आधुनिक इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण अमेरिकी आविष्कारक थॉमस एडिसन के लिए अपनी उपस्थिति का श्रेय देते हैं। यह वह था जिसने इसके लिए बिजली के प्रकाश बल्ब का उपयोग करके प्रकाश का पहला सफल तरीका विकसित किया था।
दीपक का इतिहास
वर्तमान में, यह विश्वास करना कठिन है कि सभी ऐतिहासिक काल में बिजली मौजूद नहीं थी। पहले गरमागरम प्रकाश बल्ब उन्नीसवीं शताब्दी के अंत में ही दिखाई दिए। एडिसन ने एक प्रकाश बल्ब का एक मॉडल विकसित करने में कामयाबी हासिल की, जिसमें कार्बन, प्लेटिनम और बांस के तंतु स्थित थे। यह वैज्ञानिक है जिसे आधुनिक विद्युत दीपक का "पिता" कहा जाता है। उन्होंने प्रकाश बल्ब सर्किट को सरल बनाया, उत्पादन की लागत को काफी कम कर दिया। नतीजतन, सड़कों पर गैस नहीं, बल्कि बिजली की रोशनी दिखाई दी, और नए प्रकाश उपकरणों को एडिसन लैंप कहा जाने लगा। थॉमस ने लंबे समय तक अपने आविष्कार को सुधारने पर काम किया, परिणामस्वरूप मोमबत्तियों का उपयोग एक लाभहीन उपाय बन गया।
कार्य सिद्धांत
एडीसन के तापदीप्त बल्बों में कौन सा उपकरण होता है? हर डिवाइस में एक बॉडी होती हैफिलामेंट, ग्लास बल्ब, मुख्य संपर्क, इलेक्ट्रोड, आधार। उनमें से प्रत्येक का अपना कार्यात्मक उद्देश्य है।
इस यंत्र का सार इस प्रकार है। जब तापन पिंड को आवेशित कणों की एक धारा द्वारा अत्यधिक गर्म किया जाता है, तो विद्युत ऊर्जा एक प्रकाश रूप में परिवर्तित हो जाती है।
मानव आंख द्वारा विकिरण को समझने के लिए, कम से कम 580 डिग्री के तापमान तक पहुंचना आवश्यक है।
धातुओं में टंगस्टन का गलनांक सबसे अधिक होता है, इसलिए इसी से हीलिंग बॉडी बनाई जाती है। आयतन कम करने के लिए तार को एक सर्पिल के रूप में रखा जाने लगा।
टंगस्टन के उच्च रासायनिक प्रतिरोध के बावजूद, जंग प्रक्रिया के खिलाफ इसकी अधिकतम सुरक्षा के लिए, फिलामेंट बॉडी को एक सीलबंद कांच के बर्तन में रखा जाता है, जिसमें से हवा को पहले पंप किया गया था। इसके बजाय, फ्लास्क में एक अक्रिय गैस को पंप किया जाता है, जो टंगस्टन तार को ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने से रोकता है। सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली अक्रिय गैस आर्गन है, कभी-कभी नाइट्रोजन या क्रिप्टन का उपयोग किया जाता है।
एडिसन के आविष्कार का सार यह है कि धातु को लंबे समय तक गर्म करने के दौरान होने वाले वाष्पीकरण को एक अक्रिय गैस द्वारा बनाए गए दबाव से रोका जाता है।
दीपक सुविधाएँ
एक बड़े क्षेत्र को रोशन करने के लिए डिज़ाइन किए गए कुछ अलग लैंप हैं। एडिसन के आविष्कार की एक विशेषता प्रबुद्ध क्षेत्र को ध्यान में रखते हुए, इस उपकरण की शक्ति को समायोजित करने की क्षमता है।
निर्माता विभिन्न प्रकार के लैंप की पेशकश करते हैं, जो सेवा जीवन, आकार, शक्ति में भिन्न होते हैं।आइए इन विद्युत उपकरणों के कुछ प्रकारों पर ध्यान दें।
सबसे आम वैक्यूम ट्यूब LON हैं। वे पूरी तरह से स्वच्छ हैं और उनकी औसत सेवा जीवन 1000 घंटे है।
सामान्य प्रयोजन के लैंप की कमियों के बीच, हम कम दक्षता पर प्रकाश डालते हैं। लगभग 5 प्रतिशत विद्युत ऊर्जा प्रकाश में परिवर्तित हो जाती है, शेष ऊष्मा के रूप में निकल जाती है।
स्पॉटलाइट
उनके पास काफी उच्च शक्ति है, जिसे बड़े क्षेत्रों को रोशन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों को तीन समूहों में बांटा गया है:
- फिल्म प्रक्षेपण;
- प्रकाशस्तंभ;
