intTypePromotion=4

Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu khoa học: Đèn điện tử

Chia sẻ: Nguyen Sy Vuong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:31

0
13
lượt xem
2
download

Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu khoa học: Đèn điện tử

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiểu luận trình bày sơ lược về lịch sử phát triển của đèn điện tử; nguyên lý hoạt động của nó, tìm hiểu sâu về nguyên lý hoạt động của đèn điện tử 3 cực; phân loại các loại đèn điện tử khác nhau dựa vào các đặc tính của nó; ứng dụng của một số loại đèn điện tử.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận môn Phương pháp nghiên cứu khoa học: Đèn điện tử

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ ­­­  ­­­ MÔN: Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học Đề tài:  Giáo viên hướng dẫn: Thầy Lê Văn Hoàng Nhóm thực hiện: Kim Thị Sô Phiếp Diên Nữ Thanh Thụy Tô Ngọc Hưng  1
  2. Phương pháp nghiên cứu khoa học. Tp. Hồ Chí Minh Tháng 5­2009  Trang 2
  3. Phương pháp nghiên cứu khoa học. Mục lục   Mục lục                                                                                                                 .............................................................................................................      3   Lý do chọn đề tài:                                                                                                ............................................................................................      5  I. Mục tiêu:                                                                                                             .........................................................................................................      6  II. Giới thiệu chung:                                                                                             .........................................................................................      6  III. Phân loại:                                                                                                         .....................................................................................................      8  IV. Catốt trong đèn điện tử                                                                                 .............................................................................      9  1. Catốt lạnh:                                                                                                       ..................................................................................................      9  2. Catốt quang điện:                                                                                            .......................................................................................      9  3. Catốt nhiệt :                                                                                                   ..............................................................................................       10  a. Catốt nung trực tiếp:                                                                                  .............................................................................       10  b. Catốt nung gián tiếp:                                                                                 ............................................................................       11  V. Sự phát xạ điện tử :                                                                                       ...................................................................................       