Vifaa vya kisasa vya utupu wa kielektroniki vinatokana na mvumbuzi Mmarekani Thomas Edison. Ni yeye aliyetengeneza njia ya kwanza yenye mafanikio ya kuangaza, kwa kutumia balbu ya umeme kwa hili.
Historia ya taa
Kwa sasa, ni vigumu kuamini kuwa umeme haukuwepo katika vipindi vyote vya kihistoria. Taa za kwanza za taa za incandescent zilionekana tu mwishoni mwa karne ya kumi na tisa. Edison aliweza kuunda mfano wa balbu ya mwanga, ambayo kaboni, platinamu, na nyuzi za mianzi zilipatikana. Ni mwanasayansi huyu ambaye anaitwa kwa usahihi "baba" wa taa ya kisasa ya umeme. Alirahisisha mzunguko wa balbu ya mwanga, akapunguza kwa kiasi kikubwa gharama ya uzalishaji. Matokeo yake, si gesi, lakini taa za umeme zilionekana mitaani, na vifaa vipya vya taa vilianza kuitwa taa za Edison. Thomas alifanya kazi katika kuboresha uvumbuzi wake kwa muda mrefu, kwa sababu hiyo, matumizi ya mishumaa ikawa kipimo kisicho na faida.
Kanuni ya kufanya kazi
Balbu za incandescent za Edison zina kifaa gani? Kila kifaa kina mwilifilamenti, balbu ya kioo, mawasiliano kuu, electrodes, msingi. Kila moja ina madhumuni yake ya utendaji.
Kiini cha kifaa hiki ni kama ifuatavyo. Kifaa cha kupokanzwa kinapokanzwa kwa nguvu na mkondo wa chembe zinazochajiwa, nishati ya umeme hubadilishwa kuwa fomu ya mwanga.
Ili mionzi iweze kuonekana kwa jicho la mwanadamu, ni muhimu kufikia joto la angalau nyuzi 580.
Miongoni mwa metali, tungsten ina sehemu ya juu zaidi ya kuyeyuka, kwa hivyo chombo cha kupasha joto hutengenezwa kutokana nayo. Ili kupunguza sauti, waya ilianza kuwekwa katika mfumo wa ond.
Licha ya upinzani wa juu wa kemikali wa tungsten, kwa ulinzi wake wa juu dhidi ya mchakato wa kutu, mwili wa filamenti huwekwa kwenye chombo cha kioo kilichofungwa, ambacho hewa ilitolewa hapo awali. Badala yake, gesi ya ajizi hupigwa ndani ya chupa, ambayo huzuia waya wa tungsten kuingia kwenye athari za oxidation. Gesi ya ajizi inayotumika sana ni argon, wakati mwingine nitrojeni au kryptoni hutumiwa.
Kiini cha uvumbuzi wa Edison ni kwamba uvukizi unaotokea wakati wa joto la muda mrefu la chuma huzuiwa na shinikizo linaloundwa na gesi ya ajizi.
Vipengele vya taa
Kuna taa tofauti tofauti ambazo zimeundwa kuangaza eneo kubwa. Kipengele cha uvumbuzi wa Edison ni uwezo wa kurekebisha nguvu za kifaa hiki, kwa kuzingatia eneo lenye mwanga.
Watengenezaji hutoa aina tofauti za taa, tofauti katika maisha ya huduma, saizi, nguvu. Hebu tuzingatie baadhi ya aina za vifaa hivi vya umeme.
Mirija ya utupu inayojulikana zaidi ni LON. Ni za usafi kabisa na zina maisha ya wastani ya huduma ya saa 1000.
Miongoni mwa mapungufu ya taa za madhumuni ya jumla, tunaangazia ufanisi mdogo. Takriban asilimia 5 ya nishati ya umeme hubadilishwa kuwa mwanga, iliyobaki hutolewa kama joto.
