|
| |
|
Az elektroncső működése.
Mi történik akkor, ha az áramforrást fordítva kapcsoljuk az áramkörbe úgy, hogy az izzószálhoz a pozitív, a fémlemezhez a negatív pólusa kapcsolódjon? Ebben az esetben természetesen nem folyik áram. A negatív töltésű fémlemez nem vonzza magához az izzószálból kilépett elektronokat. A hideg fémlemezből nem fognak elektronok kilépni, tehát a légüres burában nem folyik áram. A fentebb leírt szerkezet már egy elektroncső, mégpedig a dióda leírása. A diódában két elektróda található. Az egyik elektróda az anód, mely az áram forrás pozitív sarkával van összekötve, és a katód, amely a negatívval. A dióda gyakran alkalmazott alkatrésze az elektronikának. Láttuk az előbb, hogy az áram csak egy irányban tud folyni a katódtól az anód felé. Ezért a dióda egyenirányításra használható. A dióda gyakorlati megvalósítása csak annyiban szokott a fentebb leírtaktól eltérni, hogy a katódot kétféleképpen alakíthatják ki. Ha végig gondoljuk beláthatjuk, hogy az izzításhoz használt áramforrás képes befolyásolni a kilépő elektronok eloszlását a katód felületén. Ezért később kifejlesztették a közvetett fűtésű katódot, amely az izzószál felöltöztetését jelentette, azaz belehúzták egy csőbe. Ez a cső aztán egyenletesen izzítva egész felületén közel azonos mennyiségű elektront képes kiléptetni. Ennek a megoldásnak további előnye a váltakozó áramú fűtés estén a periodikusan váltakozó hőmérsékletű katód váltakozó emissziós képességének csökkentése. A fentebb leírt pusztán izzószálat használó megoldás a közvetlen fűtésű katód. A közvetett fűtésű megoldásnál a katód anyaga leggyakrabban nikkel alapra felvitt báriumoxidot használnak, amelyet volfrám fűtőszállal hevítenek. Némely nagyteljesítményű elektroncsőben az anód megoldása is érdekessé válhat. Magát az anód lemezt a becsapódó elektronok melegítik. A melegítés nagy teljesítményű elektroncsövek esetén olyan mértékű is lehet, hogy az anód lemez hűtéséről a lemezből kialakított hűtő fülek már nem képesek fedezni a hűtést, szükségessé tehetik a levegő, illetve vízhűtés használatát is.
|
Edison, aki az első gyakorlatilag is használható izzólámpát készítette és az izzólámpa tömeges gyártásának a módszereit is kidolgozta, egyszer érdekes jelenségre lett figyelmes. Izzóval végzett kísérletei során, az izzószálon kívül még egy, kivezetéssel ellátott fémlemezt forrasztott az üvegburába. Azt tapasztalta, hogy ha az izzószál és a fémlemez közé feszültségforrást kapcsol, azon áram folyik annak ellenére, hogy látszólag nincs zárt áramkör. Az izzószál és a fémlemez nincsenek egymással összekötve, a burán belül. A kettő között nincsen semmi, még csak levegő sem. Arra sem lehet gondolni, hogy esetleg a levegő vezeti az áramot. Azt is észrevette Edison, hogy ez az áram csak akkor folyik, ha a lámpa izzószála izzik. Ezt a jelenséget később Edison jelenségnek nevezték.
Az izzószálként használt fémszál belsejében szabad elektronok vannak. A fémszál belső energiája megnő az izzítás hatására olyannyira, hogy a belsejében található szabad elektronok az izzó fémszálat, mintegy elektron felhővel veszik körül. A bura belsejében vákuum található így a kilépő elektronokat nem gátolja a levegő molekuláival való ütközés. Ezt a jelenséget termikus emissziónak nevezik. Ha az izzószálból kilépő elektronok megfelelő sűrűségűre hizlalták az elektronfelhőt, így annak további gyarapodása megszűnik, hiszen az elektron töltése is negatív. A negatív töltésű elektronfelhővel taszítják egymást és így az mintegy visszaszorította a fémszálba a kilépni kívánó további elektronokat. Mivel azonban egy további fémlemezt is helyeztünk a burába, amire egy feszültség forrás pozitív pólusát kötöttük az elektron felhőnek nincs ideje kialakulni, hiszen a pozitívabb fémlemez mintegy szivattyú vonzza a negatívabb elektronokat magába. A fémlemezről az elektronok az egyenáramú áramforráson keresztül ismét az izzószálba jutnak, így zárt áramkört kapunk. Az egész áramkörben egyenáram folyik. 
Ha az üvegburába még egy elektródát szerelünk úgy, hogy a katód és az anód közé egy fém hálót készítünk három elektródás elektroncsőhöz jutunk: a 