12  1. Phát xạ điện tử:                                                                                             .........................................................................................       12  2. Phát xạ quang điện tử                                                                                   ...............................................................................       13  3.  Phát xạ điện tử thứ cấp                                                                               ..........................................................................       13  VI. Nguyên lý hoạt động chung:                                                                        ....................................................................       13  VII. Cấu tạo:                                                                                                        ....................................................................................................       14  1. Đèn điện tử hai cực:                                                                                      ..................................................................................       14  2. Đèn điện tử 3 cực:                                                                                         .....................................................................................       17  3. Đèn bốn cực:                                                                                                 .............................................................................................       20  4. Đèn năm cực:                                                                                                 .............................................................................................       21  VIII. Đặc tuyến của đèn điện tử:                                                                     .................................................................       22  1. Đặc tuyến anốt của đèn hai cực                                                                   ..............................................................       22 Trang 3
  4. Phương pháp nghiên cứu khoa học.  2. Đặc tuyến anốt của đèn 3 cực.                                                                     ................................................................       24  IX. Ứng dụng:                                                                                                      ..................................................................................................       24  1. Đèn hai cực:                                                                                                   ...............................................................................................       24  2. Đèn ba cực:                                                                                                    ................................................................................................       26  a. Khuếch đại :                                                                                              ..........................................................................................       26  b. Tạo sóng:                                                                                                   ...............................................................................................       26  3. Đèn điện tử 4 cực:                                                                                         .....................................................................................       