Hasznos háztartási és elektronikai kiegészítők

Az elektroncsövekben a felhevített katód elektronokat bocsát ki. Az elektronok a pozitív töltésű elektróda (anód) felé repülve elektronáramot alkotnak. Ezt az elektronáramot megfelelő módon vezérelhetjük. Az elektroncsöveket
- váltakozóáram egyenirányításához,
- váltakozóáram erősítéséhez,
- egyenáram erősítéséhez,
- váltakozóáram keltéséhez (gerjesztéséhez), frekv enciaátalakításhoz stb.
használjuk fel.
Mivel a katód által kibocsátott elektronok gyakorlatilag tehetetlenség nélküliek, ezért az elektronáramlás a vezérlőfeszült¬ség változásait minden késedelem nélkül tudja követni. Ennek következtében az elektroncsövek olyan nagy frekvenciákon is működnek, amelyeken más eszközök es eljárások már nem hasz¬nálhatók.
A legegyszerűbb elektroncső a dióda. Két elektródája van: az izzókatód, amely a szabad elektronok termelésére való és az anód.
Elnevezése a görög di szóból származik, ami magyarul kettő-t jelent. Mivel a legegyszerűbb elektroncsőnek két elektródája van, ezért a dióda nevet kapta.
Az első elektródát, a katódot már ismerjük. A katód végzi a szabad elektronok előállítását. A katódból kilépett elektronok a második elektróda, az anód felé áramlanak. Ahhoz, hogy az elekt¬ronok akadály nélkül tudjanak az anód felé áramlani, a két elektródának légritkított térben kell lennie. Ez csak úgy biztosít¬ható, ha az elektródákat üvegburába helyezzük, amelyből a levegő
kiszivattyúzzuk. Az elektródák az üvegbura alján áthaladó elekt¬ródakivezetéseken keresztül kapcsolhatók az áramkörhöz. Az elektródakivezetőket Un. dumet közvetítésével üvegbura aljába forrasztják ügy, hogy mellette levegő nem tud a burába hatolni. Igy biztosítható az üvegburán belül egy légritka tér.
A cső kivezetéseinek száma a katód izzításának módjától függ. Ha a katód közvetlen fűtésű, három kivezetést (két fűtés, illetve katód es egy anód), ha közvetett fűtésű, akkor négy ki- vezetést (két fűtés, egy katód es egy anód) találunk rajta.
A továbbiakban vizsgáljuk meg, mi történik, ha a fűtőszálat a fűtőtelephez kötjük. A csatlakoztatás létesítésekor a fűtőszál az előírt hőmérsékletre izzik. Megkezdődik az elektronemisszió. Az elektronok a katód körül egy sajátos ún. elektronfelhőt képez¬nek. Az elektronfelhő képződésének az az oka, hogy a katódból előbb kirepülő elektronok a később kilépőket visszataszítják, ezért ez utóbbiak nem képesek a katódból nagyobb távolságra repülni. A legkisebb sebességgel kirepülő elektronok visszahullanak a ka¬tódra. Végül is az elektronfelhő állandósul, a katódra pedig annyi elektron hull vissza, amennyi kilép belőle. A elektronfelhő a vá¬kuumban levő és felhasználható szabad elektronok tartalékaként tekintendő.
A burában levő másik elektródának — az anódnak — a katódból kilépő elektronokat kell felfogni és elvezetni. Hogy ez megtörténhessen, a cső anódját es katódját valamilyen egyen-áramú áramforráshoz kell kötni.
A csőre a feszültséget nyilvánvaléan kétféleképpen adhatjuk. A feszültségforrás negatív sarkát a katódra, a pozitívet az anódra köthetjük vagy megfordítva. Ha a feszültségforrás pozitív sarkát a katódra kötjük, s a negatív sarkát az anódra, akkor a katódból ki146 es körülötte az elektronfelhőben összesűrűsödő elektronokat nem tudjuk felhasználni. A negatív töltésű anód az elektronokat visszataszítj a.
Más azonban a helyzet akkor, ha a feszültségforrás pozitív sarkát kötjük az anódra; negatív sarkát pedig a katódra, es egy¬idejűleg a telep áramkörébe egy milliampermérőt iktatunk. Ebben a kapcsolásban a milliampermérő kitér, az áramkörben tehát áram folyik (23. ábra). Az áram a következő részekből álló áramkörben folyik: az anódtelep — a cső katódja — a cső katódja és anódja közötti tér — a cső anódja — a milliampermerő — az anódtelep. Az áramkörben áram csak akkor folyik, ha a pozitiv sarkot az anódra, a negatív sarkot pedig a katódra kötjük. Ez egyúttal azt is megmagyarázza, hogy az elektroncső második elektródáját miért hívják „anód"-nak (az elektrotechnikában az áramforrás pozitiv sarkával összekötött elektródát anódnak, a negatív sarokkal össze¬kötöttet pedig katódnak szokták nevezni). Ennek megfelelően az elektroncsövön átfolyó es a katódtól az anódra átáramló elektronokból álló áramot anódáramnak nevezzük. Az anódáramot rendszerint Ia var jelöljük, az anódfeszültséget pedig Ua-var. Az izzító (fűtő) feszültségnek a jele U1
• Ezek szerint a dióda működésénél két áramkört találunk. Az egyik áramkör a dióda fűtését végzi, amit ezért fűtőáramkörnek nevezünk. Nincs más rendeltetése, mint a katód izzítása.
