Справочники. Словари. Энциклопедии

 Энциклопедический словарь юного техника

Первые электронные лампы, или радиолампы, как их иногда называют, были очень похожи на свою прародительницу — электрическую лампу накаливания (см. Источники света). Они имели прозрачные стеклянные баллоны такой же формы, а их нити накала ярко светились.

Еще в конце прошлого века известный американский изобретатель Т. А. Эдисон обнаружил, что раскаленная нить обычной лампы испускает, «выбрасывает» большое количество свободных электронов. Это явление, получившее название термоэлектронной эмисссии, широко используется во всех электронных лампах.

Любая электронная лампа представляет собой металлический, стеклянный или керамический баллон, внутри которого укреплены электроды (см. рис.). В баллоне создается сильное разрежение воздуха (вакуум), которое необходимо для того, чтобы газы не мешали движению электронов в лампе и чтобы электроды служили дольше. Во всех электронных лампах обязательно есть катод и анод. В одних лампах роль катода выполняет нить накала, в других нить служит миниатюрной электроплиткой, нагревающей трубчатый катод. Катод — отрицательный электрод — является источником электронов. Анод — положительный электрод — обычно имеет форму цилиндра или коробки без двух стенок, он окружает катод.

Все названия электронных ламп связаны с числом электродов: диод имеет два электрода («диа» в переводе с греческого — «два») триод — три (трио), тетрод — четыре (тетра), пентод — пять (пента) и т.д.

До наших дней остался неизменным принцип действия первой электронной лампы — диода, изобретенного англичанином Флемингом в 1904 г. Основные элементы этой простейшей лампы — катод и анод. Из раскаленного катода вылетают электроны и образуют вокруг него электронное «облако». Если катод соединить с «минусом» источника питания, а на анод подать «плюс», внутри диода возникнет ток (анод начнет притягивать к себе электроны из «облака»). Если же на анод подать «минус», а на катод —«плюс», ток в цепи диода прекратится. Таким образом, в двухэлектрод-ной лампе — диоде ток может идти только в одном направлении — от катода к аноду, т. е. диод обладает односторонней проводимостью тока.

Диод не произвел переворота в радиотехнике: он «умел» лишь выпрямлять переменные токи (см. Электрический ток). Перелом наступил в 1906 г., когда американский инженер Ли де Форест предложил ввести между анодом и катодом лампы диода еще один . электрод — сетку. Появилась новая лампа — триод, неизмеримо расширившая область использования  электронных ламп 

Работа триода, как и всякой электронной лампы, основана на существовании потока электронов между катодом и анодом. Сетка — третий электрод — имеет вид проволочной спирали. Она находится ближе к катоду, чем к аноду. Если на сетку подать небольшое отрицательное напряжение, она будет отталкивать часть электронов, летящих от катода к аноду, и сила анодного тока уменьшится. При большом отрицательном напряжении сетка становится непреодолимым барьером для электронов. Они задерживаются в пространстве между катодом и сеткой, несмотря на то что к катоду приложен «минус», а к аноду —«плюс» источника питания. При положительном напряжении на сетке она будет оказывать помощь аноду: через лампу потечет ток большой силы. Таким образом, подавая различное напряжение на сетку, можно управлять силой анодного тока лампы. Даже незначительные изменения напряжения между сеткой и катодом приведут к значительному изменению силы анодного тока, а следовательно, и к изменению напряжения на нагрузке (например, резисторе), включенной в цепь анода. Если на сетку подать переменное, напряжение, то за счет энергии источника питания лампа усилит это напряжение: Происходит это потому, что при переменном напряжении между сеткой и катодом постоянный ток в нагрузке лампы изменяется в такт с этим напряжением, причем в значительно большей степени, чем изменяется напряжение на сетке. Если этот ток пропустить через фильтр верхних частот (см. Фильтр электрический), то на его выходе потечет переменный ток с большей амплитудой колебаний, а на нагрузке появится большее переменное напряжение.

В    дальнейшем    конструкции    электронных ламп  развивались  очень  быстро — появились лампы, содержащие не одну, а несколько сеток: тетроды (лампы с двумя сетками) и пентоды (лампы с тремя сетками). Они позволили получить большее усиление сигналов.

Триоды, тетроды и пентоды — универсальные электронные лампы. Их применяют для усиления напряжения переменного и постоянного токов, для работы в качестве детекторов и генераторов электрических колебаний.

Широкое распространение получили комбинированные лампы, в баллонах которых имеются по две или даже по три электронные лампы. Комбинированные лампы имеют двойную «фамилию», например: диод-пентод, двойной триод, триод-пентод. Они могут, например, работать в качестве детектора (диод) и одновременно усиливать напряжение (пентод).

Электронные лампы для аппаратуры малой мощности (радиоприемников, телевизоров и т. д.) имеют небольшие размеры. Существуют даже сверхминиатюрные лампы, диаметр которых не превышает толщины карандаша. Полную противоположность миниатюрным лампам представляют лампы, применяемые в мощных усилителях радиоузлов или радиопередатчиках. Эти электронные лампы могут генерировать высокочастотные колебания мощностью в сотни киловатт, а размеры их достигают чуть ли не человеческого роста. Из-за огромного количества выделяющегося тепла приходится применять воздушное или водяное охлаждение этих ламп