27  X. Ưu, nhược điểm của đèn điện tử so vơi các linh kiện bán dẫn khác:   27   1. Ưu điểm:                                                                                                       ...................................................................................................       27  2. Nhược điểm:                                                                                                 .............................................................................................       28  XI. Tuổi thọ của đèn và những yếu tố ảnh hưởng:                                      ..................................       28   TÀI LIỆU THAM KHẢO                                                                                  ..............................................................................       31 Trang 4
  5. Phương pháp nghiên cứu khoa học. Lý do chọn đề tài: Ngày nay, khi đời sống vật chất của con người ngày càng được nâng cao thì   nhu cầu về đời sống tinh thần cũng không ngừng phát triển. Con người cần giải trí  sau khi làm việc mệt mỏi. Lĩnh vực giải trí hiện nay rất đa dạng và phong phú, đặc  biệt âm nhạc là lĩnh vực phát triển nhất. Một bài hát hay phụ thuộc rất nhiều yếu tố  như: chất giọng ca sĩ, cách hòa âm phối khí, dàn nhạc…Âm thanh trong ca nhạc rất   quan trọng và ampli được coi là xương sống của chất lượng âm thanh. Cùng với sự  phát triển của các linh kiện bán dẫn gọn, nhẹ, giá rẽ thì các loại ampli dùng các linh  kiện bán dẫn trên cũng trở  nên thông dụng, dễ mua, và hợp túi tiền của đa số  mọi   người. Tuy nhiên, chất lượng âm thanh của các loại ampli này thì không thể  thỏa  mãn các giới sành nhạc, yêu nhạc và ampli đèn điện tử  vẫn là sự   ưu tiên số  một  trong sự lựa chọn của họ. Hiện nay, xu hướng quay về với các loại ampli đèn là một   nhu cầu và là thú vui của rất nhiều người. Họ tự thiết kế, lắp ráp cho sản phẩm của   mình, tổ  chức ra những cuộc thi thiết kế và lắp ráp ampli đèn với qui mô rất lớn.   Linh kiện được quan tâm đặc biệt trong các loại ampli này là đèn điện tử, nó đóng  vai trò quyết định không kém đối với chất lượng âm thanh của sản phẩm. Nhưng  hiện nay giá cả của các loại đèn này rất đắt và khó tìm vì các hãng sản xuất loại đèn  này không còn nhiều và qui mô sản xuất lẻ  tẻ. Nhóm chúng tôi chọn đề  tài “Đèn  điện tử” là vì sự đặc biệt về công dụng và lịch sử phát triển của loại linh kiện này. Trang 5
  6. Phương pháp nghiên cứu khoa học. I.  Mục tiêu:  Trình bày sơ lược về lịch sử phát triển của đèn điện tử. Hiểu được cấu tạo cơ bản của đèn điện tử. Nắm được nguyên lý hoạt động của nó, tìm hiểu sâu về  nguyên lý hoạt động  của đèn điện tử 3 cực. Biết cách phân loại các loại đèn điện tử  khác nhau  dựa vào các đặc tính của   nó. Ứng dụng của một số loại đèn điện tử.  Tìm hiểu về tuổi thọ của các loại đèn. Ưu nhược điểm của đèn điện tử so với các linh kiện bán dẫn. II.  Giới thiệu chung:  Trước đây,đèn điện tử  chân không (vacuum tube, còn được gọi tắt là tube hay  valve) còn thường được gọi là đèn điện tử hoặc bóng điện tử là một linh kiện điện  tử. Ngày nay, nhờ ứng dụng tính chất của chất bán dẫn, phần lớn các đèn này được  thay thế bằng các linh kiện điện tử khác nhỏ và rẻ hơn nhiều. Đầu  thế kỉ 21, có sự  quan tâm trở lại của đèn điện tử chân không, vào thời điểm này có sự hình thành của   vi ống phát ra trường. Bản chất của đèn điện tử có kích thước lớn, khi hoạt động toả ra nhiều nhiệt.   Hiện nay hầu hết các thiết bị điện tử  đã không còn dùng đèn này nữa mà dùng các   linh kiện bán dẫn  để  thay thế  (transistor, IC...). Tuy nhiên trong lĩnh vực chế  tạo  ampli cho giới sành nhạc, người ta vẫn rất chuộng ampli đèn, lý do là vì ampli đèn  có khả năng tạo ra âm thanh trung thực bởi tính chất của nó (trình bày ở phần sau). Trang 6
