真空管(阀门)

真空管(在英国被称为“阀门”)是一个有趣的部件,它使许多重要的技术成为可能,它仍然在许多事情上使用。真空管有很多种,适用于不同的工作。目前,大多数类型的真空管已被半导体器件所取代,但真空管在纳米技术领域仍将占有重要的地位。

所有的‘管’基本上都是由气体或真空环境中的阳极和阴极组成的。它们的外观从玉米粒大小的微型陶瓷部件到1米多高的实心钢速调管的管子用于广播电视或雷达装置。你可以在你的房子或车库里找到的大部分管将是玻璃或铝,圆柱形,1-6英寸高。

1)。跨越障碍(爱迪生效应):


热电子发射是大多数电子管背后的概念。灯丝在真空中加热,当它达到适当的温度时,电子被发射出来,并穿过一个带正电的平板。更多关于
热离子发射(维基)>

那么这有什么用呢?
你可以创建一个二极管与这个概念。二极管只允许电流向一个方向流动。这可以在设备中使用,以转换交流电到直流电,转换电压,或构造一个逻辑门(它可以做的工作,像继电器或电脑)。第一个真空管二极管是在1904年制造的。
其他种类的管子,比如三极管可以用作放大器并使振荡器得以研制。振荡器用于滤波和放大信号,这在收音机、时钟、计算机、电视传输、微波/雷达传输和无数其他东西中都非常重要。在广播/电视领域三极管代替了交流发电机因为它们不需要笨重的机械设备就能产生高频信号。电子管被用于电视摄像机,并产生了第一个视频图像。有无数种特殊的管子,其中一些至今仍在使用。

部分:
1)。爱迪生效应(如何工作)
2)。真空管的种类
3)。时间轴
4)。真空管的未来

可靠性:

灯管有加热器和灯丝,通常会像灯泡一样烧坏。ENIAC电脑有超过17000个电子管,每两天就有一个会烧坏。消费者预计将更换收音机、电视和其他电器的电子管。这就是为什么收音机和电视管有一个容易理解的“插入式”设计。独特的引脚配置防止您插入错误的管。
多年来,有数千种不同类型的真空管,具有不同的额定值和功能。

左图:消费者过去可以为他们的设备购买各种管子。爱迪生技亚慱足球网址多少术中心的盒子里有各种各样的管子,在旧的电气设备上也可以看到。


2)。常用真空管类型:



二极管
三极管
四极管五极管
磁控管


正确的:阿尔伯特·w·赫尔用一个负阻管(三极管的另一种形式)。赫尔后来开发了磁控管。磁控管产生微波能量,是雷达和激光雷达的基础微波炉
闸流管
闸流管改进了电力系统,它们可以处理高电压,充当开关或整流器。它们可以用作无线电探测器(例如雷达),并将交流电转换为直流电。50年后,它们被晶体闸流管(固态)。

三极管:

三极管是可用于放大器比如电脑、无线电接收器和发射机等。三极管后来被晶体管所取代。这管有一个热阴极在中心包围的金属栅极与阳极包围。阴极发射电子,在真空中电子自由地通过栅极流向阳极。通过负向栅极通电,你排斥更多的电子,这意味着更少的电子可以通过栅极到达阳极。

更多关于三极管及其在放大器中的应用,请参阅>

极超短波:

极超短波在电视、冷战时期的雷达系统和无线电传输中使用了多年,请看我们与通用电气的鲁迪·德恩(Rudy Dehn)及其同事的视频,了解它们是如何工作的。亚博体育官方app

下面是关于速调管工作原理的视频




3)。短暂的时间轴:历史



1880-托马斯·爱迪生发现了热离子发射当试验灯泡时,他发现电子离开碳丝,被放置在真空灯泡中的金属板吸引。

1904约翰·安布罗斯·弗莱明根据爱迪生的发现发明了二极管真空管。

1910年代-
欧文·朗谬尔利用新发现的韧性钨开发出第一个“高真空管”。他在通用电气研究实验室与G.S. Meikle一起研制了第一个闸流管

1921-电子管使第一个音频放大器工作,因此第一个扬声器可以开发。
视频-第一个扬声器>中使用的电子管

1927——管电视有可能,它们被用于摄像机,无线电传输和阴极射线管显示图象的电视。


爱迪生技术中心展出的收音机上的电子管亚慱足球网址多少
上图:阿尔伯特·赫尔美国是电子管和许多电子管应用的先驱
上图:E.F. Alexanderson用电子管开创了电视/无线电广播系统

1940左图:这个二战时期的电子管被用于雷达,代表了电子管的新时代。管子越来越小,越来越耐用。这种磁控管比以前的雷达能看得更远,分辨率也更高。这个灯塔管是由公元·麦克阿瑟和通用电气研究实验室的詹姆斯·e·贝格斯制造的。在战争期间,几乎没有时间测试新管子,所以管子被制造出来并运到前线进行积极测试。

左:用于高频应用的灯塔管
1947- - -ENIAC计算机建成。这第一台通用计算机使用了数千个管子。这台电脑(下图)重约3万公斤。亚博体育官方app它由晶体二极管、继电器、电阻、电容和17468真空管组成。




上图:上世纪50年代,当通用电气(General Electric)的管理层开始生产高质量的真空管时,他们非常兴奋,因为真空管的尺寸只有过去真空管的一小部分。到那时,固态已开始淘汰许多电子管,电子管的新革命从未取得成果。

1950年s-60s在西方,大多数真空管被晶体管所取代。


1970年代- 80年代电子管仍然被用于许多特殊的应用,如广播、电视和收音机。到那时,西方的大部分管道已经被替换。

左图:20世纪70年代,俄罗斯继续在许多领域使用真空管。管动力雷达为传奇的米格-25提供了优势。这些管道非常强大,不容易受到电磁脉冲的影响。电子管比西方电子产品更能忍受低温。西方喷气式飞机的电子产品有特殊的环境控制区,这增加了复杂性。


在70年代和80年代,电子管继续用于放大器和振荡器,因为它们在高功率水平更可靠。



上图:这是20世纪70年代用于专业摄像机的极其昂贵的真空管。过去每一种颜色都有一根管,还有一个棱镜来分隔红、绿、蓝。这些电子管被电荷耦合器件(CCDs)所取代。

1990年代-真空管至今仍在使用。音乐家们仍然在使用电子管放大器,他们声称电子管放大器能产生与固态放大器不同且令人满意的声音。请看下面的视频显示管的使用在吉他放大器:

下图:科尔宾·欧文在爱迪生技术中心展示典型音频放大器中亚慱足球网址多少的管。


4)。未来:纳米真空管



真空管可能会卷土重来,取代标准的微芯片。工程师们已经能够在磷掺杂的硅中建造一个结构,并使用纳米管来建造一个开关。这些器件的工作速度比硅晶体管快10倍。

纳米真空管产品:

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让我们看看未来会发生什么!

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文章由M.Whelan和W.Kornrumpf
来源:
通用电气(General Electric)
All亚博体育官方appaboutCircuits.com
维基百科
半导体。亚慱足球网址多少爱迪生技术中心,2013年
二极管。Sparkfun
真空管返回。科学美国科学促进会。2012
MiG-25狐蝠式战斗机。GolbalAircraft.org
小约翰·d·哈登-前通用电气工程师

照片:
亚慱足球网址多少
通用电气(General Electric)

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