2.7.1 Газотрони

Г

Рисунок 2.35- Вольт-амперна характеристика газотрона

азотрон являє собою двоелектродний іонний або газороз­рядний прилад, призначений для випрямлення змінного струму. Скля­ний (або металевий) балон газотрона після створення в ньому ваку­уму заповнюється ртутною парою або інертним газом за низького тиску. Всередині балона розміщені два електроди (рис. 2.35). Анод 2 газотрона виконують із нікелю або графіту і вивід анода 1 розміщу­ють у верхній частині колби; катод 3 вольфрамовий з нанесеним ша­ром оксиду. У потужних Іазоіронах для зниження теплових втрат катод розміщують всередині циліндричного екрану. Для розігріван­ня катод вмикають на низьку напругу розжарення: 2,5 В — у разі ртутного наповнення; 5 В — для інертного газу. Вища напруга роз­жарення не допускається, бо між катодними кінцями можливе виник­нення дуги. Газ чи ртутна пара може іонізуватися під дією послідовного ступінчастого збудження атомів, якщо напруга буде значно меншою від потенціалу запалювання Отже, сила струму розжарення значно більша (ампери й десятки амперів) від сили анодного струму. Трива­лість розігрівання катода знаходиться в межах від кількох до двадцяти-тридцяти хвилин.

З підвищенням анодної напруги від нуля в газотроні виникає не­великої сили електронний струм, як і в вакуумному діоді, оскільки електрони в слабкому електричному полі переміщуються від катода до анода з малою швидкістю, недостатньою для іонізації газу. Цьому режимові роботи

відповідає початкова ділянка вольт-амперної ха­рактеристики (рис. 2.36). Якщо анодну напругу підвищити до зна­чення, яке дорівнює потенціалові запалювання U_з, то електрони під дією електричного поля розвинуть швидкість, достатню для збуджен­ня й іонізації атомів газу або ртутної пари,

тобто у приладі почнеться процес Іонізації газу, внаслідок чого утвориться плазма й виникне дуговий р озряд. Під час запалювання газотрона анодна напруга змен­шується до робочої напруги, після чого залишається майже не­змінною зі зміною сили струму в газотроні. Спад напруги на від­критому

Рисунок 2.36- Газотрон та його позначення

газотроні складається зі спадів поблизу анода, у плазмі та поблизу катода, де він завжди значно більший від перших двох і ста­новить 10...20 В.

Не допускається збільшення сили анодного струму вище максимальної, оскільки при цьому збільшується спад напруги поблизу катода і важкі позитивні іони з великою силою ударяють катод, внаслідок чого руйнується активний шар і газотрон виходить з ладу.

Недоліком газотронів є їх висока чутливість до зміни напруги розжарення, яка допускається в межах +10 і —5 % номінальної. Збільшення напруги розжарення вище номінальної призводить до розпорошення катода і зменшення терміну роботи газотрона. Якщо напруга розжарення менша від номінальної, то знижується темпера­тура катода й зменшується швидкість електронів, що вилітають із катода. Внаслідок цього збільшується спад напруги поблизу катода й зменшується допустима максимальна сила струму, тобто руйну­вання катода починається при меншій силі анодного струму. Катод руйнуватиметься також, якщо приєднати навантаження, коли він буде недостатньо нагрітий. Тому перед приєднанням навантаження катод слід прогріти протягом часу, зазначеного в паспорті газотрона. Нові газотрони перед ввімкненням прогрівають з малою силою анодного струму для видалення нальотів і плям, які можуть з’явитися на електродах під час виготовлення газотронів.

Наповнені ртутною парою газотрони працюють довший строк, ніж наповнені інертним газом, але у разі ртутного наповнення газо­трони чутливіші до зміни температури навколишнього середовища.