  7. Phương pháp nghiên cứu khoa học.  Sơ lược về lịch sử phát triển của đèn điện tử  và vai trò của nó đối với  việc chế tạo Ampli: Năm 1904, bóng đèn 2 cực chân không (diode) đầu tiên ra đời, bắt đầu thời kỳ  điện tử  học. Hai năm sau, bóng đèn 3 cực (triode) xuất hiện, khởi nguồn cho thời   hoàng kim của ampli đèn và các thiết bị sử dụng đèn điện tử khác. Bóng đèn 2 cực được nhà khoa học Anh John Ambrose Fleming phát minh đúng  103 năm trước. Năm 1906, Lee de Forest sáng chế ra đèn 3 cực, bóng chân không cho  phép nhận và khuyếch đại tín hiệu điện tử. Nhưng phải chờ đến những năm 20 của  thế kỷ  trước, những chiếc ampli đèn đầu tiên mới được bán trên thị  trường. Chúng   có thiết kế đơn giản song đảm nhiệm chức năng khuếch đại tín hiệu rất thành công.   Tất cả  các sơ  đồ  thiết kế  chỉ  sử  dụng một loại đèn duy nhất được sản xuất thời   bấy giờ  là đèn 3 cực đốt trực tiếp (direct heating triode). Khi  ấy, người chơi phải   dùng ampli đèn một cách rất cẩn thận vì đèn còn hiếm và giá rất cao. Các ampli cổ đa phần sử dụng biến áp nối tầng (interstage transfomer) để hiệu  suất hoạt động của đèn đạt được mức cao nhất. Thời đó tầng công suất không phải   lúc nào cũng đòi hỏi phải có biến áp bởi vì một số loa cổ có trở  kháng rất cao (hơn  2.000 ohm, trong khi ngày nay, đa số  đều từ  4­8 ohm) và các loa đời cổ  có thể  nối   trực tiếp với anode của đèn qua một tụ đầu to khổng lồ.  Những bóng đèn đời đầu có độ  khuếch đại và công suất khá hạn chế. Tuy  nhiên, sự  phát triển của công nghệ  chế  tạo đèn đã nhanh chóng biến ampli trio trở  thành những thiết bị thân thiện và ngày càng mạnh hơn, dễ sử dụng hơn. Tính chất   phức tạp của các mạch điện cũng bắt đầu tăng dần. Đến cuối những năm 50, đầu 60, các ampli dùng transitor gọn nhẹ xuất hiện và   những chiếc đèn vừa to, vừa nóng, lại hoạt động kém hiệu quả đã dần bị lãng quên   trên thị trường đại chúng. Trang 7
  8. Phương pháp nghiên cứu khoa học. Nhưng vẫn có nhiều nhà sản xuất khẳng định khả năng của đèn khi nó còn có  một số  thế  mạnh và transistor chưa thể  cạnh tranh được. Nhiều hãng sản xuất đồ  hi­end lớn nhỏ đã tiếp tục sản xuất ampli đèn nhiều năm sau khi transitor ra đời. Vào   thập kỷ  70, Jean Hiraga, người tiên phong trong phong trào hi­fi của nước Pháp, là   người đầu tiên tuyên bố hoàn toàn tin tưởng chất lượng âm thanh của ampli đèn cao   hơn hẳn ampli bán dẫn. Trong số các hãng kỳ cựu còn tồn tại từ những năm 1970, 1980 cho đến nay có  các tên tuổi như  Audio Research, EAR, Jadis, Conrad Johnson, Audio Note và VTL.  Hiện các hãng này đều đang hoạt động cùng với vô số  các nhà sản xuất ampli đèn  khác với nhiều hướng thiết kế rất đa dạng. III.  Phân loại:  Đèn điện tử  có rất nhiều loại, nhiều công dụng khác nhau nên có rất nhiều   cách phân loại. Về  mặt công dụng có thể  chia làm đèn khuyếch đại, đèn nắn điện, đèn tách   sóng, đền đổi tần, đèn phát, đèn tạo sóng, đèn chỉ thị... Về mặt chế độ công tác có thể chia làm đèn làm việc theo chế độ liên tục, đèn   làm việc theo chế độ xung. Về  mặt tần số  có thể  chia làm đèn âm tần, đèn cao tần, đèn siêu cao tần. Về mặt kết cấu nội bộ  đèn có thể  chia làm đèn 2 cực, đèn 3 cực, 4 cực, năm cực,  nhiều cực, đèn ghép, đèn kép, đèn nung trực tiếp, đèn nung gián tiếp đèn ca tốt lạnh.   Về mặt kết cấu ngoại hình có thể làm làm đèn vỏ thủy tinh, đèn vỏ kim loại, gốm. Về mặt làm nguội có thể chia làm đèn làm nguội tự nhiên, làm nguội bằng gió,  làm nguội bằng nước chảy đối lưu, làm nguội bằng cách bay hơi. Về  cách bố  trí các chân đèn để  sử  dụng đế  đèn có thể  chia làm loại 8 chân  (octal), 9 chân tăm (noval), Rimlock, chân chìa... Trang 8
