utilizzati.

Uno dei modi principali in cui è possibile classificare i catodi è il modo in cui vengono riscaldati. Il primo tipo da utilizzare era quello che viene definito riscaldato direttamente. Qui una corrente viene fatta passare attraverso un filo per riscaldarla. Oltre a fornire il calore funge anche da catodo stesso, emettendo gli elettroni nel vuoto. Questo tipo di catodo ha lo svantaggio di dover essere collegato sia all'alimentazione del riscaldatore che all'alimentazione utilizzata per l'utilizzo nel circuito dell'anodo catodico stesso. Ciò ha degli svantaggi perché limita il modo in cui il circuito può essere polarizzato a meno che ogni riscaldatore non sia alimentato separatamente e isolato l'uno dall'altro. Un ulteriore svantaggio è che se si usa una corrente alternata per fornire il riscaldamento, questo segnale può essere sovrapposto al circuito dell'anodo del catodo principale, e vi è un ronzio risultante alla frequenza dell'alimentazione del riscaldatore. Il secondo tipo di catodo è noto come catodo riscaldato indirettamente. Qui il riscaldatore è scollegato elettricamente dal catodo e il calore viene irradiato dal riscaldatore per riscaldare il catodo. Sebbene richieda più tempo per il riscaldamento di questi tipi di tubi, sono quasi universalmente utilizzati a causa della flessibilità che fornisce nel polarizzare i circuiti e nell'isolare il circuito dell'anodo del catodo dagli effetti del ronzio dall'alimentazione del riscaldatore.

Il primo tipo di catodo è noto come catodo emettitore luminoso. Questo tipo di catodo utilizza un filo di tungsteno riscaldato a una temperatura compresa tra 2500 e 2600 K. Sebbene non sia ampiamente utilizzato in questi giorni, questo tipo di catodo è stato utilizzato in tubi di trasmissione ad alta potenza come quelli utilizzati per la trasmissione. Presenta una serie di inconvenienti, uno dei quali non è particolarmente efficiente in termini di emissione ottenuta per l'apporto termico. La durata del catodo è inoltre limitata dall'evaporazione del tungsteno con guasto che si verifica quando circa il 10% del tungsteno è andato.

Un altro tipo di catodo è noto come emettitore opaco. Questi catodi sono riscaldati direttamente e sono costituiti da tungsteno toriato. Forniscono più emissioni di un catodo di tungsteno e richiedono meno calore, aumentando l'efficienza complessiva del tubo. In genere funzionano a una temperatura compresa tra 1900 e 2100 K. Sebbene questi catodi abbiano normalmente una durata relativamente lunga, sono fragili e qualsiasi valvola o tubo che li utilizza deve essere trattato con cura e non deve essere trattato con urti tecnici o vibrazioni.

Il tipo di catodo di gran lunga più utilizzato è il catodo rivestito di ossido. Questi possono essere utilizzati con catodi riscaldati indirettamente, a differenza del tungsteno e dei catodi emettitori opachi che devono essere riscaldati direttamente a causa delle temperature in gioco. Questo tipo di catodo è normalmente sotto forma di nichel sotto forma di un nastro, un tubo o anche una piccola forma a tazza. Questo è rivestito con una miscela di carbonato di bario e stronzio, spesso con una traccia di calcio aggiunta. Durante il processo di fabbricazione il rivestimento viene riscaldato per ridurlo alla sua forma metallica ei prodotti della reazione chimica vengono rimossi quando la valvola viene infine evacuata. In questo catodo è il bario che funge da emettitore primario e opera a una velocità molto inferiore rispetto agli altri tipi essendo nella regione di 950-1050 K.

Alcuni tipi di valvola termoionica o tubo a vuoto utilizzano ciò che viene definito un catodo freddo. Questi sono stabilizzatori di tensione e utilizzano una forma di superficie metallica attivata.


Anodo

L'anodo è generalmente formato in un cilindro in modo che possa circondare il catodo e qualsiasi altro elettrodo che possa essere presente. In questo modo il tubo a vuoto può essere costruito in modo tubolare e l'anodo può raccogliere il numero massimo di elettroni.

Per le valvole o tubi più piccoli utilizzati in molti ricevitori radio, gli anodi sono generalmente realizzati in acciaio nichelato o semplicemente in nichel. In alcuni casi in cui è necessario dissipare quantità maggiori di calore, può essere carbonizzato per conferirgli una finitura posteriore opaca che gli consente di irradiare più calore dalla valvola.

