|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Đèn điện. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Đèn điện tử, ống radio - một thiết bị chân không điện (chính xác hơn là thiết bị điện tử chân không) hoạt động bằng cách kiểm soát cường độ dòng điện tử chuyển động trong chân không hoặc khí hiếm giữa các điện cực. Các ống vô tuyến được sử dụng rộng rãi trong thế kỷ XNUMX như các thành phần tích cực của thiết bị điện tử (bộ khuếch đại, máy phát, máy dò, công tắc, v.v.). Hiện tại, chúng gần như được thay thế hoàn toàn bằng các thiết bị bán dẫn. Đôi khi chúng cũng được sử dụng trong các máy phát tần số cao và thiết bị âm thanh mạnh mẽ.
Việc phát minh ra đèn điện tử có liên quan trực tiếp đến sự phát triển của công nghệ chiếu sáng. Đầu những năm 80 của thế kỷ XIX, nhà phát minh nổi tiếng người Mỹ Edison đang cải tiến đèn sợi đốt. Một trong những nhược điểm của nó là công suất ánh sáng giảm dần do bóng đèn bị xỉn màu do xuất hiện một điểm tối ở bên trong tấm kính. Điều tra nguyên nhân của hiệu ứng này vào năm 1883, Edison nhận thấy rằng thường trên tấm kính bị xỉn màu của hình trụ nằm trong mặt phẳng của vòng ren có một dải sáng, gần như không bị mài mòn và dải này luôn quay ra bên cạnh đèn. nơi đặt đầu vào tích cực của mạch dây tóc. Nó trông như thể phần của sợi carbon tiếp giáp với đầu vào âm đang phát ra các hạt vật chất nhỏ nhất từ chính nó. Bay qua mặt tích cực của dây tóc, chúng bao phủ bên trong hộp thủy tinh ở khắp mọi nơi, ngoại trừ đường trên bề mặt thủy tinh, như nó đã bị che khuất bởi mặt tích cực của dây tóc. Hình ảnh của hiện tượng này trở nên rõ ràng hơn khi Edison đưa vào một tấm kim loại nhỏ bên trong hộp thủy tinh, đặt nó giữa các cửa vào của dây tóc. Bằng cách nối tấm này qua điện kế với điện cực dương của sợi chỉ, người ta có thể quan sát thấy dòng điện chạy qua không gian bên trong quả bóng.
Edison cho rằng dòng các hạt cacbon phát ra từ mặt âm của dây tóc làm cho một phần của đường dẫn giữa dây tóc và tấm mà ông đưa vào dẫn điện, và nhận thấy rằng dòng chảy này tỷ lệ với mức độ phát sáng của dây tóc, hoặc bằng nói cách khác, công suất phát sáng của chính đèn. Trên thực tế, điều này kết thúc nghiên cứu của Edison. Khi đó, nhà phát minh người Mỹ không thể tưởng tượng nổi một khám phá khoa học vĩ đại mà ông đang ở bên bờ vực. Gần 20 năm trôi qua trước khi hiện tượng mà Edison quan sát được nhận được lời giải thích toàn diện chính xác của nó. Hóa ra là khi một dây tóc đèn đặt trong chân không bị đốt nóng mạnh, nó bắt đầu phát ra các electron ra không gian xung quanh. Quá trình này được gọi là quá trình phát xạ nhiệt, và nó có thể được coi là sự bay hơi của các điện tử từ vật liệu dây tóc. Ý tưởng về khả năng sử dụng thực tế của "hiệu ứng Edison" lần đầu tiên đến với nhà khoa học người Anh Fleming, người vào năm 1904 đã tạo ra một máy dò dựa trên nguyên tắc này, được gọi là "ống hai điện cực", hay "điốt" của Fleming. Đèn của Fleming là một chai thủy tinh bình thường chứa đầy khí hiếm. Một dây tóc được đặt bên trong quả bóng cùng với một hình trụ kim loại bao quanh nó. Điện cực của đèn được đốt nóng liên tục phát ra các electron, tạo thành một "đám mây electron" xung quanh nó. Nhiệt độ điện cực càng cao, mật độ của đám mây electron càng cao. Khi các điện cực của đèn được nối với nguồn dòng điện, giữa chúng đã xuất hiện một điện trường. Nếu cực dương của nguồn được nối với điện cực lạnh (cực dương) và cực âm với cực nóng (cực âm), thì dưới tác dụng của điện trường, các êlectron rời khỏi đám mây êlectron một phần và lao về phía lạnh. điện cực. Do đó, một dòng điện đã được thiết lập giữa cực âm và cực dương. Khi bật nguồn theo chiều ngược lại, cực dương tích điện âm đẩy các electron ra khỏi chính nó, và cực âm tích điện dương hút chúng. Trong trường hợp này, không có dòng điện. Đó là, điốt Fleming có độ dẫn một phía rõ rệt.