  9. Phương pháp nghiên cứu khoa học. Người ta còn chia làm loại  đèn chân không và đèn có khí, trong đó có đèn  gazotron, thyratron, đèn ổn áp (Stabilitron). Về  nguyên lý công tác, đèn điện tử  còn có các loại manhêtron, klystron, đèn  sóng chạy dùng cho lĩnh vực siêu cao. Về hiệu ứng sử dụng còn có các loại đèn tia âm cực dùng cho máy hiện sóng,  máy thu hình áp dụng tính năng điện – quang để xem sóng, xem hình có các loại đèn   quang điện (tế  bào quang điện) đèn nhãn quang điện để  thể  hiện sự  biến đổi ánh   sáng thành sự  biến đổi của dòng điện dùng cho âm thanh chiếu bóng hoặc trong  thiết bị kiểm tra tự động. Tóm lại, có rất nhiều cách phân loại đèn điện tử và có rất nhiều loại đèn điện   tử thực hiện được nhiều yêu cầu kỹ thuật phức tạp và ứng dụng rất nhiều trong các  lĩnh vực khác nhau của kỹ thuật. IV.  Catốt trong đèn điện tử  Trong đèn điện tử  catốt là điện cực phát xạ  các điện tử  thường có các loại   sau : 1. Catốt lạnh:  Trong một số đèn, người ta dùng loại chất liệu đặc biệt có công thoát của loại   điện tử thấp nên dưới sức hút của anốt có điện áp dương cũng có được điện tử phát   xạ. Những catốt đó là catốt lạnh hay catốt nguội. 2. Catốt quang điện:  Trong các dụng cụ quang điện, catốt phát xạ điện tử không phải do nung nóng  mà do ánh sáng chiếu vào, đó là catốt quang điện . Trang 9
  10. Phương pháp nghiên cứu khoa học. 3. Catốt nhiệt :  Catốt nhiệt là catốt phát xạ điện tử do nung nóng. a. Catốt nung trực tiếp:  Catốt   nung   trực   tiếp   là   sợi   kim   loại   thuần   như  vônfram hoặc vônfram phủ một lớp thori hoặc kim loại  phủ một lớp áo oxit bari, calci, stronti. Sợi kim loại làm catôt này được mắc vào giá đỡ và  Hinh 1 có dạng như hình 1 trong đó: 1. Lò xo 2. Tấm đỡ bằng mica 3. Sợi vônfram 4. Lớp áo oxyt Nung nóng sợi kim loại lên bằng cách đấu hai đầu nung vào một nguồn điện.  Tới nhiệt độ  công tác sợi tương  ứng thì các catốt đó phát xạ  nhiệt điện tử. Trong   đó : ­ Catốt vônfram 23000 ­ 27000 độ C ­ Catốt thori 16000 ­ 18000 độ C ­ Catốt oxyt 10000 ­ 11000 độ C ­ Catốt bary 7000 ­ 9000 độ C Trong loại catốt trên, loại có hiệu quả  phát xạ  thấp là vônfram, loại có hiệu  quả phát xạ cao là catôt oxýt. Với 1W công suất nung nóng, catốt vônfram chỉ cho được dòng điện 6mA trong  khi catốt oxýt có thể cho được dòng điện tới 150mA. Catốt nung trực tiếp đồng thời  làm cả  hai nhiệm vụ: nhiệm vụ  gia nhiệt của sợi nung và nhiệm vụ  phát xạ  của  catốt. Trang 10
  11. Phương pháp nghiên cứu khoa học. b. Catốt nung gián tiếp:  Catốt nung gián tiếp có kết cấu khác với catốt nung trực tiếp. Catốt nung trực   tiếp là loại catốt dùng ngay bản thân sợi kim loại nung nóng đó để phát xạ điện tử.   Catốt nung gián tiếp thì chia ra thành 2 nhiệm vụ riêng:  ­ Sợi nung chuyên làm nhiệm vụ gia nhiệt tức là được đấu vào nguồn nung sợi  để nung nóng lên. Bản thân sợi nung không phát xạ điện tử.  ­ Catốt lớp áo ngoài chuyên làm nhiệm vụ  phát xạ  điện tử. Catốt không đấu  vào nguồn điện nung sợi nhưng cũng được nung nóng lên do nhiệt lượng của sợi  nung cung cấp.  Kết  cấu  của  catốt  nung gián  tiếp  như   hình 2.  Sợi  nung 4  là  dây kim  loại   vônfram được bao bằng một lớp cách điện và chịu nhiệt 1 đặt trong một  ống hình   trụ  bằng kền. Mặt ngoài của  ống trụ  bằng kền này được phủ  một lớp áo oxýt 3.  Chính lớp áo oxýt này được nung nóng lên sẽ phát xạ  điện tử  và được nối ra ngoài  để làm catốt.  Kết cấu của catốt nung gián tiếp  1. Lớp bọc cách điện  2. Ống trụ kền  3. Lớp áo oxyt  4. Sợi nung  So sánh hai loại catốt nung trực tiếp và nung gián   tiếp ta thấy:  ­ Catốt nung trực tiếp kết cấu đơn giản hơn, hiệu   suất sử  dụng năng lượng cao hơn, thời gian gia nhiệt   để  có thể  phát xạ  điện tử  ngắn hơn. Tuy nhiên catốt  nung trực tiếp nếu dùng điện xoay chiều để làm nguồn  nung sợi thì dòng phát xạ  không đều, có thể biến động   Trang 11 Hinh 2
