10.2 Отклонение электронного луча в кинескопе магнитным полем

На рисунке 14 показан вид на кинескоп сверху; электронный луч от­клоняется по строкам. Здесь представлена часть окружности с цент­ром О₁ (см. рисунок 10.4), векторы V, F(–e). Магнитное поле создается на участке l током в отклоняющих катушках (l – длина катушки). Вектор Н направлен на нас (концы стрелок показаны кружками) и перпенди­кулярен к плоскости рисунка. Линия zz – ось кинескопа. Электроны входят в магнитное поле в точке О со скоростью v, здесь на них дей­ствует сила Лоренца F(–e) и они движутся по окружности с центром О₁ и радиусом R. Пройдя по окружности путь отточки О до точки O₃, в которой магнитное поле отсутствует, электрон отклоняется на угол φ. Из точки O₃ он движется по касательной к окружности и приходит в точку O₄ на экране кинескопа. Точка O₄ удалена от оси zz на расстоя­ние D. Вышеуказанная касательная пересекает ось zz в точке O₂. Магнитное поле ограничено расстоянием l, середина которой удале­на от экрана на расстояние L, где

L = L₁ +0,5l. (10.12)

В области L₁ нет ускоряющего электрического поля (здесь потен­циал равен u_a2 – напряжению на втором аноде). Точка O₂ называется центром отклонения, угол φ – углом отклонения электронного лу­ча от оси zz, величина D – отклонение электронного луча на экране от центра экрана (от оси ММ).

Для рисунка 14 справедливы следующие соотношения:

D = d₁+d₂, (10.13)

d₁ =R-Rcosφ = R(1-cosφ), (10.14)

tgφ =d₂/L₁=D/L, (10.15)

sinφ = l/R; cosφ = , (10.16)

tgφ =sinφ/cosφ = . (10.17)

Отсюда

D = d₁+d₂=R–R . (10.18)

Обычно l<< R, (llR)² << 1; поэтому

D ≡ L_yl/R . (10.19)

Подставив в (10.19) формулу (10.7), получим

D = eHL₁l/(cmV) = eHLI/cmV , (10.20)

так как L₁ = L.

Определим скорость электрона V, входящего в магнитное поле в точке О. Она создается электрическим полем между вторым анодом и катодом электронного прожектора и напряжение на этом участке рав­но u_a2. Энергия электрона, движущегося ко второму аноду (экрану),

mV²/2 = eu_{a2 .} (10.21)

Рисунок 14. Отклонение электронного луча магнитным полем в кинескопе

Отсюда

V = [см/с], (10.22)

где u_a2 – единица потенциала в СГСЭ равна 300 В; е и m даны в (10.3).

Отклоняющая система для кинескопа состоит из двух пар откло­няющих катушек – пара строчных катушек и пара кадровых катушек. Строчные катушки создают отклонение электронного луча по стро­кам (обычно по горизонтали), кадровые - по кадрам (обычно по вер­тикали). Взаимное расположение катушек показано на рисунке 15,а. На рисунке 15,в и рисунке 15,г показаны виды по стрелкам А и Б. Здесь i – ток в катушках, а – изоляционная обертка витков; б и в – торцевые части витков; точки в кружках – торцы сечения витков. Силовые линии рав­номерного (однородного) магнитного поля представляют собой па­раллельные прямые линии и величина Н во всех точках такого поля постоянна. Сила Лоренца F в поле строчных катушек направлена по оси х, в поле кадровых катушек – по оси у (см. рисунок 15).

В [2] приведена формула для определения суммарного числа ампер-витков lw пары отклоняющих катушек для кинескопа:

lw = 2,7(d/l) sinφ, (10.25)

где d – внутренний диаметр магнитопровода (в виде трубы из ферри­та); l-длина отклоняющих катушек (в тех же единицах, что и d; u_a2 – (В). При φ ≤ 30° имеем sin φ ≡ tg φ = D/L из рисунка 10.5 и тогда из (10.25) по­лучим:

lw = 2,7[(Dd/Ll)] sinφ (10.26)

где величины D, d, L и l даются в одинаковых единицах.

Рисунок 15. Расположение отклоняющих катушек на кинескопе

На рисунке 16 показан широкоугольный кинескоп (2φ > 90°), у кото­рого колба состоит из цилиндрической и конической частей. Здесь ОК- пара строчных отклоняющих катушек; d₀ – внутренний диаметр цилиндрической горловины колбы; d₃ и d₄ – минимальный и макси­мальный внутренние диаметры магнитопровода; а – длина цилинд­рической части OK; b – длина проекции на ось zz конической части ОК. Для такой конструкции ОК получим по аналогии с (10.25)

(10.27)

где коэффициент ε = 0,5...0,7 – для седлообразных катушек; ε = 1 –для тороидальных катушек.