Техника - молодёжи 1950-07, страница 27

ПОЛБ УПРАВЛЯЕТ ТОКОМ

Чтобы управлять электронным потоком, ставят третий электрод между катодом и анодом — так называемую сетку. На сетку подают небольшой отрицательный потенциал относительно катода.

Теперь на пути электронов возник потенциальный «гребень» и, как плотина, преградил их поток.

Если увеличить отрицательное напряжение на сетке, гребень поднимется вверх, поток электронов уменьшится, и если он вовсе иссякнет, говорят; «лампа заперта».

Но вот сетка получает отрицательное напряжение значительного потенциала, который электроны пробить не могут. Электронна^ лампа прекращает свою работу — сетка «заперла» лампу. Если мы представим это положение с помощью геометрических образов, мы получим горку, окруженную зубчатым барьером, достаточно высоким для того, чтобы электроны не смогли преодолеть его.

измеряют ее в вольтах. Это не чт иное, как работа, необходимая для перемещения одного кулона от точки более низкого потенциала к точке более высокого. Все сказанное о потенциальном поле поясним на простой модели.

Представьте себе рельеф, -твердую поверхность, высота которой над некоторой плоскостью в известном масштабе равна потенциалу поля в данной точке этой плоскости. Если на такую поверхность положить шарик, он покатится от точки более высокого потенциала к более низкому. При этом потенциальная энергия шарика будет уменьшаться, превращаясь в кинетическую, причем в каждой точке она может быть измерена его высотой над плоскостью, то-есть потенциалом.

Вот так же движутся электроны и другие заряженные частицы в электрическом поле. Можно представить себе, что в электронных приборах Заряды как бы скатываются с «потенциальных гор», созданных в пространстве электродами и размещенными нз них зарядами.

С помощью рельефной модели поля можно очень просто и наглядно объяснить действие всех электронных приборов. Конструкция их различна в зависимости от назначения, но во всех имеются три основных элемента: сосуд, из которого откачан воздух; катод — обычно раскаленная проволочка или пластинка, испаряющая со своей поверхности электроны; другие электроды — металлические пластинки или сетки, с помощью которых электронный поток формируется, изменяется по величине и принимается.

Когда с катода улетают электроны, он получает некоторый положительный заряд и вокруг него образуется потенциальная ямка, в которую электроны «скатываются». Глубина ее тем больше, чем большее количество электронов уходит с катода, а оно пропорционально скорости испарения электронов.

При этом на электроды, расположенные вдали, электроны почти не попадают, го-есть ток не течет через электронную лампу, пока не подано анодное напряжение. Но стоит только присоединить к электроду-аноду плюс батареи, соединенной своим минусом с катодом, и картина поля резко изменится. Рельеф перекосится о сторону анода, ямка наклонится, и электроны «польются» из нее на анод.

Чем выше напряжение между анодом и катодом, тем большее число электронов переливается через барьер; иными словами, анодный ток растет.

Наконец катодная ямка вовсе исчезает — все "выделившиеся электроны мчатся на аиод, ток уже не зависит от напряжения. Тогда радиотехники говорят: «лампа вошла в режим насыщения» или: «достигнут ток насыщения..»»

Будем быстро менять потенциал сетки. Гребень — «электронная плотина» — станет подыматься и опускаться. Электроны потекут через него к аноду то <в большем, то в меньшем количестве.

При этом малые колебания сеточного напряжения способны вызвать значительное изменение анодного тока. Если в анодную цепь включить сопротивление — нагрузку, то изменения напряжения на нем будут в десятки и сотки раз больше соответствующих изменений напряжения между сеткой и катодом. Так работает ламповый усилитель — основное звено всех электронных схем, используемое почти во вс^х областях современной науки и техники.

Ничтожные токи, которые возникают «в антенне под действием радиосигналов, с помощью ламповых усилителей превращаются в колебания несравненно более сильного тока, достаточного для того, чтобы заставить звучать репродуктор. Под действием слабых сигналов контроля или управления электронные приборы производят переключение мощных электроцепей.

Ламповый усилитель является незаменимым прибором при исследовании различных процессов » физике, химии, биологии. Достаточно упомянуть об изучении токов головного мозга, исследовании радиоактивных излучений и космических лучей.

Если часть напряжения с нагрузки в анодной цепи ©новь подать на его вход — сетку усилителя, этого может оказаться достаточно, чтобы поддерживать непрерывные колебания анодного тока. Таков простейший генератор радиосигналов. Нужно только в качестве нагрузки © анодной цепи взять не простое сопротивление, а колебательный контур, состоящий из конденсатора и катушки индуктивности, © котором электрический ток может колебаться с определенной частотой.

На первый взгляд такое устройство, в котором колебания тока сами себя поддерживают и еще излучают энергию радиосигналов в пространство, напоминает «вечный двигатель». Легко показать, насколько это далеко от действительности. Здесь лишь энергия источника питания — батареи или сети — преобразуется в энергию колебаний.

Применение генераторов почти столь же обширно, как и применение усилителей» Передатчики радиоволк, радиолокационных и телевизионных сигналов, генераторы стандартной частоты, высокочастотная закалка деталей, высокочастотный нагрев, (высокочастотные сушилки, генераторы ультразвуков— вот далеко не полный перечень областей применения ламповых генераторов.

КАКОВ ПРЕДЕЛ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ?

Каковы же самые быстрые колебания тока, которые может создавать генератор и усиливать усилитель? Мы уже знаем, что электроны пролетают расстояние

(Продолжение см. на стр. 32)

Слабые сигналы переменного напряжения между сеткой и катодом лампы вызывают сильные изменения анодного тока. Он, в свою очередь, вызывает в сотню раз большие колебания напряжения на сопротивлении нагрузки. На рисунке 9 показано истинное направление тока, то-есть направление движения электронов,

а не техническое.