электровакуум.приборы (1084498), страница 77
Текст из файла (страница 77)
31.1, б) можно рассматривать как плоскую и рассчитывать по формулам для плоской системы электродов. После выбора системы электродов рассчитывают недостающие статические параметры и данные статического режима. Следующим этапом проектирования электронных ламп является расчет и конструирование катодного узла (см. 3 31.2). В конце этого расчета необходимо выполнить проверку катода на механическую прочность (жесткость) и теплоотвод, подогреватель — на свободную укладку в керне катода. Расчет междуэлектродных расстояний следует вести по формулам, приведенным в 3 31.3. Геометрические размеры сетки определяются с учетом расстояния сетка — катод и конструкции катода. Шаг сетки выбирается иэ условия х, к/ г > 1,5, (31.1) где à — шаг сетки; х „— расстояние сетка — катод.
При соблюдении неравенства (31.1) островковый эффект нз.проянляется. Диаметром проволоки навивки сетки и гравере, а также материалом, иэ которого онн изготовляются, задаются. Длина навитой части сетки 1н,в для ламп с оксидным катодом определяется соотношением 1окс с- 1нзв с- 1нз где 1о»с — длина оксидного покрытия; 1„, — расстояние между опорными изоляторами. Различные варианты управляющих сеток и способы крепления витков с траверсами бьшн представлены на рис.
5.2. ',, Тешювой расчет анода рассмотрен в й 31.4. Примеры конструкций анодов показаны на рис. 5,3. 370 Материал анода выбирают в зависимости от вида охлаждения и мощности, выделяемой на аноде (3 9.4). Допустимые значения температур и удельных мощностей рассеяния материалов, используемых для анодов, охлаждаемых излучением, приведены далее в табл.. 31.6, Расчет электронных ламп заканчивается проверкой тепловой нагрузки баллона. Удельная мощность, рассеиваемая баллоном, равная отношению полной мощности, выделяемой в лампе, к рабочей поверхности баллона, приведена в табл. П.1.
На основе проведенного расчета геометрических размеров основных электродов ламп производится общее конструктивное оформление. Выбор формы оболочки, конструкции ножек и материала, из которого они изготовлены, определяется в основном условиями применения проектируемой лампы, т. е. диапазоном рабочих частот, параметрами заданной выходной мошности и габаритными размерами. Основные виды баллонов и стеклянных ножек ламп приведены на рис.
5.5, 5.6. Дпя крепления электродов в большинстве маломощных ламп используют пластинки различной конфигурации из слюды (см. рис. 5.4). В этих пластинках с помощью штампа выбиваются отверстия, форма и размеры которых определяются конструкцией электродов лампы и видом их крепления Для крепления электродов в более мощных высокочастотных лампах целесообразно испольэовать изоляторы из специальной керамики. Помимо рассмотренных основных элементов в любой лампе применяют вспомогательные детали — упоминавшиеся выше изоляторы, а также крепежные детали (держатели, пистоны, втулки и т. п.), экраны, газопоглотители. Последние обеспечивают высокий и стабильный вакуум в течение всего срока службы лампы, На рис. 5.7 бьши приведены основные конструкции распыляемых газопоглотителей.
Наиболее распространенные типы газопоглотителей приведены в табл. П.2. При конструировании следует по возможности использовать стандартные элементы и крепежные детали пампы. В заключение следует рассчитать и построить статические характеристики ламп, Для расчета используют формулы закона степени 31'2 для триода [см. (7.3) — (7.5)) . Из характерисппс определяют основные параметры лампы в номинальном режиме и сравнивают с ззданными. 31.2.
РАСЧЕТ КАТОДОВ В гл. 3 были подробно рассмотрены типы катодов и их конструктивное выполнение. В настоящем параграфе рассматриваются вопросы расчета и конструирования наиболее распространенных катодов в злектровакуумных приборах. 371 и„= ((,(/„/,( ( ) (31.7) (31.8) ээ лэх~(к(к Хэ!С/к/к (1 = р 4(к(яс(кэ. (31.2) А, = 4р/а, э-к А э(к(с(к ° (31.3) Р» = 2(ядк(к* (31.4) Рэ =па Тэ 21/к к~э (31.11) Ри = Рсс(к(к. (31.5) (31.12) (31.6) В (31.12) /1с/к — поправка на эмиссию, значения которой приведены ниже: Н, мА/Вт ( и А/см 3(м г((см с) 2 2 Т,к Т 2300 2400 2500 2600 2700 2800 ЬГ( В 0,225 0,237 0,248 0,259 0,269 0,280 ЬУ„,м В 0,855 0,890 0,930 0,970 1,010 1,050 7,9.
10 4,3 10 2,03 1О 84 10 3,2 10 2300 2400 2500 2600 2700 1319 1422 1526 1632 1741 0.1124 0,1275 0,1436 0,1611 0,1797 148,2 181,2 219„3 263,0 312,7 0,86 0,041 2,0 0,116 4,3 0,298 8,55 0 716 16,4 1 631 85,22 89.65 94,13 98,66 103,22 372 373 14-6352 Расчет прямонакального вольфрамового катода состоит нз двух этапов: расчета идеального катода, т. е. такого катода, температура по всей длине которого имеет одно и то же значение, и расчета реального катода с учетом поправок на охлаждение в тех местах катода, где он крепится держателями. Для упрощения расчета введем понятие идеального единичного воль.