Được bao gồm trong mạch nhận, đèn hoạt động giống như một bộ chỉnh lưu, cho dòng điện đi theo một hướng và không truyền nó theo hướng ngược lại, và do đó có thể đóng vai trò như một máy dò - ống dẫn sóng. Để tăng một chút độ nhạy của đèn, một điện thế dương được lựa chọn thích hợp đã được áp dụng. Về nguyên tắc, mạch thu bằng đèn Fleming hầu như không khác các mạch vô tuyến khác thời bấy giờ. Độ nhạy của nó kém hơn so với sơ đồ với máy dò loại từ tính, nhưng nó có độ tin cậy cao hơn không gì sánh được. Một thành tựu nổi bật hơn nữa trong lĩnh vực cải tiến và ứng dụng kỹ thuật của ống chân không là phát minh vào năm 1907 của kỹ sư người Mỹ De Forest về chiếc đèn có chứa thêm một điện cực thứ ba. Điện cực thứ ba này được nhà phát minh gọi là "lưới điện", và bản thân đèn - "audin", nhưng trên thực tế người ta đã gán cho nó một cái tên khác - "triode". Điện cực thứ ba, như có thể thấy từ tên gọi của nó, không liên tục và có thể truyền các electron bay từ cực âm sang cực dương. Khi nguồn điện áp được bật giữa lưới điện và catốt, một điện trường phát sinh giữa các điện cực này, ảnh hưởng mạnh đến số lượng các electron tới anốt, nghĩa là cường độ dòng điện chạy qua đèn (cường độ của dòng điện cực dương). Khi điện áp đặt vào lưới giảm, cường độ dòng điện ở anôt giảm, khi tăng điện áp thì cường độ dòng điện ở anôt càng tăng. Nếu một điện áp âm được đặt vào lưới điện, dòng điện anốt sẽ dừng hoàn toàn - đèn hóa ra bị "khóa". Một đặc tính đáng chú ý của triode là dòng điều khiển có thể nhỏ hơn nhiều lần so với dòng chính - sự thay đổi điện áp không đáng kể giữa lưới điện và catốt gây ra những thay đổi khá lớn trong dòng điện anốt. Tình huống thứ hai cho phép sử dụng đèn để khuếch đại điện áp xoay chiều nhỏ và mở ra khả năng rộng rãi bất thường cho ứng dụng thực tế của nó. Sự xuất hiện của đèn ba điện cực đã dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của các mạch thu sóng vô tuyến, vì nó có thể khuếch đại tín hiệu nhận được lên hàng chục và hàng trăm lần. Độ nhạy của máy thu đã tăng lên nhiều lần. Một trong những mạch thu dạng ống ban đầu đã được cùng De Forest đề xuất vào năm 1907.
Ở đây, một mạch LC được kết nối giữa ăng ten và mặt đất, tại các đầu cuối của nó xuất hiện điện áp xoay chiều tần số cao, được hình thành dưới tác dụng của năng lượng nhận được từ ăng ten. Điện áp này được áp dụng cho lưới của đèn và kiểm soát sự dao động của dòng điện cực dương. Do đó, trong mạch anốt thu được các dao động khuếch đại của tín hiệu thu được, có thể thiết lập chuyển động cho màng của điện thoại nằm trong cùng một mạch. Đèn Audin ba điện cực đầu tiên của De Forest có nhiều nhược điểm. Vị trí của các điện cực trong đó sao cho phần lớn dòng điện tử không rơi vào anot mà rơi vào một bình thủy tinh. Hiệu ứng kiểm soát của lưới điện hóa ra là không đủ. Đèn có khả năng thoát nhiệt kém và chứa một số lượng đáng kể các phân tử khí. Chúng ion hóa và liên tục bắn phá dây tóc, có tác động tàn phá lên nó. Năm 1910, kỹ sư người Đức Lieben đã tạo ra một ống chân không triode cải tiến, trong đó lưới được làm dưới dạng một tấm nhôm đục lỗ và đặt ở giữa hình trụ, chia nó thành hai phần. Ở dưới cùng của đèn là dây tóc, ở trên cùng - cực dương. Sự sắp xếp như vậy của lưới giúp nó có thể tăng cường hoạt động điều khiển của nó, vì toàn bộ dòng điện tử đi qua nó. Cực dương trong đèn này có dạng một nhánh hoặc xoắn ốc của dây nhôm, và một dây tóc bạch kim đóng vai trò là cực âm. Lieben đặc biệt chú ý đến sự gia tăng đặc tính phát xạ của đèn. Với mục đích này, đầu tiên người ta đề xuất phủ lên dây tóc một lớp mỏng canxi hoặc bari oxit. Ngoài ra, hơi thủy ngân được đưa vào khí cầu, tạo ra sự ion hóa bổ sung và do đó làm tăng dòng điện catốt.