Viangazi
Zina nguvu ya juu kiasi, iliyoundwa ili kuangazia maeneo makubwa. Vifaa vya Electrovacuum vimegawanywa katika vikundi vitatu:
- kadirio ya filamu;
- mataa;
- lengo la jumla.
Chanzo cha mwanga wa projekta hutofautiana katika urefu wa mwili wa filamenti, ina saizi iliyosongamana zaidi, ambayo hukuruhusu kuongeza mwangaza kwa ujumla, kuboresha ulengaji wa mkondo wa mwanga.
Vifaa vya uvacuum vya kioo vina safu ya alumini inayoakisi, muundo tofauti wa balbu.
Sehemu hiyo, ambayo imeundwa kutoa mwanga, imeundwa kwa glasi iliyoganda. Hii inakuwezesha kufanya mwanga laini, kupunguza vivuli tofauti kutoka kwa vitu mbalimbali. Vifaa kama hivyo vya umeme hutumika kwa mwangaza wa mambo ya ndani.
Ndani ya chupa ya halojeni kuna misombo ya bromini au iodini. Kutokana na uwezo wao wa kuhimili joto hadi 3000 K, maisha ya huduma ya taa ni kuhusu masaa 2000. Lakini chanzo hiki cha taa nyeupe pia kina shida zake, kwa mfano,taa ya halojeni, ina uwezo mdogo wa kuhimili umeme inapopozwa.
Vigezo vikuu
Katika taa ya incandescent ya Edison, filamenti ya tungsten imepangwa katika maumbo tofauti. Kwa uendeshaji imara wa kifaa hicho, voltage ya 220 V inahitajika. Kwa wastani, maisha yake ya huduma ni kutoka masaa 3000 hadi 3500. Kwa kuzingatia kwamba joto la rangi ni 2700 K, taa hutoa wigo wa joto nyeupe au njano. Hivi sasa, taa hutolewa kwa ukubwa tofauti wa socles (E14, E27). Ikiwa inataka, unaweza kuchukua taa kwa namna ya pini ya nywele, herringbone, ond kwenye chandelier ya dari au taa ya ukuta.
Uvumbuzi wa Edison umegawanywa katika madarasa tofauti kulingana na idadi ya nyuzi za tungsten. Gharama ya kifaa cha taa, nguvu zake na maisha ya huduma hutegemea kiashirio hiki moja kwa moja.
kanuni ya operesheni ya EVL
Utoaji wa hewa ya joto hujumuisha utoaji wa elektroni na chombo chenye joto cha incandescent hadi kwenye utupu au chombo cha ajizi kilichoundwa ndani ya balbu. Ili kudhibiti mtiririko wa elektroni, uga wa sumaku au umeme hutumiwa.
Mchafu wa Thermionic hukuruhusu kutumia kwa vitendo sifa chanya za mtiririko wa elektroni - kutengeneza, kukuza mitetemo ya umeme ya masafa mbalimbali.
Vipengele vya mirija ya redio
Diodi ya Electrovacuum ndio msingi wa uhandisi wa redio. Kubuni ya taa ina electrodes mbili (cathode na anode), gridi ya taifa. Cathode hutoa chafu, kwa hili safu ya tungsten inafunikwa na bariamu au thorium. Anode inafanywa kwa namna ya nickel, molybdenum, sahani ya grafiti. Wavuni kitenganishi kati ya electrodes. Wakati maji ya kazi yanapokanzwa, sasa nguvu ya umeme huundwa kutoka kwa chembe zinazohamia kwenye utupu. Vifaa vya Electrovacuum vya aina hii huunda msingi wa uhandisi wa redio. Katika nusu ya pili ya karne iliyopita, mirija ya utupu ilitumika katika nyanja mbalimbali za kiufundi, tasnia ya redio-elektroniki.
Bila wao haikuwezekana kutengeneza redio, televisheni, vifaa maalum, kompyuta.
