- •Глава 1. Электростатика
- •Глава 2. Постоянный ток
- •Глава 3. Электромагнетизм и электромагнитная индукция
- •Глава 4. Однофазный переменный ток
- •Глава 5. Трехфазная система переменного тока
- •Глава 6. Электрические измерительные приборы и измерения
- •66. Общие сведения
- •Глава 7. Трансформаторы стр. 119.
- •Глава 8. Асинхронные двигатели
- •Глава 9. Синхронные машины
- •Глава 10. Машины постоянного тока
- •Глава 11. Электрическая аппаратура управления и защиты
- •Глава 12. Производство, передача и распределение электрической энергии
- •Глава 13. Электровакуумные приборы
- •Глава 14. Газорязрядные приборы
- •Глава 15. Полупроводниковые приборы
- •Глава 1
- •§ 1. Понятие об электронной теории строения вещества
- •§2. Взаимодействие зарядов. Закон кулона
- •§ 3. Электризация тел
- •§ 4. Электрическое поле
- •§ 5. Потенциал
- •§ 6. Напряженность поля
- •§ 7. Понятие об электрическом токе
- •§ 8. Проводники и диэлектрики
- •§ 9. Электрическая емкость. Конденсаторы
- •§ 10. Заряд и разряд конденсатора
- •§11. Соединения конденсаторов
- •§ 12. Понятие об электроискровом способе обработки металлов
- •Контрольные вопросы
- •Глава II
- •Постоянный ток
- •§ 13. Электрическая цепь постоянного тока
- •§ 14. Электродвижущая сила
- •§ 15. Электрическое сопротивление
- •§ 16. Закон ома
- •§ 17. Последовательное соединение сопротивлений
- •§ 18. Первый закон кирхгофа
- •§ 19. Параллельное соединение сопротивлений
- •§ 20. Смешанное соединение сопротивлений
- •§ 21. Второй закон кирхгофа
- •§ 22. Работа и мощность электрического тока
- •§ 23. Коэффициент полезного действия или отдача
- •§ 24. Закон ленца —джоуля
- •§ 25. Нагревание проводников электрическим током
- •§ 26. Электрическая дуга
- •§ 27. Химическое действие электрического тока
- •§ 28. Гальванические элементы
- •§ 29. Аккумуляторы
- •§ 30. Атомные элементы
- •§ 31. Термоэлементы
- •§ 32. Солнечные батареи
- •Глава III
- •Электромагнетизм
- •И электромагнитная индукция
- •§ 33. Общие сведения
- •§ 34. Магнитное поле электрического тока
- •§ 35. Понятие о природе магнетизма
- •§ 36. Магнитная индукция
- •§ 37. Напряженность магнитного поля
- •§ 38. Магнитный поток
- •§ 39. Намагничивание стали. Магнитная проницаемость
- •§ 40. Перемагничивание стали. Коэрцитивная сила
- •§ 41. Потери энергии на перемагничивание
- •§ 42. Электромагниты и их применение
- •§ 43. Электромагнитная индукция.
- •§ 44. Самоиндукция. Индуктивность
- •§ 45. Величина и направление э. Д. С. Самоиндукции
- •§ 46. Взаимоиндукция
- •§ 47. Вихревые токи
- •Контрольные вопросы
- •Глава IV однофазный переменный ток
- •§ 48. Получение переменной электродвижущей силы
- •§ 49. Основные величины, характеризующие переменный ток
- •§ 50. Понятие о сложении переменных напряжений и токов.
- •§ 51. Понятие о векторах и векторных диаграммах
- •§ 52. Активное сопротивление в цепи переменного тока
- •§ 53. Индуктивность в цепи переменного тока
- •§ 54. Емкость в цепи переменного тока
- •§ 55. Цепь переменного тока с активным и индуктивным сопротивлениями
- •§ 56. Цепь переменного тока с активным, индуктивным и емкостным сопротивлениями
- •§ 57. Цепь переменного тока с параллельно соединенными сопротивлениями
- •§ 58. Понятие о резонансе напряжений
- •§ 59. Понятие о резонансе токов
- •§ 60. Мощность однофазного переменного тока
- •Глава V трехфазная система переменного тока
- •§ 61. Трехфазные генераторы
- •§ 62. Соединения обмоток генератора
- •§ 63. Включение нагрузки в сеть трехфазного тока
- •§ 64. Мощность трехфазного тока
- •§ 65. Вращающееся магнитное поле
- •Контрольные вопросы
- •Глава VI электрические измерительные приборы и измерения
- •§ 66. Общие сведения
- •§ 67. Электромагнитные приборы
- •§ 68. Магнитоэлектрические приборы
- •§ 69. Термоэлектрические приборы
- •§ 70. Электродинамические приборы
- •§ 71. Индукционные приборы
- •§ 72. Измерение силы тока. Расширение пределов измерения амперметра
- •§ 73. Измерение напряжения. Расширение пределов измерения вольтметра
- •§ 74. Измерение сопротивлений
- •§ 75. Мегомметр
- •§ 76. Универсальный электроизмерительный прибор
