Принцип работы и маркировка электровакуумного диода

Вакуумный диод — это лампа, преобразующая переменный ток в постоянный. Этот радиоэлемент способен работать при достаточно высоком напряжении и частоте. Преимущество перед полупроводниковыми диодами — отсутствие обратного тока. Недостаток — меньший КПД.

Устройство

Вакуумный диод — это простейшая электронная лампа в форме стеклянного шара или безвоздушного металлокерамики. 2 электрода помещены в емкость с вакуумом. Катод имеет форму цилиндра, он покрыт оксидом бария, стронция или кальция, что увеличивает количество излучаемых электродов при нагревании. Анод имеет овальную или круглую форму, устанавливается на одной оси с катодом.

Кабели электродов выведены через стенки баллона. Если емкость металлокерамическая, просверливаются отверстия, в которые ввариваются стеклянные шарики. В стеклянной таре кабели ввариваются в основной материал. Анод имеет вывод. Если нить какао действует как катод, то есть два конца (с каждого конца). Когда нагретый катод интегрирован, имеется три проводника (2 от нити накала, один от вещества, испускающего электроны).

Принцип работы и маркировка вакуумного диода

Электровакуумный диод — тоже лампа электронного типа, по конструкции мало отличается от вакуумного варианта. Основная особенность — структура катода. В электрических вакуумных моделях она бывает прямой, W-образной или V. В последних двух вариантах нить растягивается.

Форма анода вакуумного диода — прямоугольник со скругленными углами. Главное преимущество — это одинаковое расстояние любой точки на поверхности от отрицательного электрода. Для отвода лишнего тепла анод можно снабдить «крыльями». Для повышения удобства использования такие лампочки снабжены диэлектрическим цоколем со штырями, обеспечивающими контакт с панелью лампы.

Принцип работы

Работа вакуумного диода основана на отсутствии воздуха в цилиндре. Вакуум способствует отделению электронов от катода после приложения к нему напряжения и достижения определенного уровня нагрева.

Важно! Анод лампы подключается к положительному выводу блока питания, катод подключается к отрицательному выводу.

Дальше:

  1. Заряженные частицы образуют облако.
  2. Частицы с низкой скоростью возвращаются на поверхность отрицательного электрода.
  3. После того, как положительный электрод был подключен к напряжению, по нему движутся высокоскоростные электроны.
  4. при формировании ускоряющего поля поток частиц увеличивается от меньшего к большему.
  5. когда объем электронов близок к предельному значению эмиссии, электрический ток стабилизируется (это явление называется насыщением).

Электронное облако стабилизируется при достижении определенного температурного уровня. К отрицательному электроду возвращается такое же количество частиц, какое было отделено.

Принцип работы и маркировка вакуумного диода

При подключении анода к отрицательной клемме источника питания и катода к положительной клемме, электроны, выпущенные из катода, не могут быть использованы. Скорость их невелика, их притягивает положительно заряженный отрицательный электрод. Те отрицательные частицы, которые создают облако и имеют высокую скорость, отталкиваются анодом из-за отрицательного заряда.

Вольт-амперная характеристика

Во время работы вакуумной трубки требуется определенная температура для выброса заряженных частиц. Анодный электрический ток появляется после того, как электроны начинают двигаться к аноду, и обозначается как Ia при напряжении Ua. Натяжение нити обозначается как Un.

Для создания графика ВАХ (вольт-амперной характеристики) на анод подается небольшое положительное напряжение, если оно постепенно увеличивается, отмечается увеличение тока. В процессе построения графика по горизонтальной оси откладываются цифровые значения напряжения, по вертикальной — параметры анодного тока.

Кривая образует:

Принцип работы и маркировка вакуумного диода

Если нет напряжения (Ua = 0), электроны не движутся к аноду (Ia = 0). После подключения диода холостого хода к источнику питания электрический ток медленно растет, затем увеличивается быстрее (пока не будет достигнута точка B). Если напряжение повышается, увеличение тока уменьшается, когда оно достигает точки B, оно прекращается.

Внимание! Для увеличения анодного тока в вакуумном диоде после точки B требуются дополнительные заряженные частицы. Поскольку их нет, необходимо увеличить нагрев электрода. Не рекомендуется использовать этот метод из-за короткого срока службы лампы.

ВАХ определяется при технических расчетах перед использованием вакуумного диода.

Маркировка приборов

При маркировке вакуумных диодов используется тот же принцип, что и для других типов ламп:

  • число, обозначающее напряжение;
  • номер разработки;
  • тип лампочки — диодная (D), выпрямительная (C), 2 диода в одном корпусе (X), мехатрон (MX);
  • конструкция — стеклянный баллон (С), палец (П), миниатюра 10мм (В), миниатюра 6мм (А), керамика (К).

Принцип работы и маркировка вакуумного диода

Если четвертый элемент не отмечен, корпус металлический.

Где используются

У этих элементов есть важное преимущество — устойчивость к обратному напряжению за счет вакуума, поэтому они используются для преобразования переменного тока в постоянный:

  • в лазерной промышленности;
  • медицинское оборудование;
  • цифровая электроника;
  • радио и телеаппаратура.

К недостаткам можно отнести относительно большие габариты и энергозатратность на обогрев.

Основные выводы

использование преимуществ вакуумных диодов в электронных устройствах возможно, если известен принцип их действия. Каждый вид этих ламп имеет индивидуальные особенности, поэтому эффективно работает только в определенных условиях. Максимальный выигрыш можно получить, если при выборе учитывать ВАХ и другие важные параметры.

Оцените статью
Добавить комментарий