Электронные лампы - электровакуумные приборы, в которых поток свободных электронов, эмитируемых термоэлектронным катодом, движется в высоком вакууме и управляется по плотности и направлению движения с помощью электрич. полей, создаваемых потенциалами на электродах прибора. Электронные лампы используются для выпрямления перем. тока (диоды - простейшие двухэлектродные лампы, в которых анодный ток управляется электрическим полем анода), генерирования, усиления и преобразования эл--магн. колебаний (сеточные многоэлектродные электронные лампы, где управление электронным потоком осуществляется гл. обр. с помощью сеток).
Работа электронных ламп основана на
физ. особенностях их вольт-амперных характеристик (BAX) - зависимости силы тока
от потенциалов соответствующих электродов.
Рис. 1. Теоретическая вольтамперная характеристика диода при двух различных температурах (T1 и T2) катода: I - область объёмного электронного заряда; II - область токов насыщения.
Теоретическая BAX диода, катод и анод которого изготовлены из одинакового материала, имеет вид, представленный на рис. 1 (реальные характеристики диода не имеют принципиальных отличий от теоретической). На этой характеристике различают два участка: I - область объёмного электронного заряда, где зависимость анодного тока ia от анодного потенциала Ua определяется Ленгмюра формулой:
и II-область токов насыщения,
где зависимость ia от Ua даётся выражением:
где i- ток эмиссии
катода, е - заряд электрона. Коэффициенты С и b в ф-лах (1)
и (2) зависят от размеров межэлектродного промежутка и конструкции электродов.
В области насыщения сила
тока iа в диоде очень слабо зависит от потенциала анода Uа
(см. Шоттки эффект ),и поэтому этот участок характеристики не представляет
практического интереса для целей управления анодным током с помощью анодного
потенциала. Область токов насыщения используется для выпрямления перем. тока.
Практически важный интерес
имеет область объёмного электронного заряда с ярко выраженной зависимостью ia
от Ua. Все сеточные электронные лампы - триоды, тетроды, пентоды,
гексоды, гептоды, октоды (названия даны по числу электродов соответствующих
электронных ламп) - работают в области объёмного заряда, где колебания температуры катода в
пределах от T1 до T2 (рис.
1) не изменяют положения BAX, а сказываются лишь на значениях токов насыщения.
Впервые свойства BAX в области объёмного электронного заряда были реализованы
в трёхэлектродной лампе (триоде) как для усиления, так и для генерирования эл--магн.
колебаний.
Конструктивно триод отличается
от диода тем, что в межэлектродное пространство последнего вблизи катода вводят
третий управляющий электрод - сетку, проницаемую для электронного потока, движущегося
с катода на анод.
Такой триод с потенциалом на управляющей сетке Uc, а на аноде-
Uа можно рассматривать как эквивалентный диод с действующим
анодным потенциалом Uд=Uc + DUa
и вольт-амперной характеристикой, определяемой в области объёмного электронного
заряда зависимостью
где D - проницаемость
триода.
Наличие сетки в триоде
открывает возможности более эфф. управления анодным током по сравнению с диодом.
Если последний имеет единственную BAX в режиме объёмного электронного заряда,
то триод - целые семейства как анодно-сеточных (рис. 2), так и анодных характеристик
(рис. 3).
Рис. 2. Семейство анодно-сеточных
характеристик триода.
Рис. 3. Семейство анодных
характеристик триода.
Триод заданной конструкции
характеризуется следующими параметрами:
Параметры триода связаны простым соотношением m = SRi, называемым внутренним уравнением триода, которое соответствует его характеристикам в стационарном режиме работы, без нагрузки в его анодной и сеточных цепях.
Усилит. свойства триода наиб. ярко проявляются при подаче на его сетку перем. напряжения 
небольшой амплитуды. При этом даже слабые изменения потенциала сетки вызывают
заметные изменения анодного тока iа и соответствующие изменения
полезной перем. мощности P~a, выделяемой в нагрузке
Rа анодной цепи: 
Rа
или 
,
где 
.