  12. Phương pháp nghiên cứu khoa học. theo tần số  của nguồn nung sợi và có thể  tạo ra thành tiếng ù, tạp âm ra gánh sử  dụng.   Catốt nung gián tiếp có kết cấu phức tạp hơn, hiệu suất sử dụng năng lượng  thấp hơn, thời gian gia nhiệt lâu hơn (tới 40­50 giây), có quán tính về nhiệt lớn hơn.  Tuy nhiên catốt nung gián tiếp có dòng phát xạ  đều hơn, nếu nung bằng điện xoay   chiều thì do có quán tính về  nhiệt nên ít bị  nhạy cảm với sự  biến động của dòng   nung sợi xoay chiều. V.  Sự phát xạ điện tử :  Trong đèn điện tử  phải có điện tử   ở  dạng “tự phát xạ  điện tử”. Các phương   pháp thông thường là:  Phát xạ nhiệt điện tử.  Phát xạ quang điện tử  Phát xạ thứ cấp.  1. Phát xạ điện tử: Kim loại đem nung nóng lên thì các điện tử chuyển động mạnh thêm. Tới một  mức độ năng lực khá cao thì một số điện tử có thể thoát khỏi mặt kim loại và bay ra  ngoài ở dạng tự do.  Sự phát xạ do nung nóng đó gọi là sự phát xạ nhiệt điện tử Hình 3 trình bày sự phát xạ nhiệt điện tử của thanh kim loại được nung nóng.  Trong hình vẽ này:  1. Sợi kim loại được nung nóng  Trang 12 Hinh 3
  13. Phương pháp nghiên cứu khoa học. 2. Hạt nhân của các nguyên tử kim loại  3. Các điện tử tự do  4. Các điện tử thoát ra với tốc độ lớn  5. Các điện tử thoát ra với tốc độ nhỏ  6. Bề mặt ngoài của sợi kim loại nung nóng 2. Phát xạ quang điện tử Ánh sáng khi chiếu vào điện tích của chất quang điện cũng truyền năng lượng  cho điện tử và có thể làm điện tử bắn ra ngoài. Sự phát xạ như vậy là phát xạ quang   điện tử.  Hình 3 b trình bày sự phát xạ quang điện tử trong tế bào quang điện. Trong đó  luồng ánh sáng 6 chiếu vào và làm bật các điện tử 2 ra. 3.  Phát xạ điện tử thứ cấp  Nếu có luồng điện tử  với tốc độ  cao va vào mặt kim loại với động năng lớn  truyền cho điện tử   ở  mặt kim loại có thể  làm cho những điện tử  đó có mức năng   lượng cao và thoát ra khỏi mặt kim loại.  Những điện tử bay tới là điện tử sơ cấp  Những điện tử  từ  mặt kim loại do  đó thoát ra là những điện tử  thứ  cấp.   Hiện tượng phát xạ đó gọi là phát xạ điện tử thứ cấp. VI.  Nguyên  lý   ạt động  chung:     ho     Đèn điện tử  là một loại thiết bị dựa vào sự  khống chế  luồng điện tử  phát xạ  để thực hiện những yêu cầu kỹ thuật phức tạp. Khi hoạt động, các đèn điện tử  cần đốt nóng các sợi đốt (một sợi  ở  đèn hai   cực, ba cực đơn hoặc nhiều sợi ở các đèn điện tử kép), khi nhiệt độ các sợi đốt đạt   Trang 13
  14. Phương pháp nghiên cứu khoa học. đến một mức độ nào đó, động năng của chúng thắng sự liên kết của kim loại và sẵn   sàng nhảy ra khỏi bề mặt kim loại của sợi đốt. Để  điều khiển các đèn điện tử  chân không, giữa các cực cần có một điện   trường, chính các điện trường này đã tạo ra dòng điện trong chân không: điện tử di  chuyển đến a­nốt. VII.  Cấu tạo:  1. Đèn điện tử hai cực: Đèn hai cực gồm hai điện cực đặt trong một bầu thủy tinh đã rút không khí ra  để tạo chân không. Hai điện cực trong đèn hai cực là catốt phát xạ  điện tử  và anốt   bao xung quanh catốt. Anốt và catốt được đặt trên những giá đỡ  và có dây nối ra  phía ngoài tới các chân điện tử   ở dây đèn để  nối vào  các mạch điện ngoài.  Catốt  là   một  trong  những  loại catốt   đã  nêu  ở  trên, có thể  là nung sợi trực tiếp hoặc nung sợi gián  tiếp. Anốt thường bằng kim loại (kền hoặc thép mạ  kền). Trong đèn hai cực chỉ  có catốt phát xạ  nhiệt  điện tử, anốt không phát xạ điện tử. Vì vậy khi anốt  có điện áp dương nó sẽ  hút điện tử  từ  anốt, tạo thành một luồng điện tử  chạy từ  catốt sang anốt. Dòng điện do đó được hình thành. Khi anốt có điện áp âm thì nó sẽ  đẩy điện tử, catốt lúc này có điện áp dương, hút điện tử  nhưng vì anốt không phát  xạ điện tử nên không có luồng điện tử đi từ anốt sang catốt. Lúc này không có dòng   điện. Trang 14