Az emisszió megindulása után keletkezik a másik, az ún. anódáramkár.
Most vizsgáljuk meg, mi határozza meg az Ia anódáram nagyságát?
Hogy erre a kérdésre felelhessünk, végezzük el a következő kísérletet. Izzítsuk fel a katódot, es az anódra adjunk pozitív feszültséget, kezdve a legkisebb értékkel, és fokozatosan növelve a feszültség értékét. Az anódfeszültség minden változásánál a milliampermérőn leolvasott anódáramerősséget jegyezzük fel.
A feljegyzett áramerősség-értékek alapján azután megszerkeszt¬hetjük a grafikont. A vízszintes tengelyre az anódfeszültség érté¬keit, a függőleges tengelyre pedig az anódáram megfelelő értékeit visszük fel. Az így kapott pontokat összekötve, a 24. ábrán látható görbéhez hasonló görbét kapunk.
Ha nincs anódfeszültség, vagyis ha 'a = 0, az elektronok nem jutnak el az anódra, tehát az anódáram is nulla értékű lesz (fa = 0). Anódáram csak akkor keletkezik, ha az anódra pozitív feszültséget adunk. Ha az anódfeszültséget növeljük, az anódáram is növekszik. A növekvés kezdetben egészen az A pontig lassü, majd pedig hirtelen meggyorsul. Az anódáramnak ez a hirtelen növekedése mindaddig tart, míg az áramerősség egy bizonyos, a B pontnak megfelelő értéket el nem ért. Az anódfeszültség további növelésével az anódáram növekedése lelassul. A C pontban végül eléri legnagyobb értékét. Az anódfeszültség további növelésekor az anódáram már nem növekszik.
A kételektródás elektroncső anódáramának az 'anód feszültségtől való függését mutató görbét a cső jelleggörbéjének, karakterisztikájá¬nak nevezzük. A cső jelleggörbéjét a cső felhasználásával kapcso¬latos műszaki számításokhoz használjuk.
Mivel magyarázható a dióda karakterisztikájának az ábrán látható alakja?
Hogy ezt megértsük, kövessük a csőben végbemenő folyama¬tokat. Kezdetben nincs anódfeszültség. A katódból kilépő elektro¬nok mind a katód körül csoportosulnak, és létrehozzák az elektron¬felhőt. Ha az anódra kis pozitív feszültséget adunk, a többinél nagyobb sebességgel repülő néhány elektron kiszakad az anód¬felhőből, és az anódra gyenge anódáramot hoz létre. Az anód- feszültség emelkedésének hatására mind több és több elektron szakad ki az elektronfelhőből, es jut el az anódra. Végre, amikor az anódfeszültség már eléggé nagy, a katódot körülvevő valamennyi elektron odavotlzódik, es az elektronfelhő megszűnik. Ez a pillanat megfelel a cső jelleggörbéjén a C pontnak. Ezen a feszültségen a katódból kilépő valamennyi elektront az anód azonnal magához vonzza. Az anódáramot tovább növelni nem lehet, mig a katód fűtése változatlan marad. Ehhez még töbh új elektron kellene, de hol vegyük őket? A katódból nem tud több elektron kilépni.
A teljes katódemisszió felhasználásánál állandósuló anód¬áramértéket telitési dramnak nevezzük. Ezt az áramot csak egy módon lehet növelni, mégpedig csak akkor, ha a katód izzítását fokozzuk. Ezt az eljárást azonban nem alkalmazzák, mert a katód élettartamát megrövidíti.
Eddig az anódról mint egy fémlapocskáról beszéltünk, amely a cső burájának a belsejében van es kivezetéssel van ellátva. Az anódot azonban nem lenne megfelelő lap alakjában gyártani, mert a katód az elektronokat minden irányba sugározza, s egy lemezkét, lapocskát csak a katód egyik oldala felől lehetne el¬helyezni. A gyakorlati diódakivitelekben az anód rendszerint henger alakú, amely a katódot körülveszi. Ilyen csőszerkezet esetén a katódból kilép valamennyi elektront az anód magához vonzza (25. ábra).
A henger alakú anódkivitel akkor a legelőnyösebb, ha a katód egyenes vonalban fekvő szál. Ha azonban a katód V vagy W alakú — ezt a formát gyakran alkalmazzák, hogy a katód hosszabbá váljék —, legcélszerűbb az anódot doboz alaküra készíteni, amely¬nek a két oldalfala hiányzik. A cső elektródáit a bura belsejében fémlábakra erősítik, amelyek az üvegen keresztül kinyúlnak a csőből. A csőre, jobb kezelhetősége végett szigetelőanyagbál készült fejet szerelnek, amelyben a fémből készült érintkezőcsapok vagy lábak is helyet foglalnak. Ha az elektroncsövet a készülékbe helyezzük, a lábak (dugaszok) a szerelőlapon levő csőaljzat meg¬felelő hüvelyeibe illeszkednek. Ezáltal elérjük egyrészt. hogy a csövek szilárdan állnak a készülékben, másrészt pedig azt, hogy a cső elektródáit a készülék megfelelő részeivel villamosan össze¬kötöttük. A cső elektródáit a lábakkal (dugaszokkal) az üveg lapitásába forrasztott dumet hozzávezetések kötik össze.