3.1.2. Расчет вткк решетчатого типа при задании диаметра нити катода и шага решетки

В этом случае в качестве исходных данных берутся диаметр нити катода D, см; шаг решетки S, см; число пар нитей решетки ; угол наклона нитей к образующей решетки ; отношение высоты решетки к ее диаметру ; максимальный анодный ток и определяется с запасом необходимый ток эмиссии .

Как и в предыдущем случае, для наиболее часто применяемой рабочей температуры ВТКК задают удельную мощность накала Вт/ , эффективность = (0,04…0,07) А/Вт и удельное сопротивление ρ, используя значения, приведенные в табл. 3.2 для известной или задаваемой степени карбидирования К, %.

Далее определяем:

напряжение накала

,

ток накала одной нити, А

,

ток накала всего катода, А

I_н = I_нн·2n,

мощность накала, Вт

P_н = U_н· I_н,

длину нити катода, см

,

угол наклона нити решетки к оси решетки

α = arc tg (πD_реш/S),

высоту решетки, см

H_реш = L· cosα,

площадь поверхности решетки, см²

S_реш = πDL2n.

Проверяем удельную мощность накала, Вт/см²

P_{н уд} = P_н/ S_реш.

После этого рассчитываются размеры ячейки по формулам 3.5 и при необходимости катод проверяется на самооблученность.

3.1.2. Расчет подогревного оксидного катода

Для расчета подогревного оксидного катода, состоящего из покрытого оксидом керна и расположенного внутри керна подогревателя, необходимо задать напряжение накала , среднее значение катодного тока за период и значения удельных параметров: для керна – удельной мощности на-кала и постоянной составляющей тока катода = (0,05…0,2) ; для подогревателя – удельной мощности накала и удельного электрического сопротивления материала (табл. 3.3).

Таблица 3.3

Материал	Подогреватель
	Удельное сопротивление материала при температуре, К			Удельная мощность накала при температуре, К
	1300	1400	1500	1300	1400	1500
Вольфрам Сплав ВМ-50 (50 %  Мо) Сплав ВР-20 (21 %  Re)	34,1 35,7 56,3	37,2 38,7 59,1	40,3 41,0 61,8	2,57 3,8 	3,83 5,2 3,56	5,5 6,8 

Расчет керна начинается с определения его поверхности, покрытой оксидом, т. е. испускающей электроны: . Далее, задавая форму керна, исходя из общей формы системы электродов лампы, находим размеры частей керна, покрытых оксидом (обычно весь керн оксидом не покрывают). Это прежде всего охлажденные участки вблизи держателей из-за отвода тепла через них, а также поверхности, эмиссия с которых не нужна (а часто бывает и вредна) для работы лампы. В наиболее часто применяемых цилиндрических конструкциях такими участками являются края протяженностью и торцы керна. (В следующих разделах пособия в качестве источников электронов используются так называемые торцевые катоды, в которых, наоборот, эмитирующей поверхностью является торец керна, покрытый оксидом.)

Таким образом, для цилиндрического керна, задаваясь отношением высоты участка, покрытого оксидом , к его диаметру , можно рассчитать размеры керна и его поверхности, не покрытой оксидом :

, ; . (3.7)

Принимая во внимание, что излучение с неоксидированной поверхности керна примерно вдвое меньше, чем с оксидированной, можно найти потребляемую мощность накала:

. (3.8)

Для определения рабочей температуры и удельной мощности подогревателя (табл. 3.3) следует учесть большое количество факторов: материал подогревателя и состояние его поверхности, теплопередачу от подогревателя к керну, самоэкранирование витков или петель подогревателя и т. д. Все это приводит к значительному разбросу значений удельной мощности. Строгое решение данной задачи требует детального анализа тепловых процессов в системе «подогревателькерн катода» и не поддается аналитическим методам. Для упрощения можно задать значение , в котором перечисленные выше факторы в определенной мере учитываются, исходя из опыта разработчика и имеющихся аналогов. После этого определяют развернутую длину и диаметр проволоки подогревателя:

; . (3.9)

Внутри керна катода подогреватель в мощных электронных лампах обычно свертывается в спираль, которая крепится в пазах изоляторов-гребенок из алундовой керамики.

Число витков монофилярной (однозаходной) спирали подогревателя приближенно может быть определено по формуле

, (3.10)

где  высота спирали подогревателя (выбирается равной полной высоте катода );  диаметр керна катода. Шаг спирали подогревателя находят из соотношения .

Проверка на самоэкранирование витков подогревателя проводится по формуле d ≤ 0,4·h_сп .