Per le applicazioni in cui sono richieste potenze ancora più elevate, l'anodo deve essere in grado di dissipare ancora più calore e di funzionare a temperature più elevate. Per questi tubi possono essere usati materiali che includono carbonio, molibdeno o zirconio. Un altro approccio consiste nel costruire alette del dissipatore di calore nella struttura dell'anodo per aiutare a irradiare il calore aggiuntivo. Questo approccio è naturalmente limitato dalla costruzione della valvola e dal fatto che il tubo deve essere contenuto all'interno del suo involucro di vetro. Tuttavia, una grande struttura del dissipatore di calore richiederà che l'involucro di vetro sia molto più grande, aumentando così i costi.

Per ovviare a questo problema, l'anodo può essere fabbricato in modo che il calore possa essere trasferito all'esterno della valvola e rimosso utilizzando un'aria forzata o una camicia d'acqua. Utilizzando questo approccio, l'inviluppo del tubo può essere reso relativamente piccolo, pur essendo in grado di gestire livelli significativi di potenza.


Griglia

La griglia è l'elettrodo mediante il quale la corrente che scorre nel circuito anodico può essere controllata da un altro potenziale. Nella forma più semplice un tubo a vuoto può avere una griglia, ma è possibile utilizzarne più di una per migliorare le prestazioni o per abilitare funzioni aggiuntive da eseguire. Di conseguenza, le valvole prendono il nome dal numero di elettrodi che contengono associati al flusso di elettroni. In altre parole vengono omessi i filamenti o riscaldatori e altri elementi simili.


Numero di griglieNumero totale
di elettrodi
Nome generico
13Triodo
24Tetrode
35Pentodo
46Hexode
57Heptode
68Octode

Una griglia è normalmente costruita sotto forma di una rete di garza o un'elica metallica. Se realizzato in filo, è normalmente costituito da nichel, molibdeno o una lega e viene avvolto mediante aste di sostegno che lo tengono lontano dal catodo. In quanto tali possono essere larghi, possibilmente di forma ovale e sono generalmente realizzati in rame o nichel.

Per ottenere un alto livello di prestazioni ripetibile, le tolleranze all'interno del tubo a vuoto devono essere mantenute da un dispositivo all'altro. Oltre a questo è spesso necessario montare la griglia a solo frazioni di millimetro di distanza dal catodo o da altre griglie. Per poter mantenere queste dimensioni un approccio adottato è quello di utilizzare un telaio rettangolare rigido e quindi avvolgere il filo di griglia su questo sotto tensione. Questa struttura deve quindi essere fissata mediante l'uso di vetri o anche brasatura in oro in modo che rimanga saldamente in posizione. In alcune circostanze può anche essere necessario molare il rivestimento superficiale del catodo per assicurarne la planarità. Questa forma di griglia è nota come griglia cornice.

Un aspetto importante della progettazione dei tubi a vuoto o delle valvole termoioniche è garantire che la griglia non si surriscaldi. Ciò potrebbe causare distorsioni meccaniche e guasti dell'intera valvola. Per favorire la rimozione del calore, il filo della griglia può essere carbonizzato e spesso le alette di raffreddamento possono essere attaccate ai fili di supporto della griglia. Questi fili di supporto possono anche essere saldati direttamente ai perni di connessione nella base della valvola in modo che il calore possa essere condotto via attraverso i collegamenti esterni.

Anche oggi è disponibile un'ampia varietà di valvole termoioniche o tubi a vuoto. Utilizzando le tecniche che sono state sviluppate in molti anni sono in grado di offrire eccellente ripetibilità, prestazioni e affidabilità.


Guarda il video: Saldare lalluminio con lelettrodo (Potrebbe 2022).


Commenti:

  1. Whittaker

    Si ottiene il maggior numero di punti. Penso che questa sia una grande idea. Sono d'accordo con te.

  2. Makinos

    Non posso prendere parte ora alla discussione - è molto occupato. Sarò libero - esprimerò necessariamente l'opinione.

  3. Arwin

    Caro amministratore del blog, da dove vieni?

  4. Zulkilabar

    Proprio quello di cui hai bisogno. Insieme possiamo arrivare alla risposta giusta. Sono sicuro.



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