Между сеткой и катодом включается ещё один источник Э.Д.С. ЕС. За счёт меньшего расстояния между сеткой и катодом под действием малой величины ЕС возникает и поддерживается вспомогательный тихий разряд (рис .

167). С поступлением на сетку импульса напряжения управления UУ между сеткой и катодом тихий разряд переходит в тлеющий и перебрасывается на анод.

Таким образом, между анодом и катодом возникает тлеющий разряд, в цепи нагрузки протекает ток мощного источника Еа. После включе-

ния тиратрона его сетка становится неэффективной , т.е. воздействием на неё невозможно прервать разряд в газе и для выключения тиратрона необходимо разомкнуть его цепь, либо другими способами снизить ток его до нуля.

После деионизации промежутка между анодом и катодом тиратрон снова восстанавливает свои управляющие свойства. В этом отношении тиратрон подобен своему полупроводниковому аналогу - тиристору.

Газоразрядные (люминесцентные) лампы.

К газоразрядным лампам относится большая группа приборов, работающих при дуговом разряде в газах. Рассмотрим работу наиболее распространённого типа осветительных приборов - люминесцентных ламп

(Рис.168).

Рис. 168

Люминесцентная лампа представляет собой стеклянный баллон, заполненный инертным газом и парами ртути. Изнутри стенки баллона покрыты слоем люминофора - вещества, испускающего световые волны при облучении его ультрафиолетовыми лучами. По торцам лампы вмонтированы электроды, выполненные в виде вольфрамовых нитей. В цепь лампы включают

138

дроссель Lдр и небольшой газоразрядный прибор - стартер С, у которого один из электродов выполнен в виде биметаллической пластинки. Биметаллическая пластинка изготавливается из двух металлов 1 и 2, имеющих различный коэффициент линейного расширения (Рис. 169). При нагревании такой пластинки из-за неодинакового расширения металлов 1 и 2 пластинка будет изгибаться в сторону металла с меньшим коэффициентом расширения. В исходном состоянии положение электрода этого стартера таково, что он не замыкается со вторым электродом. Поэтому при замыкании выключателя ВКЛ напряжение сети прикладывается между электродами стартера . Между ними возникает тлеющий разряд в газе, биметаллический электрод нагревается, и, деформируясь, замыкает межэлектродный промежуток накоротко. По цепи вольфрамовых электродов лампы начинает протекать ток, они накаляются и ионизируют газовую смесь в лампе. В это время биметаллический электрод остывает, так как тлеющий разряд прекратился, и, принимая первоначальную форму, снова размыкает электрическую цепь. В этот момент в дросселе

Lд возникает большая Э.Д.С. самоиндукРис. 169 ции, которая, прикладываясь между элек-

тродами лампы, вызывает возникновение электрического разряда в уже ионизированной газовой среде. Стартер при этом отключается, а мощный поток ультрафиолетовых лучей, возникающий при электрическом разряде а парах ртути, приводит к свечению люминофора. Подбирая состав люминофора, можно получать свечение лампы различных оттенков.

Существуют газоразрядные приборы и других типов, как правило, мощные, рассчитанные на огромные токи (до тысяч ампер) и высокие напряжения (тысячи вольт). Однако в настоящее время они почти полностью вытеснены современными мощными полупроводниковыми приборами диодами, тиристорами.

Электроннолучевая трубка.

Электроннолучевая трубка представляет собой электроннолучевой прибор для осциллографии, приёма телевизионных изображений, электронно- лучевых коммуникаторов и ряда других областей техники. Во всех этих приборах создайтся тонкий пучок электронов (электронный луч), управляемый с помощью электрических или магнитных полей. Существует большое разнообразие электроннолучевых трубок. Они могут быть с фокусировкой электронного луча электрическим или магнитным полем и с электрическим или магнитным отклонением луча; электроннолучевые трубки бывают с различными цветами изображения на люминесцирующем экране; с различ-

139

ной длительностью свечения экрана (так называемое послесвечение). Они различаются также по размерам экрана, материалом баллона и другим признакам.

Устройство электростатической электроннолучевой трубки.

Это вид электроннолучевой трубки с системой фокусировки и отклонения электронного луча при помощи электрического поля, который нашёл наиболее широкое применение в различных устройствах для осциллографирования быстро протекающих процессов.

Устройство этого прибора и его схема изображены на (Рис.170). Баллон трубки имеет цилиндрическую форму с расширением в виде конуса.

Рис. 170

На внутреннюю поверхность основания расширенной части нанесён люминесцирующий экран (ЛЭ) – слой вещества, способного давать свечение под ударами быстро летящих электронов. Внутри трубки расположены электроды, имеющие выводы на штырьки цоколя.

