Характеристики зависимости тока анода и тока сетки от напряжения на аноде

Характеристики зависимости тока анода и тока сетки от напряжения на аноде

Динамические характеристики зависимости тока анода от напряжения на сетке при напряжении источника питания 250 В

3. Выбор типов конструкции электродов

Оставляя прямые концы равные и до места приваривания, получаем длину свиваемой проволоки:

Длину спирали берем несколько короче катодной трубки:

Внутренний диаметр катода трубки равен:

где 0,05 - толщина стенки катода.

Диаметр спирали подогревателя определим по формуле:

Определим шаг навивки спирали подогревателя:

условие выполняется:

полный расход проволоки составит:

.

4.3 Расчет межэлектродных расстояний и сетки

Расстояние сетка - катод можно определить из уравнения степени 3/2, которое для плоских электродов записывается в следующем виде:

Где

- анодный ток равный 35 мА

активная поверхность анода

- расстояние сетка катод

- напряжение на аноде = 300 А

- напряжение на сетке = -6 А

- контактная разность потенциалов (0,8 В)

- коэффициент усиления. = 35

Далее рассчитываем расстояние сетка - катод:

;

По конструкции сетки бывают: навитые из проволоки по спирали, стержневые сетки из проволочной ткани. Навитые сетки применяют в приемно - усилительных лампах и генераторных лампах малой и средней мощности. Данный вид сетки выбран для проекта.

Материалы для сеток. В современных трубках для сеток используется марганцовистый никель.

Траверсы. Они используются для обеспечения механической прочности сетки. Они изготавливаются из никеля, меди и ее сплавов с серебром и хромом. Траверсы не должны по возможности располагаться на пути основного потока электронов с катода на анод. Диаметр траверса - 1 мм;

К конструкции сетки предъявляют определенные требования.

1) постоянство расстояния сетка - катод.

2) однородность поля у каждой сетки, которая обеспечивает высокую крутизну и низкий уровень шумов.

3) хорошая формоустойчивость сетки при высокой температуре.

4) для уменьшения микрофонного эффекта, следует увеличивать диаметр проволоки сетки и диаметр траверсы. По форме сетки бывают: круглые, плоские, эллиптические, овальные. Из-за плохой формоустойчивости круглые сетки практически не применяются. Для нашей лампы выбираем овальную форму сетки. Во избежании островкового эффекта шаг навивки делают меньше расстояние сетка и катод. С целью получения наибольших значений крутизны ламп соблюдают следующее.

=0,0134 см.

Диаметр навивочной проволоки сетки выбирается по возможности маленький. Однако, по мере уменьшения диаметра проволоки не только уменьшается механическая прочность сетки, но и удорожается сам процесс производства. В связи с этим рекомендуется использовать для навивки сетки проволоку диаметром не более 50 мкм=0,05 мм.

Расстояние сетка - анод определяется по формуле Оленфорда:

;

- коэффициент усиления лампы.

- расстояние сетка - анод

- шаг навивки сетки

- функции коэффициента заполнения сетки

Используя рассчитанные данные находим расстояние сетка - анод:

Диаметр сетки:

4.4 Расчет анода

Расчет, конструкция и материал анода определяются следующими факторами:

1) заданными параметрами (коэффициентом усиления и токораспределения)

2) мощностью, которую рассеивает анод.

Мощность, рассеиваемая анодом, складывается из мощности выделяемой на аноде потоком падающих электронов, и мощности поглощаемого анодом излучения с катода и других элементов.

Выделяемая на аноде мощность лишь частично отводится по его держателям за счет их теплопроводности. В основном она рассеивается анодом в окружающее пространство путем излучения или отводится с помощью принудительного охлаждения.

Материалы для анодов с охлаждением за счет теплового излучения.

Для таких анодов используют материалы, обладающие достаточно большим интегральным коэффициентом излучения или определенной или удельной мощностью излучения. С целью повышения коэффициента излучения поверхность металлов, применяемых для изготовления анодов изготавливают шероховатой или наносят на неё покрытие повышающее коэффициент излучения до 0,9-0,95, что приближается к коэффициенту излучения абсолютно черного тела.

Основные материалы применяемые для изготовления анодов: никель, никелированная сталь, тантал, графит, алюминированное железо, а так же никель и цирконий.

Для изготовления анодов приемно - усилительных ламп широко применяется никель, который поддается механической обработке. Однако никель обладает довольно низким коэффициентом излучения. Поэтому поверхность анодов либо матируют, либо, что на много эффективнее, покрывают черным веществом.

