Основные материалы, применяемые для изготовления анодов: никель, никелированная сталь, молибден, тантал, графит, алюминированное железо, титан, цирконий.
Широко применяется для изготовления анодов приемно-усилительных ламп - никель. Легко поддается механической обработке. Однако никель обладает довольно низким коэффициентом излучения. Поэтому поверхность анодов либо матируют, либо, что намного эффективнее, покрывают чернящим веществом (графит, газовое чернение).
Придельная рабочая температура анода определяется не только свойствами материала, из которых изготовлен анод, но 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. Поэтому температура анода не должна превышать при наличии оксидного катода 700 К, или 400 - 450 ˚С.
Реальный перегрев катода за счет излучения с анода будет значительно меньше при открытых конструкциях анодов. Для увеличения поверхности охлаждения анода применяют так называемые ребра, располагаемые в местах наиболее интенсивного нагрева 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. На рисунке 1в приведена зависимость коэффициента
от
геометрических размеров лампы, где L - активная
длина системы электродов, принятая для простоты равной длине анода или катода,
- расстояние
между катодом и анодом.
- диаметр анода. dа=dск+dса=0,023+0,069=0,092
см
α=(0,12-0,092)/(2·0,623)=0,022
По формулам, приведенным выше, можно рассчитать полную мощность рассеиваемую анодом двухэлектродной лампы:
Ра=0,0023·150+0,95·0,3·6,3=2,37 Вт
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 поверхности анода можно воспользоваться формулой:
Где
- удельная мощность излучения.
; где
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.
.5 Тепловой расчет баллона
Мощность, рассеиваемая баллоном лампы,
складывается для триода из мощности, выделяемой на аноде анодным током, и
полной мощности накала:
Pб = Ia
∙
Ua + Iн
∙ Uн;
Pб =0,0023∙250+0,3∙6,3=2,47 Вт
Предполагается, что эта мощность излучается
сквозь баллон на участке, равном длине системы электродов. Тогда рабочая
поверхность баллона составит:
Fб = ![]()
Dб ∙ Lсист
Fб = ![]()
3,3∙1,22=12,64 см2
где:
Dб - диаметр баллона;
La - длина системы электродов.
Средняя удельная мощность,
рассеиваемая баллоном, определяется как отношение полной рассеиваемой мощности
к рабочей поверхности баллона:
![]()
б = Рб / Fб;
![]()
б = 2,47/12,64=0,19 Вт/см2
Полученное значение удельной мощности сравнивают с максимальным значением удельной мощности, разрешаемым для данной категории ламп, что составляет:
Максимальная удельная мощность нагрева баллона 0,28 Вт/см2
Максимальная температура баллона-
160 ˚С
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 электронных ламп и методами их решения.
В результате выполнения курсового проекта были
получены следующие параметры:
|
1 |
Температура катода К |
1000 |
|
2 |
Удельная мощность излучения оксида катода Вт/см2 |
2,7 |
|
3 |
Диаметр катодной трубки, мм |
12 |
|
4 |
Длина не покрытых концов катода, мм |
3 |
|
5 |
Активная длина катода, мм |
6,23 |
|
6 |
Полная длина катодной трубки, мм |
12,23 |
|
7 |
0,05 |
|
|
8 |
Толщина оксидного слоя, мкм |
50 |
|
9 |
Температура подогревателя К |
1500 |
|
10 |
Удельное сопротивление подогревателя, мкОМ см |
42 |
|
11 |
Удельная мощность излучения материала подогревателя, Вт/см2 |
8 |
|
12 |
Диаметр проволоки подогревателя, мм |
0,058 |
|
13 |
Длина проволоки подогревателя, мм |
130,5 |
|
14 |
Длина свиваемой проволоки подогревателя, мм |
124,5 |
|
15 |
Длина спирали, мм |
11,2 |
|
16 |
Внутренний диаметр катодной трубки, мм |
1,10 |
|
17 |
Диаметр спирали подогревателя, мм |
1,04 |
|
18 |
Шаг навивки спирали, мм |
0,29 |
|
19 |
Активная поверхность анода, мм2 |
1,46 |
|
20 |
Действующее напряжение, В |
2,34 |
|
21 |
Контактная разность потенциалов, В |
0,8 |
|
22 |
Расстояние сетка - катод, мм |
0,23 |
|
23 |
Шаг навивки сетки, мм |
0,184 |
|
24 |
Диаметр навивочной проволоки, мкм |
50 |
|
25 |
Расстояние сетка - анод, мм |
0,69 |
26 Функции коэффициента
заполнения сетки
0,05402
|
0,05292 |
|
|
||||
|
|
|
Т |
|
|||
|
27 |
Полная мощность рассеиваемая анодом, Вт |
2,37 |
||||
|
28 |
Диаметр анода, мм |
0,92 |
||||
|
29 |
Активная длина системы электродов, мм |
12,2 |
||||
|
30 |
Мощность, рассеиваемая баллоном лампы, Вт |
2,47 |
Диаметр баллона, мм |
33 |
||
|
32 |
Средняя удельная мощность рассеиваемая баллоном, Вт/см2 |
0,19 |
||||
Список используемой литературы
1. Власов В.Ф. Электронные и ионные приборы. М., 1960.
. Царев Б.М. Расчет и конструирование электронных ламп. М., 1967.
. Батушев В.А. Электронные приборы. М.,1969.
. Кацнельсон Б.В., Ларионов А.С. Отечественные приемно-усилительные лампы и их зарубежные аналоги. М., 1974.
. Кацман Ю.А. Электронные лампы. Теория, основы расчёта и проектирования. М., 1979.
. Хлебников М.М. Электронные приборы. М., 1986.