Катод К предназначен для создания эмиссии электронов; выполняется в виде цилиндра, внутри которого располагается подогреватель в виде нити накала. На донышко катода наносится оксидный слой – смесь окислов щелочных металлов, который снижает работу выхода электрона из металла и улучшает таким образом эмиссионную способность катода. Вокруг катода располагается управляющий электрод, называемый модулятором (М), цилиндрической формы с отверстием в донышке. Этот электрод служит для управления плотностью электронного потока и для его предварительной фо-

140

кусировки. На модулятор подаётся небольшое отрицательное напряжение относительно катода.

Следующие электроды также цилиндрической формы называются анодами. В простейшем случае их только два (А1 и А2). На второй анод подаётся очень высокое напряжение относительно катода, а на первом аноде напряжение несколько меньше. Внутри анодов обычно устанавливают перегородки с отверстиями, называемые диафрагмами.

Под действием высокого напряжения, подаваемого на аноды, возникает сильное электрическое поле. При включении подогрева катода он нагревается и начинает эмитировать электроны. Под действием сильного электрического поля электроны начинают разгоняться, причём, поскольку на их пути стоит модулятор М с отрицательным потенциалом относительно катода, то они испытывают с его стороны отталкивающее, тормозящее действие. Поэтому электроны преодолевают модулятор по самому центру его отверстия, собираясь в узкий пучок. Если увеличивать отрицательный потенциал модулятора, то всё меньшее количество электронов будет проходить через его отверстие, а при некотором значении этого потенциала электронный поток вообще прекратится, так как все электроны будут отталкиваться модулятором назад к катоду. Если электроны преодолели модулятор, то затем они будут ускоренно двигаться по направлению к анодам, но поскольку напряжение на втором аноде значительно выше, чем на первом, от электроны пролетают первый анод насквозь, причём, пролетая сквозь диафрагмы с отверстиями, электроны подвергаются действию электрических полей этих диафрагм, которые играют роль электронных линз, обеспечивающих окончательную фокусировку электронного луча. Скорость электронов возрастает настолько, что они пролетают насквозь и второй анод и продолжают движение к люминесцирующему экрану (ЛЭ).

Рассмотренное устройство, состоящее из катода, модулятора и анодов, называется электронной пушкой. Далее на пути следования электронного луча устанавливают две пары металлических отклоняющих пластин, вертикальных и горизонтальных. Разность потенциалов, подаваемая на две пластины, заставляет электронный луч отклоняться в сторону положительной пластины.

Таким образом две пары отклоняющих пластин позволяют управлять электронным лучом в горизонтальной и вертикальной плоскости. Попадая на экран, поток быстролетящих электронов вызывает свечение люминофора, и на экране будет видно светящееся пятно, которое можно перемещать в любую точку экрана и изменять интенсивность его свечения.

Электроны, попадая на экран, передают ему свой заряд, и в результате создаётся электрическое поле, тормозящее движение электронов. Яркость свечения станет уменьшаться и может вообще прекратиться попадание электронов на экран. Поэтому необходимо отводить отрицательный заряд с экрана. Для этого служит так называемый проводящий слой (ПС). Это слой графита, ко-

141

торый наносится на внутреннюю поверхность баллона и соединяется со вторым анодом. Электроны, попадая на экран с большой скоростью, выбивают с его поверхности вторичные электроны, которые тут же направляются к проводящему слою. Поэтому потенциал на экране и на проводящем слое примерно одинаковый. Цепи питания электроннолучевой трубки показаны на

(Рис.171).

Постоянные напряжения на электроды подаются от двух источников с

напряжениями Е1 и Е2. Источник Е1 должен

быть высоковольтным, а Е2 – низковольтным. Питание электронной пушки осуществляется через делитель напряжения

R1 – R2 – R3 – R4. По-

тенциометр R2 является регулятором яркости . С его помощью изменяется отрицательный потенциал модулятора.

Для фокусировки электронного луча

служит потенциометр

R3. Следует отметить, Рис. 171 что системe питания

электроннолучевой трубки обычно заземляется положительный электрод высоковольтного источника Е1, а на катоде и особенно на модуляторе, следовательно, будет большой отрицательный потенциал. Поэтому при работе с электроннолучевой трубкой следует соблюдать осторожность и не допускать соприкосновения с этими электродами во избежание поражения элекрическим током.

Питание отклоняющей системы осуществляется от источника Е2 через делитель напряжения R9 – R10 и потенциометры R5 и R6, при помощи которых устанавливают среднее положение луча. Если теперь на горизонтальные отклоняющие пластины подавать с какойлибо частотой

тельные движения, называемые развёрткой. Если же теперь подать на вертикально отклоняющие пластины какой-то исследуемый

142