Vì vậy, ống chân không đầu tiên được sử dụng như một máy dò, sau đó là một bộ khuếch đại. Nhưng nó đã giành được vị trí hàng đầu trong kỹ thuật vô tuyến chỉ sau khi người ta phát hiện ra khả năng sử dụng nó để tạo ra các dao động điện không dấu. Máy phát điện dạng ống đầu tiên được tạo ra vào năm 1913 bởi kỹ sư vô tuyến nổi tiếng người Đức Meissner. Dựa trên triode Lieben, ông cũng đã chế tạo máy phát điện thoại vô tuyến đầu tiên trên thế giới và vào tháng 1913 năm 36 đã thực hiện kết nối điện thoại vô tuyến giữa Nauen và Berlin ở khoảng cách XNUMX km.
Bộ dao động ống chứa một mạch dao động gồm cuộn cảm L và tụ điện C. Nếu tích điện cho tụ điện đó thì trong mạch xuất hiện dao động tắt dần. Để các dao động không bị tắt, cần phải bù các tổn thất năng lượng trong mỗi chu kỳ. Do đó, năng lượng từ nguồn điện áp không đổi phải đi vào mạch một cách định kỳ. Với mục đích này, một triode ống được đưa vào mạch điện của mạch dao động, để các dao động từ mạch được đưa vào lưới của nó. Mạch điện có anốt của đèn gồm cuộn dây Lc, thuần cảm với cuộn dây L của mạch dao động. Tại thời điểm bật mạch, dòng điện từ pin tăng dần, di chuyển qua triode và cuộn dây Lc. Trong trường hợp này, theo định luật cảm ứng điện từ, trong cuộn dây L sẽ có dòng điện chạy qua tụ điện C. Điện áp từ các bản tụ điện, như trên sơ đồ, được cung cấp cho catốt Cái lưới sắt. Khi bật, bản tụ tích điện dương được nối vào lưới, tức là nó tích điện dương, góp phần làm tăng cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây Lc. Điều này sẽ tiếp tục cho đến khi dòng điện ở anốt đạt cực đại (sau cùng, dòng điện trong đèn được xác định bởi số lượng các điện tử bay hơi khỏi catốt và số lượng của chúng không thể giới hạn - tăng đến một số cực đại, dòng điện này không còn tăng theo tăng sức căng lưới). Khi điều này xảy ra, một dòng điện không đổi sẽ chạy qua cuộn dây Lc. Vì chỉ xảy ra hiện tượng ghép cảm ứng với dòng điện xoay chiều nên trong cuộn dây L sẽ không có dòng điện. Kết quả là, tụ điện sẽ bắt đầu phóng điện. Do đó, điện tích dương của lưới điện sẽ giảm, và điều này ngay lập tức sẽ ảnh hưởng đến cường độ của dòng điện cực dương - nó cũng sẽ giảm theo. Do đó, dòng điện qua cuộn dây Lc cũng sẽ giảm, điều này sẽ tạo ra dòng điện ngược chiều trong cuộn dây L. Do đó, khi tụ điện C phóng điện thì dòng điện giảm dần qua Lc vẫn tạo ra dòng điện trong cuộn cảm L, theo đó các bản của tụ điện sẽ tích điện nhưng ngược chiều nên trên bản tụ điện sẽ tích điện âm. kết nối với lưới điện. Điều này cuối cùng sẽ gây ra sự ngừng hoàn toàn của dòng điện cực dương - dòng điện chạy qua cuộn dây L sẽ dừng lại và tụ điện sẽ bắt đầu phóng điện. Kết quả là điện tích âm trên lưới điện sẽ ngày càng ít đi, dòng điện cực dương lại xuất hiện, dòng điện này sẽ tăng lên. Vì vậy, toàn bộ quá trình sẽ được lặp lại từ đầu. Từ mô tả này có thể thấy dòng điện xoay chiều chạy qua lưới của bóng đèn có tần số bằng tần số riêng của mạch dao động LC. Nhưng các dao động này sẽ không bị tắt dần mà là không đổi, vì chúng được duy trì bằng cách bổ sung liên tục năng lượng từ pin qua cuộn dây Lc được ghép cảm ứng với cuộn dây L. Việc phát minh ra máy phát điện ống có thể tạo ra một bước tiến quan trọng trong công nghệ liên lạc vô tuyến - ngoài việc truyền các tín hiệu điện báo bao gồm các xung ngắn và dài hơn, việc liên lạc qua điện thoại vô tuyến chất lượng cao và đáng tin cậy đã trở nên khả thi - tức là việc truyền lời nói của con người và âm nhạc sử dụng sóng điện từ. Có vẻ như giao tiếp bằng điện thoại vô tuyến không có gì phức tạp trong đó. Trên thực tế, rung động âm thanh