В качестве материала рассчитываемого анода выбираем никель, покрытый окисью титана, что позволяет получить коэффициент теплового излучения порядка 0,7 - 0,8.

Зависимость удельной мощности теплового излучения от температуры выбранного материала анода приведена на рисунке 1.

Предельная рабочая температура определяется не только свойствами материала, из которого изготовлен анод, но так же и видом катода применяемого в данной лампе, так как тепловое излучение анода приводит к дополнительному нагреву катода.

Перегрев за счет теплового излучения анода особенно опасен для оксидного катода.

На рисунке 2 приведена зависимость катода от температуры анода, откуда видно, что температура анода не должна превышать при наличии оксидного катода 700К или 400-450С. Реальный перегрев катода за счет излучения с анода будет значительно меньше при открытых конструкциях анодов. Для увеличения поверхности охлаждения анода применяют ребра, располагаемые в местах наиболее интенсивного нагрева анода.

Рис. 1. Удельная мощность излучения для различных материалов и покрытий

1 - абсолютно черное тело; 2-сажевое покрытие на никеле; 3-средняя кривая для чернения углеродом; 4-графит; 5-никель, матированный пескоструйкой; 6-никель гладкий; 7-титан; 8-вольфрам; 9-молибден и ниобий.

Рис. 2. Зависимость температуры катода от температуры анода

Расчет анода, охлаждаемого тепловым излучением.

Полная мощность, рассеиваемая анодом складывается из мощности, выделяемой на аноде за счет анодного тока и поглощаемой анодом мощности излучения катода:

- ток и напряжение накала

- ток и напряжение анода

- доля мощности накала, поглощаемая внутренней поверхностью анода.

Рис. 3

На рисунке 3 приведена зависимость коэффициента от геометрических размеров лампы,

где - активная длина системы электродов, принятая простоты равной длине анода или катода, - расстояние между катодом и анодом.

 - диаметр анода.

Исходя из рисунка 3 следует, что

По формулам приведенным выше можно рассчитать полную мощность рассеиваемую анодом двухэлектронной лампы:

Мощность равная , выделяется на участках анода, расположенных непосредственно против катода. Основная часть мощности излучения с катода так же попадает на эти участки. Поэтому, фактически вся мощность рассеивается эффективной поверхностью анода. Однако соседние участки анода отводят часть тепла за счет теплопроводности и реальная температура эффективной части анода будет меньше расчетной.

Для приблизительного учета доли мощности накала, нагревающей анод, а так же мощности, излучаемой наружу внутренней поверхностью анода можно воспользоваться формулой:

Где

- удельная мощность излучения, которую находим из рисунков 1 и 2.

Рис. 4

,

где

Из рисунка 4 видно, что соответствует

Для плоских анодов введение равномерно и густо расположенных ребер, как показывают расчеты не увеличивает мощности излучаемой анодом. Если на каждой плоскости анода поместить по одному ребру или же ребра достаточно далеко стоят друг от друга, то можно к эффективной поверхности добавить еще обе боковые поверхности каждого ребра.

4.5 Тепловой расчет баллона

Мощность рассеиваемая, складывается для триода из мощности, выделяемой на аноде анодным током, и полно мощностью накала.

Предполагается, что эта мощность излучается сквозь трубку на участке равном длине системы электродов, тогда рабочая поверхность баллона составит

Где - диаметр баллона

- длина системы электродов

Средняя удельная мощность рассеиваемая баллоном, определяется как отношение полной рассеиваемой мощности к рабочей поверхности баллона

Максимальное значение удельной мощности, разрешенное для данной категории составляет 0,63 .

Максимальная температура баллона - 255.

Заключение

Целью курсового проектирования было - обобщение и закрепление знаний, полученных по дисциплине «Вакуумные и плазменные приборы и устройства», приобретение практических навыков, ознакомление с реальными задачами проектирования электронно-лучевых трубок и методами их решения.

В результате выполнения курсового проекта были получены следующие параметры:

Список литературы

1. Царев Б.М. «Расчет и конструирование электронных ламп» М., 1967 г.

2. Кацман Ю.А. «Электронные лампы: теория, основы расчета и проектирования» М., 1979 г.

3. Кацнельсон Б.В., Ларионов А.С. «Отечественные приемно-усилительные лампы и их зарубежные аналоги.» М., 1974 г.

4. Власов В.Ф. «Электронные и ионные приборы»

5. Шерстнев Л.Г. «Электронная оптика и электроннолучевые приборы»

6. Соболева Н.А., Белемет А.Е. «Фотоэлектронные приборы»

7. Царев Б.М. «Расчет и конструирование электронных ламп»

Размещено на Allbest.ru