фрамового катода, под которым будем понимать цилиндр, имеющий длину (к н диаметр с/к м 1 см. Сопротивление катода в нагретом состоянии определяется выра- жением Обозначим сопротивление единичного катода где р — удельное сопротивление материала катода, Ом . см. Тогда При протеканни по катоду тока накала Ти в нем будет выделяться мощность, равная где 2( — удельная мощность излучения вольфрама, Вт/см'.
Мощность идеального единичного катода Учитывая, что Рк м 1„(( из (31.3) и (31.5), находим Т,( з/2. к э к Таблица 31,1, Параметры едикичиого катода ТПА ° см Г(ыв.см Рмвт ° см ямом ° см ° 10 -3/2 -1(2 Л б где 1 с и Ц вЂ” ток и напряжение накала единичного катода, являющиеся только функцией температуры катода. Ток эмиссии идеального катода определяется выражением где (э — плотность тока эмиссии, й/см; 721 = яХэ — ток эмиссии 2. единичного катода. Долговечность катода определяется формулой гк = 2,64а ° 10~(с/к/М,), (31.9) где М, = эпя — скорость испарения вольфрама с поверхности единичного катода, г/с. Параметры единичного катода 1,, ((,, Р,, А,, Т„, М, и необходимая для расчета катода эффекпюность Н, приведены в табл.
31.1. Реальный катод имеет неравномерное распределение температуры по длине. Участки катода, расположенные у держателей, имеют температуру меньшую, чем средняя часть катода, из-за отвода тепла держателями (рис. 31.2). Рабочая температура катода соответствует Тю„,. При расчете реального катода из-за наличия охлаждения концов вводят поправки на уменьшение эмиссии катода и напряжения накала. С учетом поправок напряжение накала и ток эмиссии определяют из выражений: (( ц (1 / ~ 1(2 ~д(/), (31.10) где п — число охлажценных концов; Ьӄ— поправка для напряжения накала (приведена ниже); /э — коэффициент, определяющий поправ- ку за счет охлажденных концов, Т",= (1/„+ п(1Ц, — пЫ~,,)/(~+ пЩ) 1.2, Распределение температуры длине катода Рис.
31.3. Закрепление петпевото ка- тода Т,к Тэ ат Рис. 31.4. Карбидированныа катод ре- шетчатой конструкции тее 1,г Ю-з И„/М,). (31.17) (31.18) Пк = 7 /Уэ. (31.13) (31.19) Ри ~н с'и (31.го) (31.15) 1к = 1,13 ° Ю4 и„+ О,21и 1и 374 (31.16) Число охлажденных концов определяется исходя из конструкции катода. Например, для петлевого катода Ч образной формы величина принимается равной трем (рис. 31.3), Гарантийная наработка вольфрамового катода при постоянном напряжении накала может быль определена приближенно по формуле Расчет прямонакалыюго карбидированиого катода приближенно может быть произведен с учетом рабочей температуры Т = 2000 К и 30%-ного карбидирования.
Эффективность карбндированного катода при выбранной температуре может быть принята равной 0,040-0,070 А/Вт. Для упрощения расчета будем считать катод идеальным. Тогда можно получить следующие расчетные формулы: для мощности накала Р„= 1,/Н; длл тока накала Уи к Р„/Б„, Диаметр катода прн заданном токе накала Хи определяется из (31.6) . В (31.6) ток накала единичного катода прн Т = 2000 К равен 1022 А/смэ'г. Поэтому диаметр катода, см, з ы = чГ ьй2~ Сопротивление катода 1э 71 1 /72 (31.14) где Лг — сопротивление единичного карбидированного катода при Т = =2000К, Я,=88 1040м ° см.
Из (31.14) определяют длину катода, полагая Я„= У„/7„, ((7/7 Д ),7 г При расчете реального катода вводят поправку на напряжение пака. ла тгс1 Для температуры 2000 К поправка на каждьй охлажденный конец равна 0,21 В. Длина реального катода, см, с учетом поправки При вычислении 1„в (31.16) следует подставить Ц, — в вольтах, ток накала — в амперах, диаметр катода — в сантиметрах. Расчет и конструирование геометрии карбцаатрованного катода решетчатой конструкции (рис.
31.4) по заданным току эмиссии 1э, тем. пературе Тк, 30%-ному карбиднрованию, напряжению накала У„сводится к определению тока, мощности накала и рабочей поверхности одной нити катода, количества нитей, угла их наклона, диаметра и высоты. Последовательность расчета. По заданной температуре Тк, удельной эмиссии и, используя данные табл. 31.2, определяют мощность накала, Вт, 1 и ээ/~ и площадь рабочей поверхности катода, см, Задают диаметр проволоки катода и угол наклона нити: с(к = 0,01 4 0,5 мм и а = 30+60 . Ток накала и мощность накала на одну нить вычисляют по формулам: 7„= 32,3~7 312; длина нити накала 1, рабочая площадь поверхности одной нити Ц„и количество нитей катода определяют соответственно из выраже- 1к = 1076(Рн/с1к) Пк = Мк1к ЛГ = Пк/Пк Количество нитей, образующих ткань катода, должно быть не ме- нее 20 — 60.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