  15. Phương pháp nghiên cứu khoa học. Như  vậy đặc tính cơ  bản của đèn hai cực là chỉ  dẫn điện theo một chiều.   Chiều dòng điện đó là chiều ngược với chiều chuyển động của điện tử tức là chiều   đi từ anốt sang catốt.  Trong đèn hai cực, dòng điện chạy qua catốt gọi là dòng catốt và thường ký  hiệu là Ik; dòng điện chạy qua anốt gọi là dòng anốt và thường ký hiệu là Ia; dòng  điện chạy qua sợi nung để nung nóng catốt gọi là dòng điện nung sợi và thường ký  hiệu là Ii.  Mạch điện của đèn hai cực:  Mạch điện của đèn hai cực trình bày  trên hình 4. Hình 4­a trình bày mạch điện  đầy đủ.  FF là sợi nung được đấu vào nguồn  Ei   là   nguồn   nung   sợi.   Dòng   Ii   là   dòng  Hinh 4 nung   sợi.   Mạch   gồm   nguồn   Ei   và   sợi  nung FF là mạch nung sợi.  A là anốt được đấu vào cực + của nguồn Ea là nguồn cao áp cung cấp cho anốt.  Trên hình vẽ dùng đèn nung sợi trực tiếp nên sợi nung đồng thời là catốt K. Một đầu  sợi nung được đấu vào cực của nguồn cao áp Ea. Mạch gồm nguồn Ea và anốt A,  catốt K là mạch anốt. Dòng anốt Ia chạy trong mạch anốt và có chiều theo mũi tên ở  hình vẽ.  Ta cần phân biệt hai mạch điện (mạch nung sợi và mạch anốt) và hai dòng điện  (Ii và I a) trong đèn hai cực.  Dòng nung sợi Ii có chạy qua trong nội bộ đèn hai cực nhưng là dòng điện chạy  trong   dây   dẫn   điện   (sợi   nung   trong   đèn   là   sợi   dẫn   điện   liền   mạch).   Dòng anốt Ia là do dòng điện tử  phát xạ  được anốt hút tạo thành. Dòng điện này  Trang 15
  16. Phương pháp nghiên cứu khoa học. chạy qua khoảng không giữa anốt A và catốt K bên trong đèn. Muốn có dòng Ia thì  phải có đủ các điều kiện sau:  ­ Catốt có phát xạ điện tử. Muốn vậy phải có nung sợi đủ mức cho đạt nhiệt độ  yêu cầu. ­ Có nguồn Ea đấu giữa anốt và catốt.  Do đó nếu đứt sợi nung, catốt không được nung nóng để phát xạ điện tử  thì   không còn dòng Ia.  Nếu đứt mạch cung cấp Ea thì cũng không có dòng Ia.  Nếu sợi nung được cấp điện nhỏ  hơn mức yêu cầu (gọi là nung non áp)  khiến catốt phát xạ kèm thì dòng Ia cũng giảm.  Nếu catốt dùng lâu, giảm khả năng phát xạ thì dòng Ia cũng giảm. Catốt dùng   lâu quá, mất khả năng phát xạ (gọi là đèn giả) thì không có dòng Ia.  Điện áp anốt Ea cũng quyết định dòng Ia: Ea càng lớn, anốt hút mạnh, được   nhiều điện tử, dòng Ia lớn. Ea nhỏ, anốt hút được ít điện tử, dòng Ia nhỏ.  Các hình vẽ  4­b và hình 4­c là mạch điện đèn hai cực đã vẽ  đơn giản, các   mạch sợi nung và mạch anốt chỉ  cần biểu thị  tới đầu nối vào nguồn Ei và Ea   hoặc có thể lược đi không vẽ mạch nung sợi như hình 4­c coi rằng đương nhiên  phải có đấu mạch nung sợi thì đèn mới làm việc được hoặc mạch nung sợi đó đã  được thể hiện ở một phần khác của sơ đồ.  Mạch nung sợi đèn hai cực có thể  dùng điện xoay chiều. Trên sơ  đồ  có thể  vẽ mũi tên từ hai đầu sợi nung FF chỉ tới ký hiệu cuộn dây ở  biến áp cung cấp  cho mạch nung sợi, không cần kéo dài nét vẽ  tới tận cuộn dây làm rối mắt khi   đọc sơ đồ. Trang 16
  17. Phương pháp nghiên cứu khoa học. 2. Đèn điện tử 3 cực: Từ  khi Liđơ  forét đưa thêm những mắt  lưới đặt giữa anốt và catốt đèn hai cực thì  đèn ba cực ra đời và có nhiều tác dụng kỹ  thuật.  Lưới là những vòng dây mảnh đặt trên  những   giá   đỡ   và   nằm   giữa   anốt   và   catốt.  Luồng điện tử  bay từ  catốt sang anốt phải   bay   qua   những   mắt   lưới   và   bị   lưới   điều  Hinh55 khiển khống chế. Lưới được ký hiệu là g và  được  đấu  vào nguồn  điện áp  để   cung  cấp  cho lưới gọi là nguồn điện lưới. Điện áp đo giữa lưới và catốt gọi là điện áp lưới  Ug.  Hình 5 là hình vẽ cắt cho thấy rõ kết cấu bên trong của một đèn ba cực, trong   đó:  1. Vỏ thủy tinh  2. Anốt 3. Catốt  4. Cục ghéttơ để hút khí, nâng cao độ chân không  5. Tấm mica làm giá đỡ  6. Lưới điều khiển  7. Sợi nung  8. Chân đèn.  Tùy theo điện áp của lưới mà dòng điện anốt Ia bị khống chế  làm cho có thể  xuất hiện hoặc không xuất hiện, trị số lớn lên hoặc nhỏ đi.  Trang 17
