Е. М. Красовский
В предлагаемой вниманию читателя статье автор рассматривает условия, обеспечивающие возможно наиболее продолжительный срок службы катодных ламп типа Р—5 и "Микро", и останавливается на выборе электрических единиц, характеризующих нормальный режим ламп.
Радиолюбительство в СССР вступает во вторую стадию своего развития. Стремление улучшить качество приемных устройств побудило любителей перейти от детекторных приемников к более совершенным — ламповым.
Главным тормозом к внедрению их в радиолюбительскую практику является относительная дороговизна ламп и сравнительно короткий срок их службы. Поэтому, по нашему мнению, своевременно поднять вопрос о наиболее рациональном их использовании в отношении срока службы.
Рассматривая устройство лампы, нетрудно притти к заключению, что смерть лампы может, главным образом, произойти от двух причин:
Случайного пережога нити накала от неосторожности экспериментатора или неправильно собранной схемы.
Нормального режима лампы, в силу чего срок ее службы значительно уменьшается.
В настоящей статье мы не будем вовсе останавливаться на первой причине, предполагая, что читателю общеизвестен способ включения ламп. Можно почти на 90% устранить случайный пережог, если включение батарей начинать с низкого напряжения, проверить накал, а далее переходить к высокому.
Что же касается ненормального режима, то на этом вопросе мы остановимся несколько подробнее.
Катодные лампы, выпускаемые заводом на рынок, всегда снабжаются этикеткой с указанием нормального тока и напряжения накала, а также напряжения анодной батареи. Так, для лампы типа Р—5 нормальное напряжение накала
En = 3,8 в.
ток накала In = 0,5 а.
напряж. на аноде Ea = 60, 80 в.
для лампы типа "Микро" En = 3,6 в.
In = 0,065 а.
Ea = 40, 80 в.
При указанных электрических величинах завод гарантирует срок горения для лампы типа Р—5 — 400 часов и "Микро" — 900 часов. 1).
Из свойств каждого из рассматриваемых типов ламп читатель, при пользовании приведенными данными, должен иметь в виду нижеследующее:
Источником электронного изучения в ней является накаленная весьма тонкая вольфрамовая нить, чем выше температура накала нити, тем большее количество электронов излучается с ее поверхности. Характерно, что это излучение не пропорционально температуре и делается энергичным лишь при относительно большей ее величине. Нормально она достигает 2000° или несколько больше (белый накал). В процессе электронного излучения при столь высокой температуре происходит одновременное распыление материала нити, в силу чего она постепенно утоньшается. Это обстоятельство весьма существенно и вот почему: с уменьшением диаметра нити сопротивление ее увеличится и при указанном нормальном токе накала температура ее увеличится еще более, в силу чего одновременно возрастет распыление и, следовательно, дальнейшее утоньшение нити. Короче говоря, поддерживая нормальный ток в лампе (а это чаще и делают на практике), мы искусственно понижаем срок ее службы за счет ее перекала. Исследования Лэнгмюра показало, что при увеличении тока накала всего на 0,05 ам. выше нормального, — срок службы лампы резко понижается (до 100—200 часов). Это ясно видно из приведенного графика 1.
Отсюда следует сделать следующий вывод:
В целях обеспечения работы нити при нормальной температуре, следует отказаться от поддержания нормального тока накала, так как это справедливо лишь на сравнительно короткий промежуток времени.
Второй фактор, характеризующий нормальный режим накала, т.-е. напряжение на концах нити Е0, лишен этого недостатка, так как, поддерживая постоянство напряжения на зажимах нити, мы тем самым регулируем ток, проходящий через нее. Легко сообразить, что при этих условиях увеличение сопротивления нити, в результате ее распыления, автоматически понижает ток в ее цепи (график 2). Само собой понятно, что температура накала остается той же 2).
Что касается анодного режима, то здесь можно добавить, что анодное напряжение безопасно может быть увеличено до 160 в. и это не отзовется на сроке ее службы.
В основу при конструировании этой лампы (ее иногда называют темной лампой) положен несколько иной принцип. В состав вольфрамовой нити при ее фабрикации вводится в небольшом количестве торий.
Последний относится к категории редких щелочно земельных металлов и обладает свойством излучать электроны даже при обычной температуре. Будучи подогрет, он излучает значительно большее их количество, причем одновременно с излучением электронов растет способность его испарения. Таким образом, рассматривая торированную нить в целом, следует иметь в виду, что с повышением температуры накала одновременно возрастает испарение тория с ее поверхности. Это следует иметь в виду, так как этот фактор ограничивает возможность произвольного увеличения температуры накала. Из изложенного можно притти к следующему выводу: "Излучение электронов торированной нитью происходит лишь с ториевого слоя, сама же нить, накал которой бывает лишь слабо красного каления, не участвует в этом процессе и играет вспомогательную роль".
Из этих свойств торированной нити опять-таки можно притти к следующему заключению: нет оснований опасаться распыления материала вольфрамовой нити (не тория) при столь низкой температуре, поэтому нормальный ток накала справедлив до самого конца службы лампы.
В таком случае смерть лампы определяется не моментом перегорания нити, а израсходованием запаса в ней тория. Последний, будучи распределен в толще нити, одновременно с испарением с ее поверхности, постепенно пополняет эту убыль, перемещаясь из внутренних слоев. Но нужно иметь в виду, что диффузия 3) тория происходит весьма медленно, поэтому: при случайном резком повышении температуры накала поверхность нити может мгновенно откатиться от тория и, очевидно, при столь низкой температуре ее накала получение электронов прекратится. В таком случае говорят, что лампа потеряла торий. Читателю ясно, что такую лампу возможно восстановить лишь в том случае, если удастся извлечь торий вновь на поверхность нити. В этом отношении мы рекомендуем ему поставить лампу под пониженный накал часов на 6, после чего под нормальный — в продолжении 3 часов, предполагая, что цепь анода находится под нагрузкой. Указанная манипуляция способствует постепенному восстановлению ториевого слоя на поверхности нити. Совершенно очевидно, что если запас тория исчерпан, то лампа непригодна к дальнейшему использованию, на что мы и указывали ранее.
Из изложенного и следует в отношении ламп "Микро" соблюдать точно указанный нормальный режим накала; это гарантирует от указанных выше последствий.
Не менее важное значение имеет анодный режим. Следует, вообще говоря, избегать повышения анодного напряжения выше установленных норм, так как электростатистическое притяжение его способствует испарению электронного слоя.
1) Ввиду неоднородности ламп при их фабрикации, возможны отклонения в ту или другую сторону до 20%.
(назад)
2) Так как количество выделяемого тепла пропорционально Iн2Rн и с уменьшением Iн возрастает Rн.
(назад)
3) Перемещение молекулярных частиц.
(назад)