|
Nederlands Forum over Oude Radio's |
Re: Waarom vacuum in een buis noodzakelijk?
Geschreven door petrus bitbyter op 04. Jan 2005 01:04:51:
In reactie op: Waarom vacuum in een buis noodzakelijk? geschreven door Toon Cornelissen op 02. Jan 2005 16:50:16:
Toon,Het korte anrwoord is: "Anders doetie ut niet".
Voor een zinvolle uitleg kunnen we het best terug naar het begin van de electronenbuis. Dat
was de gloeilamp. Ook gloeilampen worden vacuum gemaakt en wel om twee redenen:
1. Onder invloed van de zuurstof in de lucht zal de gloeidraad snel verbranden. Probeer maar
eens een lamp waarvan de ballon stuk is maar de gloeidraad nog heel aan te steken. Een
flitsje en het is gebeurd.
2. Als de gloeidraad niet verbrandt, wordt hij niet heet genoeg. Niet heet genoeg om licht te
geven in elk geval. Lucht mag dan een goede warmte-isolator zijn, de warmtegeleiding ervan is
altijd nog stukken beter dan die van vacuum.Na de uitvinding van de gloeilamp werd er op allerlei manieren mee geëxperimenteerd. Iemand
stopte een plaat in een gloeilamp, stak de lamp aan en ging er aan meten. Toen bleek dat als
hij een positieve spanning op de plaat aanlegde - positief ten opzichte van de gloeidraad -
er een stroom ging lopen. Maakte hij de spanning op de plaat negatief ten opzichte van de
gloeidraad dan liep er geen stroom. Als de lamp niet brandde, liep er helemaal geen stroom.
De vacuum diode was hiermee een feit.Uiteraard moest er een verklaring voor deze feiten komen. Die gaat ongeveer als volgt:
In de heetgestookte gloeidraad bewegen de atomen zich heel snel waarbij er electronen uit de
draad schieten. Deze hangen als een soort wolkje om de gloeidraad en vallen na verloop van
tijd wel weer eens terug. Deze zogenaamde ruimtelading zorgt er ook voor dat er niet
eindeloos electronen ontsnappen. Nieuwkomers worden als het ware teruggeduwd. Tenzij je die
positieve spanning op de plaat aanlegt. Dan worden de electronen naar die plaat getrokken en
gaat er dus een stroom lopen. Om de gloeidraad komt immers weer ruimte voor nieuwe electronen
die op hun beurt ook weer naar de plaat getrokken worden.Overigens heb je voor die stroom het vacuum hard nodig. Als je gloeidraad al heel zou blijven
en ook nog heet genoeg zou worden, zou de lucht de electronen zo sterk afremmem dat ze plaat
nooit zouden bereiken. (Nou ja, nooit. Als je de spanning hoog genoeg maakt misschien wel
maar erg bruikbaar is zo'n buis niet.)Maak je de spanning op de plaat negatief, dan worden de electronen door de plaat afgestoten
en loopt er dus geen stroom. Hiermee weet je ook waarom sommige oude rotten - of zij die
daarvoor willen doorgaan - dikwijls de anode "de plaat" noemen. Ook de
naam "plaatspanningsapparaat" stamt hiervan af.Onderzoek aan de diode leert dat er zelfs zonder anode- of plaatspaning al een klein
stroompje door de buis gaat lopen. Veroorzaakt door afgedwaalde electronen van de gloeidraad,
de kathode. Bij een negatieve anodespanning is dat stroompje snel verdwenen maar bij een
positieve anodespanning wordt het steeds groter... tot boven een bepaalde spanning de stroom
niet meer toeneemt. De diode is dan in verzadiging.Lee de Forest bedacht dat de anodestroom klaarblijkelijk door het elektrische veld in de buis
beïnvloed wordt en hing een stuk gaas tussen anode en katode: Het stuurrooster. Met de
spanning op dat rooster is de anodestroom veel sterker te beïnvloeden dan met de anode
spanning. Daarmee was de triode een feit. Gevolgd door een stuk of wat andere -odes.Intussen bleek een gloeidraad als kathode niet altijd ideaal. Er zijn materialen die bij
lagere temperatuur veel makkelijker electronen laten ontsnappen. Alleen is daar niet zo
makkelijk een gloeidraad mee te maken. Daarom wordt de gloeidraad bij moderne buizen alleen
gebruikt om de kathode op te warmen. De kathode zelf is een kokertje dat met speciaal
materiaal is bedekt, materiaal dat makkelijk electronen afstaat. Helaas is dat materiaal niet
onuitputtelijk. Het veroudert en na een zeker aantal branduren is het dus uitgeput.De gloeidraad zit als een spiraal in de kathode en hoeft alleen nog maar roodgloeiend te
worden, niet meer witheet. Zo kan het dus gebeuren dat een buis lek raakt waardoor het vacuum
weg is. De gloeidraad is niet stuk en gaat ook niet direct stuk als hij spanning krijgt. Wel
zie je de buis niet of nauwelijks meer gloeien en toch hij wordt wel loeiheet. Een paar weken
geleden nog een discussie over geweest hier op het forum. Een soort ultime demonstratie van
nut en noodzaak van vacuum in electronenbuizen.petrus bitbyter
- Re: Waarom vacuum in een buis noodzakelijk? Toon Cornelissen 04.1.2005 11:16 (0)
- Re: Waarom vacuum in een buis noodzakelijk? John Hupse 04.1.2005 10:25 (0)