Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972) (1095872), страница 68
Текст из файла (страница 68)
15-8), предназначенной для управления анодным током. Катод тиратроиа окружен металлическим экраном, верхнее отверстие которого закрыто сеткой, имеющей форму диска с отверстиями. Экран исключает возможность возникновения электрического поля между анодом и катодом помимо сетки. Сообщим сетке отрицательный потенциал по отношению к катоду. В этом случае электрическое поле сетки в пространстве между сеткой и катодом будет направлено противоположно основному полю тиратрона и движение электронов между катодом' и анодом замедлится.
Таким образом, для каждого анодиого напряжения существуют такие значения отрицательирго потенциала сетки, прн которыхэлектроны движутся со скоростью, недостаточной для ионизации газа или паров ртути. Уменьшив отрица- тельный потенциал сетки до не Рнс. 1ь.в тнратрон н его которого критического значения, условное оеознеченне. вызываем изменение анодного тока, так же как и в вакуумном триоде (рис. 15-9).
При критическом сеточном напряжении е1„скорость движения электрона становится достаточной для иоинзации газа и происходит зажигание дуги и образование плазмы. Прн этом анодный ток скачком возрастает до величины у„, которая определяется нагрузочным сопротивлением )с, = Я„и напряженнем (l,. 411 С момента зажигания дуги анодный ток не зависит от сеточного напряжения.
Это обьясняется тем, что при горящей дуге сетка покрыта слоем положительных ионов, которые нейтрализуют отрицательные заряды сетки, поэтому она перестает влиять на анодный ток. Для гашения дуги необходимо уменьшить анодное напряжение до значения, близкого к нулю. При неизменном напряжении между сеткой и катодом У, зажигание дуги происходит при некотором анодном напряжении У„ следовательно, изменением напряжения на сетке Рис. 15-9. Аподио-сеточвая ха- рактеристика тиратрор4'с подо- гревиым иатодом.
Рис. 15-10. Пусковая ха- рактеристика и пусковая область тиратроиа. 412 можно регулировать величину анодного напряжения ((l,), при котором зажигается тиратрон. Кривая зависимости у, от напряжения на сетке (г, называется пусковой характеристикой тиратрона (рис. 15-10). При определенном напряжении на сетке .и повышении анодного напряжения зажигание может произойти при напряжении, лежащем в границах от У,,„„„ до У, „,„„так как напряжение зажигания зависит от давления в колбе, темпершпуры окружаюи(ей среды, сопротивления цепи сетки, тока накала и т.
д. Поэтому вместо пусковой характеристики обычно дают пусковую область, ограниченную кривыми У,,„„„ н У,„,„, (рис. 15-10). Для ограничения сеточного тока в цепь сетки включается сопротивление величиной от одного до ста килоом. При работе тнратрона в цепи выпрямителя он в течение ' каждого периода один раз зажигается при положительном анодном напряжении и один раз гаснет при анодном напря- женин, близком к нулю.
Подведем к сетке переменное напряжение У, той же частоты, что и анодное напряжение (l„, но сдвинутое относительно последнего по фазе на угол тр, (рис, 15-11, а). Зажигание произойдет, когда отрицательное сеточное напряжение. уменьшится, а анодное увеличится, так что оба напряжения будут соответствовать точке а (рис. 15-10), лежащей, на пусковой характеристике.
Рис. 15-!1. Кривые напряжения н тока в тиратроне при различных углах сдвига между анодным и сеточным иапражением. Изменив фазу 'сеточного напряжения, можно изменить. момент зажигании тиратрона (точка б на рис. 15-10). Таким образом, можно регулировать продолжительность прохождения-анодного тока в течение периода, т. е. регулировать среднее значение тока и напряжения (рис.
15-11, б). Тиратроны применяются в цепях переменного тока с частотой не более 1 — 10 кГц, так как при большей частоте заряд' у сетки не успевает рассасываться и управление тиратроном становится невозможным. Тиратроны применяются в выпрямителях, преобразователях постоянного тока в переменный, автоматике н теле- механике и т. д. та-3. Приборы с тяеюм)мм разрядом а) Наоновая лампа В большинстве индикаторов используется катодное свечение газа, возникаюшее в результате преобразования электрической энергии. Для получения достаточно хорошего свечения баллоны индикаторов заполняются неоном или неоном с п)тимееаю 413 аргона прн давлении 2 500 — 4 000 Па (20 — 30 мм рт.