dễ dàng chuyển đổi thành rung động điện với sự hỗ trợ của micrô. Tại sao, bằng cách khuếch đại chúng và đưa chúng vào ăng-ten, không truyền lời nói và âm nhạc qua một khoảng cách giống như cách mã Morse đã được truyền trước đây? Tuy nhiên, trong thực tế, phương pháp truyền này không khả thi, vì chỉ có các dao động tần số cao mới được bức xạ tốt qua anten. Và các dao động chậm của tần số âm thanh kích thích sóng điện từ trong không gian yếu đến mức không có cách nào để nhận chúng. Do đó, trước khi tạo ra máy phát điện dạng ống tạo ra dao động tần số cao, việc liên lạc qua điện thoại vô tuyến dường như là một nhiệm vụ cực kỳ khó khăn. Để truyền âm thanh, những rung động này được thay đổi hoặc, như người ta nói, được điều chỉnh bằng các dao động tần số (âm thanh) thấp. Bản chất của điều chế nằm ở chỗ các dao động tần số cao của máy phát và các dao động tần số thấp từ micrô được chồng lên nhau và do đó được đưa vào ăng-ten.
Điều chế có thể xảy ra theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ, một micrô được bao gồm trong mạch ăng-ten. Vì trở kháng của micrô thay đổi theo sóng âm thanh, nên dòng điện trong ăng-ten sẽ thay đổi; nói cách khác, thay vì dao động với biên độ không đổi, chúng ta sẽ có dao động với biên độ thay đổi - một dòng điện điều biến có tần số cao. Tín hiệu tần số cao đã được điều chế mà bộ thu nhận được, ngay cả sau khi được khuếch đại, không có khả năng gây ra dao động của màng điện thoại hoặc còi của loa với tần số âm thanh. Nó chỉ có thể gây ra rung động tần số cao mà tai của chúng ta không cảm nhận được. Do đó, cần phải thực hiện quá trình ngược lại trong máy thu - để chọn tín hiệu tần số âm thanh từ các dao động điều chế tần số cao - hay nói cách khác là phát hiện tín hiệu. Việc phát hiện được thực hiện bằng cách sử dụng một diode chân không. Diode, như đã được đề cập, cho dòng điện chỉ theo một hướng, biến dòng điện xoay chiều thành dòng xung. Dòng xung này đã được làm mịn bằng một bộ lọc. Bộ lọc đơn giản nhất có thể là một tụ điện được kết nối song song với thiết bị cầm tay.
Bộ lọc hoạt động như thế này. Tại thời điểm đó, khi điốt chạy qua dòng điện, một phần của nó phân nhánh thành tụ điện và tích điện cho nó. Trong khoảng thời gian giữa các xung, khi diode bị chặn, tụ điện được phóng điện lên ống. Do đó, trong khoảng thời gian giữa các xung, dòng điện chạy qua ống cùng chiều với xung của chính nó. Mỗi xung tiếp theo sẽ sạc lại tụ điện. Do đó, một dòng điện tần số âm thanh chạy qua ống, hình dạng của nó gần như tái tạo hoàn toàn hình dạng của tín hiệu tần số thấp tại trạm phát. Sau khi khuếch đại, dao động điện tần số thấp chuyển thành âm thanh; Máy thu phát hiện đơn giản nhất bao gồm một mạch dao động nối với ăng-ten và một mạch nối với mạch điện, gồm một máy dò và một điện thoại. Những ống chân không đầu tiên vẫn rất không hoàn hảo. Nhưng vào năm 1915, Langmuir và Guede đã đề xuất một cách hiệu quả để bơm đèn đến áp suất rất thấp, do đó đèn chân không thay thế đèn ion. Điều này đã đưa công nghệ điện tử lên một tầm cao hơn nhiều. Tác giả: Ryzhov K.V.
▪ Quần bò
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Sắp kết thúc định vị vệ tinh chưa? ▪ Khí electron hai chiều ổn định trên bề mặt của chất bán dẫn ▪ Nhân vật nam trong game nói nhiều gấp đôi nữ ▪ Bộ định tuyến D-Link DIR-2680 có tích hợp chống vi-rút
▪ phần của trang web Garland. Lựa chọn bài viết ▪ Bài báo của Herostratus. Herostratus vinh quang. biểu thức phổ biến ▪ bài viết Nhiên liệu là gì? đáp án chi tiết ▪ bài báo Tiền tố wow ban đầu. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này