  18. Phương pháp nghiên cứu khoa học. Một sự biển đổi nhỏ ở lưới cũng làm cho dòng Ia bị biến thiên lớn. Vậy là đèn   ba cực có khả năng khuếch đại mà lưới là tác nhân quan trọng quyết định sự khuếch  đại đó.  Như vậy đèn ba cực là đèn ngoài mạch nung sợi ra, có ba điện cực: ­ Catốt để phát xạ điện tử  ­ Anốt để hút điện tử  ­ Lưới để khống chế luồng điện tử đó.  Mạch điện của đèn ba cực:  Mạch điện của đèn ba cực như  hình 6  trong đó mạch nung sợi đã được vẽ  đơn  giản đi. Ta phân biệt:  ­ Mạch anốt là mạch đấu nguồn anốt  Ea vào anốt và catốt của đèn. Trong mạch  Hinh 6 anốt có dòng anốt Ig.  ­   Mạch   lưới   đấu   nguồn   lưới   Ea   vào  giữa catốt và lưới của đèn. Trong mạch lưới có thể do dòng lưới Ig.  Trong hình 6: 1. Là dòng lưới Ig chạy trong mạch lưới, biểu thị bằng mũi tên nét đứt. 2. Là dòng anốt Ia chạy trong mạch anốt, biểu thị bằng mũi tên nét liền. 3. Là nguồn cung cấp cao áp anốt Ea. Với những trị  số  điện áp lưới khác nhau, lưới g khống chế  dòng anốt Ia như  trình bày ở hình 7.  Trang 18
  19. Phương pháp nghiên cứu khoa học.  Ở hình a: Điện áp lưới Ug =  0, dòng Ia = 10mA, dòng lưới  Ig = 0. Điện áp anốt là 100V.  Ở   hình   b:   Điện   áp   lưới   là  âm, cụ  thể  là Ug = ­ 3V do  nguồn điện lưới Eg đấu cực  +   vào   catốt   và   cực   –   vào  lưới. Lúc này dòng là bị giảm  đi còn Ia = 5mA. Dòng lưới  Hinh 7 Hinh 8 Ig = 0.   Ở hình c: Điện áp lưới là dương. Cụ thể là Ug=+3V do nguồn điện lưới Eg   đấu cực + vào lưới và cực – vào catốt. Lúc này dòng Ia tăng lên thành 30mA.   Đồng thời cũng xuất hiện dòng lướI Ig=2mA.   Ở hình d: Điện áp vẫn dương, trị số lại tăng lên (Ug=+5V) . Lúc này dòng Ia tăng lên thành 40mA. Dòng Ig cũng tăng lên thành 3 mA. Như vậy điện áp lưới có tính chất khống chế rõ rệt : ­ điện áp lươí âm, dòng Ia giảm nhỏ, không có dòng Ig. ­ Nếu trị số điện áp của lưới dương, dòng Ia tăng lên , dòng Ig xuất hiện. Nếu trị  số  điện áp của lưới âm quá hoặc dương quá ta sẽ  có hiện tượng cắt   dòng anốt Ia như trình bày ở hình 8. ­  Ở  hình 8­a điện áp lưới quá âm (Ug= ­50V). Lúc này đương nhiên là dòng  lưới Ig=0, dòng anốt Ia cũng bằng 0 vì lưới âm quá, đẩy tất cả các điện tử  nào tới   anốt được để  tạo thành dòng anốt Ia. ta nói dòng anốt đã bị  cắt. Điện áp lưới làm  cắt dòng anốt Ia là điện áp cắt. Trang 19
  20. Phương pháp nghiên cứu khoa học. ­  Ở  hình 8­b Lưới có điện áp dương lớn( Ug=+50V). Lúc này do lưới  ở  gần  catốt hơn và có điện áp dương nên hút hết tất cả các điện tử từ catốt phát xạ, không  còn điện tử bay tới anốt để tạo thành dòng anốt Ia vì vậy dòng Ia cũng bằng không.  Với chế độ công tác này, dòng lưới Ig rất lớn. Các điện tử đập vào lưới cũng   có động năng và gây ra công suất tiêu tán làm nóng lưới lên như trường hợp đập vào  anốt làm nóng anốt.  Anốt có kết cấu lớn nên chịu được công suất tiêu tán Pa lớn.  Lưới có kết cấu mảnh nên chỉ chịu được công suất tiêu tán Pg nhỏ. Vì vậy nếu   Ug dương quá khiến dòng lưới Ig tăng làm Pg tăng quá mức thì có thể  nung nóng  làm đứt vòng lưới hoặc làm vòng lưới dãn ra, ảnh hưởng tới kết cấu của đèn và do  đó làm thông số của đèn bị biến đổi. Ngoài ra còn có các đèn điện tử bốn cực, năm cực mà chỉ giới thiệu về cấu tạo   sơ lược sau đây: 3. Đèn bốn cực: Cấu tạo của các điện cực bên trong đèn bốn cực trong đó: 1. anốt 2. Lưới chắn 3. Lưới điều khiển 4. Catốt 5. Sợi nung Để  khắc phục hai nhược điểm cơ  bản của đèn ba cực là hệ  số  khuếch đại   thấp và trị số điện dung giữa các cực lớn, người ta bố trí thêm một lưới thứ hai giữa  lưới điều khiển và anốt. Như vậy đèn bốn cực có 2 lưới: Trang 20
ANTS
ANTS

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản