электровакуум.приборы (1084498), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Очевидно, что динамическое напряжение пробоя зависит от схемы включения через с(и(йг и от конструкции разрядника и условий эксплуатации через г,, Как указывалось в гл. 25, время запаздывания возникновения разряда складывается из двух составляющих — времени статистического запаздывания возникновения разряда т„и времени формирования разряда гФ. В разрядниках, где используются сравнительно высокие давления наполняющего газа (не ниже 13 кПа), время формирования разряда гФ < 1(Г~ с и иногда даже тФ = 10 в + 10 в с. Поэтому на практике приходится учитывать только время статистического запаздывания г„, которое лежит в микросекуццном диапазоне.
Дпя уменьшения статистического времени запаздывания в разрядниках используется облучение междуэлектродного промежутка светом от источника ультрафиолетового излучения или от близко расположенной поджигающей искры. В другом способе в газоразрядный промежуток вводится радиоактивный изотоп, например Х1~, являющийся источником б-излучения (быстрых электронов) . Статистическое запаздывание возникновения разряда зависит от перенапряжения, приложенного к промежутку, т. е.
ЬУ„р —— 0'„р Унр се Эту зависимость можно выразить эмпирической формулой т„= т,7(аи„,! и„ю„) ', 1зо.г) где ге — константа, зависягцая от конструкции и внешних условий, Легко видеть, что при перенапряжении, равном нулю, т, стремится к бесконечности, а при росте перенапряжения быстро снижается. Диапазон рабочих напряжений задается верхней и нижней границами. Под верхней границей понимается максимальное рабочеенапряжение между анодом и катодом, при котором не возникают самопроизвольные разряды без подачи поджигающего импульса. Под нижней границей понимается минимальное напряжение, при котором каждьй поджигающий импульс вызывает пробой основного разрядного промежутка, Этот параметр относится только к управляемым разрядникам, которые таким образом работают прн напряжениях, лежащих внутри диапазона рабочих напряжений.
Частотные свойства разрядников определяются временем восстановления электрической прочности межцузлектродного промежутка. После прекращения тока газовьй промежуток заполнен сильно ионизированным газом и является проводящим. В результате спада концентрации заряженных частиц у катода образуется ионный слой. Электрическая прочность промежутка всецело определяется этим слоем. С увеличением времени, прошедшего после прекращения тока, толщина слоя и электрическая прочность промежутка возрастают.
Когда слой перекрьвает промежуток, достигается почти полная первоначальная электрическая прочность. Основные процессы, влияющие на срок службы искровых разрядников, — это связанные между собой распыление электродов и поглощение наполняющего газа. Распыление электродов обусловлено бомбардировкой катода ионами. Скорость распыления обратно пропорциональна давлению. С ростом давления скорость понижается, поскольку большее число частиц, вылетевших из катода, возвращается назад в результате отражения от частиц газа. Указанная зависимость хорошо выполняется в диапазоне давлений 10 — 100 кПа. Одновременно с распылением катода в работающем разряднике происходит интенсивное поглощение газа.
Это явление связано с абсорбцией молекул илн атомов газа материалом, вылетевшим из катода. Прежде всего поглощаются химически активные газы (кислород, водород), при мощных разрядах происходит интенсивное поглощение н инертных газов. Уменьшение давления газа приводит не только к снижению пробивных напряжений разрядника, но и к увеличению скоро'сти катодного распыления. В результате процесс поглощения нарастает лавинообразно. .30.3. ТИПЫ РАЗРЯДНИКОВ Рассмотрим конкретные типы разрядников. В линиях связи как защитные применяются двухэлектродные разрядтикн с бариевым катодом.
Последний получается путем нанесения на никелевые электроды окиси бария, которая в разряде или прн нагреве разлагается на Ва н О. Пленка окиси бария на катоде снижает работу выхода и стабилизирует условия возникновения разряда. Подобные защитные разрядники заполняются смесью неона с аргоном нлн чистым аргоном.
Конструкция трехэлектродного разрядника изображена на рис. ЗО.З. В нем использованы биспиральные вольфрамовые электроды Э, покрытые двойным карбонатом бария и стронция. Использование бнспнрали увеличивает запас активного вещества в катоде и повышает срок службы. На рис. 30.4 показан разрядник, применяемьй для коммутации в системах зажигания газотурбинных двигателей внутреннего сгорания. Использование двух газовых зазоров позволяет полу ать высокие пробивные напряжения при сохранении малых междуэлектродных расстояний. Этим обеспечивается ускорение восстановления электрической прочности прибора.