- सामान्य प्रयोजन।
प्रोजेक्टर प्रकाश स्रोत फिलामेंट बॉडी की लंबाई में भिन्न होता है, इसमें अधिक कॉम्पैक्ट आकार होता है, जो आपको समग्र चमक बढ़ाने, प्रकाश धारा के फोकस में सुधार करने की अनुमति देता है।
मिरर इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों में एक परावर्तक एल्यूमीनियम परत होती है, एक अलग बल्ब डिजाइन।
इसका वह भाग, जो प्रकाश का संचालन करने के लिए बनाया गया है, पाले सेओढ़ लिया काँच का बना है। यह आपको प्रकाश को नरम बनाने, विभिन्न वस्तुओं से विपरीत छाया को कम करने की अनुमति देता है। ऐसे इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों का उपयोग आंतरिक प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है।
हैलोजन फ्लास्क के अंदर ब्रोमीन या आयोडीन के यौगिक होते हैं। 3000 K तक के तापमान को झेलने की उनकी क्षमता के कारण, लैंप की सेवा का जीवन लगभग 2000 घंटे है। लेकिन इस सफेद प्रकाश स्रोत में इसकी कमियां भी हैं, उदाहरण के लिए,हलोजन लैंप, ठंडा होने पर कम विद्युत प्रतिरोध होता है।
मुख्य पैरामीटर
एडिसन के गरमागरम लैंप में टंगस्टन फिलामेंट को अलग-अलग आकार में व्यवस्थित किया जाता है। ऐसे उपकरण के स्थिर संचालन के लिए 220 वी के वोल्टेज की आवश्यकता होती है। औसतन, इसकी सेवा का जीवन 3000 से 3500 घंटे तक होता है। यह देखते हुए कि रंग का तापमान 2700 K है, दीपक एक गर्म सफेद या पीला स्पेक्ट्रम प्रदान करता है। वर्तमान में, लैंप विभिन्न आकारों के सोल्स (E14, E27) के साथ पेश किए जाते हैं। यदि वांछित है, तो आप एक हेयरपिन, हेरिंगबोन, एक छत के झूमर में सर्पिल या दीवार प्रकाश स्थिरता के रूप में एक दीपक उठा सकते हैं।
एडिसन के आविष्कार को टंगस्टन फिलामेंट्स की संख्या के अनुसार अलग-अलग वर्गों में बांटा गया है। प्रकाश स्थिरता की लागत, इसकी शक्ति और सेवा जीवन सीधे इस सूचक पर निर्भर करता है।
ईवीएल संचालन सिद्धांत
थर्मियोनिक उत्सर्जन में एक गर्म गरमागरम शरीर द्वारा एक वैक्यूम या बल्ब के अंदर बने एक निष्क्रिय माध्यम में इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन होता है। इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए एक चुंबकीय या विद्युत क्षेत्र का उपयोग किया जाता है।
थर्मियोनिक उत्सर्जन आपको इलेक्ट्रॉन प्रवाह के सकारात्मक गुणों का व्यावहारिक रूप से उपयोग करने की अनुमति देता है - विभिन्न आवृत्तियों के विद्युत कंपन उत्पन्न करने, बढ़ाने के लिए।
रेडियो ट्यूब की विशेषताएं
इलेक्ट्रोवाक्यूम डायोड रेडियो इंजीनियरिंग का आधार है। दीपक के डिजाइन में दो इलेक्ट्रोड (कैथोड और एनोड), एक ग्रिड होता है। कैथोड उत्सर्जन प्रदान करता है, इसके लिए टंगस्टन परत बेरियम या थोरियम से ढकी होती है। एनोड निकल, मोलिब्डेनम, ग्रेफाइट प्लेट के रूप में बनता है। जालइलेक्ट्रोड के बीच विभाजक है। जब कार्यशील द्रव को गर्म किया जाता है, तो निर्वात में गतिमान कणों से एक शक्तिशाली विद्युत धारा उत्पन्न होती है। इस प्रकार के इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरण रेडियो इंजीनियरिंग का आधार बनते हैं। पिछली शताब्दी के उत्तरार्ध में, तकनीकी, रेडियो-इलेक्ट्रॉनिक उद्योग के विभिन्न क्षेत्रों में वैक्यूम ट्यूबों का उपयोग किया गया था।
उनके बिना रेडियो, टीवी, विशेष उपकरण, कंप्यूटर बनाना असंभव था।
आवेदन क्षेत्र