- •§ 77. Мост для измерения сопротивлений
- •§ 78. Измерение электрической мощности и энергии
- •§ 79. Понятие об измерении неэлектрических величин
- •Контрольные вопросы
- •Глава VII трансформаторы
- •§ 80. Общие сведения о трансформаторах
- •§ 81. Принцип действия и устройство трансформатора
- •§ 82. Рабочий процесс трансформатора
- •§ 83. Трехфазные трансформаторы
- •§ 84. Опыт холостого хода и короткого замыкания
- •§ 85. Определение рабочих свойств трансформаторов по данным опытов холостого хода и короткого замыкания
- •§ 86. Автотрансформаторы
- •§ 87. Измерительные трансформаторы
- •Глава VIII асинхронные двигатели
- •§ 88. Общие положения
- •§ 89. Принцип действия асинхронного двигателя
- •§ 90. Обмотки машин переменного тока
- •§ 91. Устройство асинхронного двигателя
- •§ 92. Работа асинхронного двигателя под нагрузкой
- •§ 93. Вращающий момент асинхронного двигателя
- •§ 94. Рабочие характеристики асинхронного двигателя
- •§ 95. Пуск в ход асинхронных двигателей
- •§ 96. Двигатели с улучшенными пусковыми свойствами
- •§ 97. Регулирование скорости вращения трехфазных асинхронных двигателей
- •§ 98. Однофазные асинхронные двигатели
- •Глава IX синхронные машины
- •§ 100. Принцип действия синхронного генератора
- •§ 101. Устройство синхронного генератора
- •§ 102. Работа синхронного генератора под нагрузкой
- •§ 103. Синхронные двигатели
- •Глава X машины постоянного тока
- •§ 104. Принцип действия генератора постоянного тока
- •§ 105. Устройство генератора постоянного тока
- •§ 106. Обмотки якорей машин постоянного тока
- •§ 107. Э. Д. С. Машины постоянного тока
- •§ 108. Магнитное поле машины постоянного тока при нагрузке
- •§ 109. Коммутация тока
- •§ 110. Работа машины постоянного тока в режиме генератора
- •§ 111. Способы возбуждения генераторов постоянного тока
- •§ 112. Характеристики генераторов постоянного тока
- •§ 113. Работа машины постоянного тока в режиме двигателя
- •§ 114. Пуск двигателей постоянного тока
- •§ 115. Характеристики двигателей постоянного тока
- •§ 116 Регулирование скорости вращения двигателей постоянного тока
- •§ 117. Потери и к. П. Д. Машин постоянного тока
- •§ 118. Коллекторные двигатели переменного тока
- •Глава XI электрическая аппаратура управления и защиты
- •§ 119. Выключатели и рубильники
- •§ 120. Автоматы
- •§ 121. Предохранители
- •§ 122. Реостаты
- •§ 123. Контроллеры
- •§ 124. Контактор. Магнитный пускатель
- •§ 125. Тепловое реле
- •Контрольные вопросы
- •Производство, передача и распределение электрической энергии
- •§ 126. Производство и передача электрической энергии
- •§ 127. Трансформаторные подстанции
- •§ 128. Оборудование трансформаторных подстанций
- •§ 129. Защита электрооборудования
- •Глава XIII электровакуумные приборы
- •§ 130. Электронная эмиссия
- •§ 131. Двухэлектродная лампа (диод)
- •§ 132. Характеристика и параметры диода
- •§ 133. Выпрямление переменного тока
- •§ 134. Трехэлектродная лампа (триод)
- •§ 135. Характеристика и параметры триода
- •§ 136. Принцип усиления электрических колебаний
- •§ 137. Ламповый генератор
- •§ 138. Триод в электронном реле
- •§ 139. Четырехэлектродная лампа (тетрод)
- •§ 140. Пятиэлектродная лампам (пентод)
- •§ 141. Электроннолучевая трубка. Осциллограф
- •Глава XIV газоразрядные приборы
- •§ 142. Ионные приборы
- •§ 143. Неоновая лампа
- •§ 144. Газосветная лампа
- •§ 145. Стабилитрон
- •§ 146. Тиратрон
- •§ 147. Ртутный выпрямитель
- •§ 148. Газоразрядный счетчик радиоактивных излучений
- •Глава XV полупроводниковые приборы
- •§ 149. Строение и электропроводность полупроводников
- •§ 150. Понятие об электронной и дырочной проводимости
- •§ 151. Примесная проводимость полупроводника
- •§ 152. Образование электронно-дырочного перехода
- •§ 153. Полупроводниковые диоды
- •§ 154. Полупроводниковые выпрямители
- •§ 155. Транзисторы
- •§ 156. Тиристоры
- •§ 157. Фотоэлементы и фотореле
- •Контрольные вопросы
§ 131. Двухэлектродная лампа (диод)
На принципе термоэлектронной эмиссии основана работа электронных ламп. Электронная лампа, имеющая два электрода — Катод и анод, называется двухэлектродной или диодом.