В качестве материала электродов 5 использован листовой вольфрам. При нагреве на воздухе он образует стойкий оксид, предотврашаннций распыление материала катода. Электроды крепятся на массивных медных выводах 2, обеспечивающих хороший теплоотвод.
Эти вьюоды через коваровые чашечки 1 соединяются со стеклянным цилиндром 3. Через отверстие 4 в одном из вьюодов производится откачка прибора и заполнение его трехкомпонентной смесью газов (1Оуе (~ + 40% СОз + 50% 14з) под давлением, близким к атмосферному. Рис. 30.3. Конструкция трехздектредноге зацжтного разрядника / 2 3 Рис. 30.4. Конструкция коммутационного разрядника с двуми газовыми зазорами 367 Контрольные вопросы и задания '369 тэ-ьззз т 2 3 Ф 3 а Рис. 30.5.
Конструкция пвухапектропного коммутационного рааряпника с чашсоб- разными электронами На рнс. 30.5 изображен двухэлектродный коммутационный разрядник с чашеобразными электродами 4. Благодаря припайке к массивным медным вьюодам 2 и 5 обеспечивается хороший отвод тепла от электродов н низкая нх температура, что важно для создания независимости пробивных напряжений от температуры окружающей среды. Действительно, при температуре электродов, значительно превышающей температуру остальных деталей лампы, плотность газа в приэпектрод.
ной области падает, что приводит к снижению пробивной прочности. Этого удается избежать, выравняв температуру в объеме прибора. Чашеобразная форма электродов предотвращает возникновение разряда на медные вьводы. К поверхности одного из электродов приварен Х1 (на рисунке не показан). Оболочка разрядника состоит из ба стеклянного цилиндра 3 и коваровых чашечек 1, к которым привариваются вьводы электродов. Стальной штангепь 6, пережнмаемый прн отпайке, позволяет герметизировать прибор, даже если давление газа внутри него выше атмосферного.
1. Какая форма разряда используется в разрядниках? 2. Какие функции выполняют разрядники в схемах? 3. Как влияет время запаздывания возникновения разряда на напря. жение динамического пробоя разрядника? 4. Каковы конструктивные отличия управляемых и неуправляемых разрядников? Часть шестая ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЗЛЕКТРОВАКУУМНЫХ ПРИБОРОВ Глава тридцать первая ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП 3!.1. ОЕВ!ИЕ СВЕ!аиНИЯ О КОНСТРУИРОВАНИИ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП Конструирование электронных ламп предусматривает выполнение расчета геометрни электродов, электрических параметров, конструкции как отдельных деталей и узлов, так и лампы в целом в соответствии с заданием. В гл. 5 — 10 были рассмотрены общие сведения об электронных лампах, их устройство, принцип действия, характеристики и параметры, связь параметров с конструкцией приборов.
Задачей настоящей главы является рассмотрение вопросов расчета геометрических размеров и выбора конструкции лампы для' конкретных применений в раднотехнических устройствах. В зависимости от применения лампы в качестве исходных данных указьшаются: основные статические параметры и соответствующий им статический режим работы; рабочие параметры и соответствующий им статический режим работьт; рабочие параметры и соответствующие данные рабочего режима, Например, для кенотрона могут быть паз!злы,выпрямленньй ток и выпрямленное напряжение, для усилительных триодов — анодный ток и круназна в статическом режиме (или одна иэ этих величин н коэффициент усиления), для триодов дпя выходных ступенеи усиления — выходная мощность, амплитуда переменного напряжения на сетке и т.
и. Расчет и конструирование следует начинать с анализа задания и ознакомления по справочной литературе [71 с лампами, близкими по своему назначению, основным параметрам и внешнему оформлению к заданной для проектирования лампы. На основании обращен ламп нли по справочнику устанавливаются основные конструктивные особенности и приближенные максимальные размеры системы электродов. Важным этапом проектирования ламп является выбор системы электродов. При выборе возможной конструкции системы электродов ламп с подогревным катодом следует максимально использовать поверхность катода при заданном значении мощности накала.
Рнс. 31.1. Системы знекгрояов звекг- ронных ламп: г) а — плоская система; б — овальная система; в — с оажатой сеткой; г — сме. шанная На рис. 31.1 приведены варианты электродов, наиболее часто применяющиеся в современных лампах. Вариант (рис. 31.1, г) следует рассчитывать по формуле для цилиндрической системы с учетом коэффициента охвата (см. 3 31.3). Овальную систему (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