ст.). Поэтому световые индикаторы часто называются неоновыми сигнальными лампами. Световые индикаторы изготовляются двухэлектродными или многоэлектродными, последние называются также цифровыми лампами, так как их катодам придается форма цифр. У двухэлектродных индикаторов, предназначенных для цепей переменного тока, электроды делаются одинаковыми, например в виде дисков; у индикаторов для цепей постоянного тока катодам придают разную форму. а) б) Рнс. 15Л2.
Световые индикаторы — неоновые лампы. Малогабаритные индикаторы типа ТН-0,2 и ТН-0„3 (рис. 15-12) предназначены для питания от источника постоянного напряжения. Мощность их составляет доли ватта. Анод индикатора типа ТН-0,2 (рис. 15-12, а) имеет форму кольца, катод — форму диска с оксидным покрытием.
Анод индикатора типа ТН'-0,3 (рис. 15-12, б) выполнен в виде проволоки диаметром 3 мм. Катод †, цилиндрический с оксидным покрытием. рассмотренные индикаторы применяются в качестве сигнальных ламп. Напряжение зажигания тлеющего разряда всегда несколько выше напряжения горения разряда, поэтому во избежание перегрузок индикаторов последовательно с ними включаются балластные резисторы.
У индикаторов нормальных габаритов, например типа ТН-30, они помещаются в цоколе индикатора, у малогабаритных индикаторов они внешние. Цифровые индикаторы или цифровые лампы позволяют непосредственно производить визуальный отсчет численных значений контролируемой величины. В цифровой лампе (рис. 15-13, а) размещается десять проволочных (вольфрамовых) катодов, соответствующих цифрам десятичного ряда 0 — 9. Анод в виде тонкой сетки (рис.
15-13, б) расположен перед катодами. Он связан электрически с боковым экраном, окружающим катоды, что Наблюдение Г~"' — г — а — — ат ег/ т(у тра Рис. 15-13. Цифроноа индикатор. и — анешмна вмд ебену: б — вмд е торца; а — расположение электродов. обеспечивает примерно одинаковое расстояние между анодом и каждым нз катодов. Порядок расположения катодов (рис. 15-13, в), цифровые значения которых указаны на рисунке справа, обеспечивает минимальное затемнение светящегося в данный момент катода. Включение катодов производится с помощью коммутатора. ! б) Стабнннтрон Приборы тлеющего разряда, предназначенные для стабилизации напряжения, т.
е. для поддержания неизменным напряжения на нагрузке или на определенном участке цепи постоянного тока, называются с т а б и л и- тронами тлеющего разряда нли газор а з р я д н ы м и с т а б и л и т р о н а м и. Стабилитрон имеет стеклянный баллон (рис, 15-14), в котором расположен цилиндрический катод т(, а на оси его проволочный анод А. Баллон заполняется смесью инертных газов аргон — неон, аргон — гелий или другими при давлении 2 500 — 4 000 Па (20 — 30 мм рт.
ст.). Катод выполняется из стали никеля нлн молибдена, с внутренней стороны активируется барием или цезнем для уменьшения работы выхода. Рабочий участок АБВ вольт-амперной характеристики (рис. 15-Б) стабилитрона расположен почти параллельно осн ординат. Стабилитрон включается параллельно нагрузке с сопротивлением )с„ (рис. 15-1б). Последовательно с разветвлен- $ Рнс. 15-14. Стабнлнтрон н его Рнс. 15-15.
Вольт-амнернан харак- условное обозначенке. тернстнка газоразрнлного стабн- Ф лнтрона. ным участком включается балластный резистор с сопротиа- ЛЕНИЕМ )тб Ток в резисторе равный току источника питания 1=1 +1„. Входное напряжение равно сумме падений напряжений на балластном резисторе Уб = 1)сб и на сопротивлении нагрузки (на стабилитроне), — аа т, е. б,1 1л Ь Гааз я Ц„=и,+и„=я,+(1„. Любое, даже довольно значительное изменение входного напряжения вызывает почти Рнс.
15-16. схема стабилизатора такое же изменение на баллас газоразрндным сгабнлнтроном. стном резисторе (АУ„И/б) и незначительное изменение напряжения на стабилитроне, так как последнее вызывает значительное изменение тока в стабилитроне и резисторе ('-~Жб б (уб) При неизменном входном напряжении увеличение тока нагрузки вызывает уменьшение тока в стабилитроне и незначительное изменение напряжения на нагрузке. Работа стабилизатора оценивается к о э ф ф и ц и е нт о м с т а б и л и з а ц и и, который показывает, во сколько раз относительное изменение входного напряжения меньше относительного изменения напряжения на нагрузке ли„„и,„ли„и„ (!5-3) "= ли„~ип = лики.„.