ВИЙ вольфрамовой пористой губкой 1, что повышает стабильность параметров и долговечность. При рабочей температуре 1200-1500 К катоды обладают вы-гокой эффективностью (100-1000 мА/Вт).

Пропитанные (импрегнированные) катоды в качестве активного элемента содержат губчатую таблетку, спрессованную из вольфрамового порошка, пропитанную алюминатором бария. Особенностью их является большая (до 10 А/см) допустимая - плотность тока.

Рис. 1(0.10. Металлогубчатые катоды

Устройство катодов и их цепи накала. По типу накала термокатоды подразделяют на прямонакальные и подогревные (косвенного накала).

В прямонакальных катодах ток накала проходит но проволочной нити или узкой гофрированной или спиральной ленте, эмит-тирующей электроны (рис. 10.11, а и б). Электропитание катодов прямого накала осуществляется постоянным током. Питание переменным током нежелательно из-за колебаний тока эмиссии в такт с изменениями неременного тока накала, создающих мешающий фон. Мешающий фон возникает также вследствие взаимодействия переменного магнитного поля тока накала с током эмиссии (магне-тронный эффект).

Катоды косвенного накала нагреваются переменным током, проходящим через подогреватель 1, находящийся внутри цилиндрического (рис. 10.11, в) или плоского (рис. 10.11, г) катода. Катод 2 и подогреватель 1 электрически изолированы друг от друга. Для этой цели проволока подогревателя покрывается густой суспензией из порошка алунда (AlgOa) выполняющего функцию высокотемпературной изоляции. Внешняя поперхность катода покрыта оксидным активатором 3. Нить подогревателя имеет бифиляр-ную намотку, что позволяет скомпенсировать магнитное поле тока

Рис. 10.11. Прямонакальные и подогревные катоды

накала и ослабить магнетронный эффект. Благодаря большой массе и тепловой инерции цилиндра катода в лампах с подогревным катодом устранены пульсации тока эмиссии.

Подогревные оксидные катоды по сравнению с прямонакальны-ми имеют меньшую эффективность (30-40 мА/Вт) из-за потерь тепла на нерабочих (торцовых) участках. Оксидный катод косвенного накала является наиболее распространенным типом катода Б электровакуумных приборах.

В процессе эксплуатации электронных ламп необходимо поддерживать нормальный температурный режим катода. Режим катода задают напряжением или током накала. Предпочтителен контроль по напряжению. При этом катод будет работать к концу срока службы с некоторым (до 5%) недокалом, но увеличится в 2,5-3 раза продолжительность его работы. В процессе эксплуатации допускается отклонение напряжения накала ±10% от номинального.

§ 10.6. Аноды и сетки электронных ламп

Аноды электронных ламп. В рабочем режиме в лампе создается ускоряющее электрическое поле. Для этой цели на анод лампы подается положительный (относительно катода) потенциал. Под действием ускоряющего поля эмиттируемые катодом электроны движутся к аноду. По достижении поверхности анода электрон обладает кинетической энергией mv/2.

При ударе об анод энергия передается кристаллической решетке материала анода, за счет чего происходит нагрев анода. Если за единицу времени на анода попадает п электронов, то их общая кинетическая энергия, равная работе сил поля по перемещению зарядов электронов, составит mv/2=nelJa.. Учитывая, что пе=1г, получим

mv2nl2 =IU=P. (10.28)

Очевидно, чем больше подводимая мощность Ря, тем больше нагрев анода. Когда его температура в процессе нагрева становится выше температуры окружающей среды, он начинает отдавать тепловую энергию в окружающее пространство. С повышением температуры анода Га (рис. 10.12) относительно температуры окружающей среды увеличивается теплоотдача, т. е. тепловая мощность Рарас, рассеиваемая анодом.

Тепловое равновесие на аноде наступает тогда, когда тепловая мощность Яарас стзновится рзвной мошности Р сообщасмой аноду электронами, т. е. Рарас=/а (точка О, см. рис. 10.12). Эта точка определяет установившуюся температуру на аноде в режиме теплового равновесия.

Чрезмерный нагрев анода нежелателен, так как может привести к тепловой деформации электродов, размягчению (при 900 К) стекла баллона, вызвать выделение акклюдированных газов и ухудшить вакуум в лампе. Кроме этого, раскаленный анод

Рис. 10.12. График к определению температуры анода

Рис. 10 13. Конструкция анодов

испускает тепловые лучи, которые могут вызывать дополнительный нагрев катода и быстрое испарение активирующих веществ, что снижает долговечность лампы.

Для предотвращения подогрева анода при длительной работе лампы нужно, чтобы фактическая мощность Ра, выделяемая на аноде и рассеиваемая им, не превышала предельно допустимую

а ДОЛ*

(10.29)

Допустимая мощность Ра доп является одним из важнейших предельных параметров ламп и всегда приводится в их паспортах. Мощность, рассеиваемая анодом, а следовательно, и Ра доп зависят от конструкции лампы и вида охлаждения анода. Охлаждение может быть естественным за счет лучеиспускания (излучения тепловых лучей) и теплопроводности и искусственным за счет принудительного омывания анода теплоносителем (воздухом, водой, паром). При естественном охлаждении преобладает лучеиспускание. Мощность, излучаемая с поверхности нагретого анода, определяется законом Стефана - Больцмана

Paion = Y<j7aSa,

(10.30)

где Sa - поверхность охлаждения анода (за исключением поверхности, обращенной к катоду), см.

Коэффициент лучеиспускания у [см. (10.26)] абсолютно черных тел равен единице, поэтому черненые аноды могут рассеивать большую мощность, чем белые.

Материалом анодов служат тугоплавкие металлы, допускаю-щие.более высокую рабочую температуру (табл. 10.2) и обладающие относительно высокой теплоизлучающей способностью. Для анодов маломощных ламп в основном используют никелированную сталь, никель, молибден; в лампах большой мощности - тантал, графит и др. В маломощных лампах с оксидным катодом для сохранения их эмиссионной способности предпочтительно применение графитовых или черненых анодов, нагрев которых допускают лишь до 650 К.