Основными деталями двухэлектродной электронной лампы являются катод и анод, укрепленные в стеклянном или металлическом баллоне, из которого выкачан воздух.
Катод, служащий источником электронов, в простейшем виде представляет собой нить из тугоплавкого металла, обычно вольфрама.
Пропуская по катоду электрический ток, можно накалить его до высокой температуры и тогда из его поверхности в вакуум будут вылетать электроны, образуя вокруг катода электронное облачко (пространственный заряд).
Чтобы катод, изготовленный из вольфрама, испускал нужное для работы электронной лампы количество электронов, он должен быть нагрет до 2000° С. Для поддержания такой высокой температуры по нити накала приходится пропускать ток значительной
силы. Поэтому электронные лампы с вольфрамовым (металлическим) катодом потребляют большую мощность и являются в этом отношении неэкономичными.
Более экономичны активированные металлические катоды. Они представляют собой нить из вольфрама, молибдена или никелевый цилиндр, покрытый тонкой пленкой окиси щелочноземельного металла бария и т. п. Активированные катоды применяют в большинстве электронных ламп; рабочая температура этих катодов 700— 900° С.
Катоды, у которых поверхность самой нити накала являете! источником электронов (рис. 174, а), называются катодами прямого накала. Недостатком таких катодов является то, что накал ниш можно осуществить только от источника постоянного тока и нельзя применять переменный ток. При питании этого катода переменные током из-за малой тепловой инерции катода прямого накала его температура изменяется с удвоенной частотой переменного тока, что приводит к непостоянству потока электронов, а следовательно и тока, протекающего через лампу. По этой причине чаще применяют катоды косвенного накала — подогревные катоды.
Катод косвенного накала (рис. 174, б) представляет собой никелевую трубочку, поверхность которой покрыта тонким слоем оксида, способного испускать электроны при сравнительно низкой температуре. Внутри трубочки находится покрытая изолирующим; слоем вольфрамовая нить накала (подогреватель), по которой пропускают электрический ток. Нагретая током нить накала подогревает активированный оксидный катод и из него вылетают электроны.
По сравнению с катодами прямого накала катоды косвенного лакала (подогревные) обладают большой тепловой инерцией. Из-за этого электронная лампа с таким катодом начинает работать не сразу, а через 1—2 мин после включения, т. е. после предварительного нагрева. Питание подогревных катодов осуществляется переменным током.
Вокруг катода электронной лампы на некотором расстоянии от него помещается металлический анод, в простейшем виде это цилиндр. Материалами для изготовления анодов являются тугоплавкие металлы — никель, молибден и тантал. Применение таких тугоплавких металлов вызвано тем, что при работе электронных ламп аноды сильно разогреваются.
Анод, как и нить накала, укреплен внутри лампы и соединен с металлическими штырьками цоколя (рис. 175, а), изготовленного из изоляционного материала. Электроды лампы различного типа соединяются со штырьками цоколя определенным образом. Схему соединения электродов ламп со штырьками называют цоколевкой (рис. 175, б). Счет штырьков ведется по часовой стрелке от направляющего ключа, если Ша лампу смотреть со стороны цоколя, повернув его к себе.
Включение электронной лампы в схему осуществляется через ламповую панель, изготовленную из изоляционного материала. При установке штырьков цоколя электронной лампы в отверстия панели электроды лампы через лепестки соединяются с цепью.
Для работы электронной лампы, как уже указывалось, необходимо накалить ее нить. Для этого в простейшем случае нить соединяют с батареей, которую называют батареей накала Бн. Ко второму электроду лампы (аноду) присоединяют другую батарею так, чтобы она своим положительным электродом соединялась с анодом лампы, а отрицательным — с нитью накала (рис. 176, а). Эта батарея называется анодной батареей Ба, При таком включении батареи анод заряжен положительно по отношению к катоду 11 между ними возникает электрическое поле. Когда нить накала нагревается, из катода начнут вылетать электроны, несущие отрицательный электрический заряд. Эти электроны будут притягиваться положительно заряженным анодом и под действием сил поля пролетать расстояние между катодом и анодом по цепи: катод — анод — сопротивление — миллиамперметр — анодная батарея - катод. Направление тока в цепи, как мы условились считать, будет обратным направлению движения электронов. Эту цепь называют анодной цепью лампы.
Если полюсы анодной батареи переключить (к аноду лампы присоединить минус анодной батареи, а к нити накала — плюс), то отрицательно заряженный анод оттолкнет вылетевшие из нити электроны назад на катод и в анодной цепи тока не возникнет (рис. 176, б). Стрелка миллиамперметра останется у нулевого деления.
Таким образом, электронная лампа (диод) проводит ток только в одном направлении — от анода к катоду при наличии положительного заряда на аноде по отношению к катоду.
Свойство двухэлектродной лампы пропускать ток в одном направлении используется для выпрямления переменного тока в постоянный.