Работа триода в режиме генерирования колебаний характеризуется наличием в анодной
цепи колебат. контура (ёмкостей и индуктивностей), генерирующего эл--магн. колебания,
при этом уровень выходной мощности намного выше, чем в режиме усиления.
В тетроде, равно как и
в др. многосеточных электронных лампах, выполняется закон трёх вторых в виде 
=СUд3/2,
где 
-суммарный
ток, отбираемый в цепи всех электродов ламп из области объёмного электронного
заряда, a Ua=Uc1+DUc2
+ D1D2Ua, где, в свою
очередь, D1 и D2 - проницаемости
первой (управляющей) и второй (экранирующей) сеток тетрода. Введение второй
сетки в тетроде позволяет повысить крутизну его характеристики и, следовательно,
коэф. усиления прибора. Однако в тетроде, экранирующая сетка которого имеет положит.
потенциал, близкий по своему значению к анодному, очень сильно проявляется динатронный
эффект - вторичная электронная эмиссия с анода на экранирующую сетку, ток которой
нарушает работу прибора. Для устранения этого эффекта в пространство между экранирующей
сеткой и анодом вводится дополнительная третья сетка-защитная (анти-динатронная)
с потенциалом катода. В таком приборе - пентоде-устраняется
влияние динатронного эффекта и сохраняется высокое значение коэф. усиления.
Устранение динатронного эффекта возможно также в лучевых тетродах. В таких приборах
с конструктивными особенностями экранирующей сетки поток электронов с катода
разбивается на ряд лучей с высокой плотностью объёмного электронного заряда
вблизи анода, что препятствует потоку вторичных электронов на экранирующую сетку.
Параметры тетрода и пентода, определяемые при пост. потенциалах сеток (экранирующей
для тетрода, экранирующей и защитной для пентода), соответствуют, как и в случае
триода, внутр. ур-нию лампы в виде m = SRi.
С целью практической реализации
принципа супергетеродинного усиления в радиоприёмной аппаратуре (см. Супергетеродин,
Радиоприёмные устройства) были разработаны специальные многоэлектродные электронные лампы,
из которых можно выделить две группы: смесительные (гексод - шестиэлек-тродная
лампа), служащие только для смешения частот, и преобразовательные (гептод-семиэлектродная
лампа и октод - восьмиэлектродная), в которых гетеродин и смеситель объединены
в одном баллоне. К специальным электронным лампам относятся также комбинированные их варианты,
состоящие из двух и более систем электродов: двойные триоды, диод-триод, триод-пентод,
триод-гексод и др.
Разработана целая серия широкополосных усилительных электронных ламп, которые используются в электронной аппаратуре для усиления импульсных сигналов, имеющих очень широкий частотный спектр. Для детектирования, усиления и измерения слабых токов (на уровне ~ 10-17А) применяются электрометрические электронные лампы с высоким входным сопротивлением. Такие лампы дают усиление по току в сотни миллионов раз. Электронные лампы со специальными характеристиками используются в космических аппаратах, в реакторных зонах высокого уровня излучения и темератур, в системах автоматического регулирования горячих цехов, в измерительной технике и других сферах, где применение полупроводниковых компонентов невозможно по причине высоких температур и интенсивных излучений.
Исследования T. Эдисона, Дж. Флеминга, Л. Де Фореста, А. Мейснера, В. Шоттки, И. Ленгмюра, С. А. Богуславского, M. А. Бонч-Бруевича и множества других изобретателей и учёных привели к открытию электронных ламп и созданию их теории.
В 1-й пол. 20 в. электронные лампы оказали решающее влияние на развитие многих отраслей науки и промышленности. На их основе возникли радиосвязь, радиовещание, телевидение, радиолокация, ЭВМ первого поколения и др. В связи с развитием твердотельной электроники функции приёма и усиления эл--магн. колебаний перешли от электронных ламп к их твердотельным аналогам. Однако функции генерирования радиочастотных колебаний повыш. мощности остались за генераторными электронными лампами, выполненными в металлокерамич. оболочке, с охлаждаемыми анодами и др. конструктивными особенностями.
Б. В. Бондаренко, В. И. Макуха.
Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.
Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").
Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.
Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.
Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