सटीक उपकरण, रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास के साथ, इन लैंपों ने अपनी प्रासंगिकता खो दी है, बड़े पैमाने पर उपयोग करना बंद कर दिया है।
लेकिन अब भी ऐसे औद्योगिक क्षेत्र हैं जिन्हें EVL की आवश्यकता होती है, क्योंकि केवल एक वैक्यूम लैंप एक निश्चित वातावरण में निर्दिष्ट मापदंडों के अनुसार उपकरणों के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने में सक्षम है।
ईवीएल सैन्य-औद्योगिक परिसर के लिए विशेष रुचि रखते हैं, क्योंकि यह वैक्यूम ट्यूब हैं जो विद्युत चुम्बकीय आवेगों के प्रतिरोध में वृद्धि से प्रतिष्ठित हैं।
एक सैन्य उपकरण में सौ ईवीएल तक हो सकते हैं। अधिकांश अर्धचालक सामग्री, आरईसी बढ़े हुए विकिरण के साथ-साथ प्राकृतिक निर्वात स्थितियों (अंतरिक्ष में) में कार्य नहीं कर सकती है।
ईवीएल उपग्रहों और अंतरिक्ष रॉकेटों की विश्वसनीयता और स्थायित्व को बेहतर बनाने में मदद करता है।
निष्कर्ष
इलेक्ट्रोवैक्यूम उपकरणों में जो विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को उत्पन्न, प्रवर्धित, परिवर्तित करने की अनुमति देते हैं, कार्य स्थान पूरी तरह से हवा से मुक्त होता है,एक अभेद्य खोल द्वारा वातावरण से परिरक्षित।
थर्मियोनिक उत्सर्जन की खोज ने एक साधारण दो-इलेक्ट्रोड लैंप के निर्माण में योगदान दिया जिसे वैक्यूम डायोड कहा जाता है।
जब इसे विद्युत परिपथ से जोड़ा जाता है, तो उपकरण के अंदर एक धारा दिखाई देती है। जब वोल्टेज की ध्रुवीयता बदल जाती है, तो यह गायब हो जाता है, और कैथोड कितना भी गर्म क्यों न हो। गर्म कैथोड के तापमान के निरंतर मूल्य को बनाए रखते हुए, एनोड वोल्टेज और वर्तमान ताकत के बीच सीधा संबंध स्थापित करना संभव था। प्राप्त परिणामों का उपयोग इलेक्ट्रॉनिक वैक्यूम उपकरणों के विकास में किया गया।
उदाहरण के लिए, एक ट्रायोड एक वैक्यूम ट्यूब है जिसमें तीन इलेक्ट्रोड होते हैं: एक एनोड, एक थर्मोनिक कैथोड, एक कंट्रोल ग्रिड।
यह पिछली शताब्दी की शुरुआत में विद्युत संकेतों को बढ़ाने के लिए उपयोग किए जाने वाले पहले उपकरण बन गए थे। वर्तमान में, ट्रायोड की जगह सेमीकंडक्टर ट्रांजिस्टर ने ले ली है। वैक्यूम ट्रायोड का उपयोग केवल उन क्षेत्रों में किया जाता है जहां कम संख्या में सक्रिय घटकों के साथ शक्तिशाली संकेतों को परिवर्तित करना आवश्यक होता है, और वजन और आयामों की उपेक्षा की जा सकती है।
दक्षता, विश्वसनीयता के मामले में शक्तिशाली रेडियो ट्यूब ट्रांजिस्टर से तुलनीय हैं, लेकिन उनकी सेवा का जीवन बहुत कम है। लो-पावर ट्रायोड में, अधिकांश गर्मी खपत कैस्केड पावर में चली जाती है, कभी-कभी इसका मान 50% तक पहुंच जाता है।
Tetrodes एक इलेक्ट्रॉनिक टू-ग्रिड लैंप है, जिसे विद्युत की शक्ति और वोल्टेज को बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया हैसंकेत। इन उपकरणों में ट्रायोड की तुलना में अधिक लाभ होता है। इस तरह की डिज़ाइन सुविधाएँ टेलीविज़न, रिसीवर और अन्य रेडियो उपकरणों में कम आवृत्तियों को बढ़ाने के लिए टेट्रोड का उपयोग करना संभव बनाती हैं।
उपभोक्ता सक्रिय रूप से गरमागरम लैंप का उपयोग करते हैं, जिसमें फिलामेंट बॉडी टंगस्टन फिलामेंट या तार होता है। इन उपकरणों में 25 से 100 डब्ल्यू की शक्ति है, उनकी सेवा का जीवन 2500-3000 घंटे है। निर्माता विभिन्न आधारों, आकारों, आकारों के साथ लैंप की पेशकश करते हैं, इसलिए आप प्रकाश उपकरण की विशेषताओं, कमरे के क्षेत्र को ध्यान में रखते हुए दीपक विकल्प चुन सकते हैं।