Maeneo ya maombi
Kwa maendeleo ya uwekaji ala wa usahihi, vifaa vya elektroniki vya redio, taa hizi zimepoteza umuhimu wake, zimeacha kutumika kwa kiwango kikubwa.
Lakini hata sasa kuna maeneo kama haya ya viwanda ambayo yanahitaji EVL, kwa sababu ni taa ya utupu tu ndiyo inayoweza kuhakikisha utendaji wa kifaa kulingana na vigezo vilivyoainishwa, katika mazingira fulani.
EVL ni ya manufaa mahususi kwa tata ya kijeshi na viwanda, kwa kuwa ni mirija ya utupu ambayo hutofautishwa na kuongezeka kwa upinzani dhidi ya msukumo wa sumakuumeme.
Kifaa kimoja cha kijeshi kinaweza kuwa na hadi EVL mia moja. Nyenzo nyingi za semiconductor, REC haiwezi kufanya kazi na mionzi iliyoongezeka, na pia katika hali ya asili ya utupu (katika nafasi).
EVL husaidia kuboresha uaminifu na uimara wa setilaiti na roketi za angani.
Hitimisho
Katika vifaa vya utupu wa kielektroniki vinavyoruhusu kuzalisha, kukuza, kubadilisha nishati ya sumakuumeme, nafasi ya kufanyia kazi huwa huru kabisa kutokana na hewa,imelindwa dhidi ya anga na ganda lisilopenyeka.
Ugunduzi wa utoaji wa hewa joto ulichangia kuundwa kwa taa rahisi ya elektrodi mbili iitwayo diode ya utupu.
Ikiunganishwa kwenye saketi ya umeme, mkondo wa maji huonekana ndani ya kifaa. Wakati polarity ya mabadiliko ya voltage, hupotea, na bila kujali jinsi cathode ni moto. Kwa kudumisha thamani ya mara kwa mara ya joto la cathode yenye joto, iliwezekana kuanzisha uhusiano wa moja kwa moja kati ya voltage ya anode na nguvu za sasa. Matokeo yaliyopatikana yalitumika katika uundaji wa vifaa vya kielektroniki vya utupu.
Kwa mfano, triode ni bomba la utupu lenye elektrodi tatu: anode, cathode ya thermionic, gridi ya kudhibiti.
Zilikuwa triode ambazo zilikua kifaa cha kwanza kutumika kukuza mawimbi ya umeme mwanzoni mwa karne iliyopita. Kwa sasa, triodes zimebadilishwa na transistors za semiconductor. Triode za utupu hutumiwa tu katika maeneo ambayo ni muhimu kubadilisha mawimbi yenye nguvu na idadi ndogo ya vipengele vinavyofanya kazi, na uzito na vipimo vinaweza kupuuzwa.
Mirija ya redio yenye nguvu inalinganishwa na transistors katika suala la utendakazi, kutegemewa, lakini maisha yao ya huduma ni mafupi zaidi. Katika sehemu tatu za nishati ya chini, joto nyingi huenda kwenye nishati ya kuteleza inayotumiwa, wakati mwingine thamani yake hufikia 50%.
Tetrodes ni taa ya kielektroniki ya gridi mbili, ambayo imeundwa ili kuongeza nguvu na voltage ya umeme.ishara. Vifaa hivi vina faida kubwa ikilinganishwa na triode. Vipengele kama hivyo vya usanifu hurahisisha kutumia tetrodi ili kuongeza masafa ya chini katika televisheni, vipokezi na vifaa vingine vya redio.
Wateja hutumia taa za incandescent, ambapo mwili wa filamenti ni nyuzi au waya wa tungsten. Vifaa hivi vina nguvu ya 25 hadi 100 W, maisha yao ya huduma ni masaa 2500-3000. Wazalishaji hutoa taa na besi tofauti, maumbo, ukubwa, hivyo unaweza kuchagua chaguo la taa, kwa kuzingatia sifa za kifaa cha taa, eneo la chumba.
