Физика для любознательных. Том 3. Электричество и магнетизм. Атомы и ядра - [124]

Фиг. 84.Опыт 7 (б).

Опыт 8. Триод. Описание общего принципа работы триода приведено в гл. 33.

Стандартные радиолампы, играющие существенную роль в радиоприемниках, передатчиках, усилителях и т. д., являются триодами с подогревным катодом, сеткой и анодом. Другие лампы с причудливыми названиями и большим числом электродов (так называемые пентоды) фактически являются тоже триодами, но с дополнительными деталями. Основной принцип действия у них тот же самый.

Студенты, обучающиеся на радиоинженеров, проделывают длительные опыты с триодами, чтобы построить для них график анодный ток в зависимости от напряжения НА СЕТКЕ, ПОСКОЛЬКУ из этого графика можно получить интересную информацию, такую, как «сопротивление» лампы, коэффициент ее усиления, емкость и т. д.

В нашем курсе следует проделать более простой опыт: включить лампу и обнаружить ее усиление. (Используйте простой триод, такой, как 6Ж5.)

Устройство лампы. Неотъемлемой частью лампы является нагревающий провод или нить накала (соединенная с клеммами H, H). Нить накала подогревает окружающий ее катод (соединенный с выводом K), который, будучи раскаленным, испускает электроны. Катод окружен спиральным проводом, сеткой (соединенной с выводом G), изолированной от катода. За ними расположен анод — экран из темного металла. К сожалению, практически только анод и можно увидеть сквозь стеклянный корпус лампы. Внутри лампы хороший вакуум. Попросите дать вам разбитую лампу и посмотрите на сетку и нить накала: все устройство — прямо ювелирная работа, чудо механической сборки.

Опыт 8(а). Включение лампы (фиг. 85).

а) Смонтируйте цепь для разогрева нити накала, включив в нее выключатель, амперметр и батарею на 6 в, без реостата. Нити накала большинства ламп, рассчитаны на работу при 6,3 в, но ток от 6 в тоже сможет разогреть катод достаточно сильно, так, чтобы из него вылетало необходимое количество электронов.

Фиг. 85. Подогрев катода.

б) Для того чтобы можно было управлять потоком электронов, между сеткой и катодом должна существовать определенная разность потенциалов. Если сетка заряжена положительно, она способствует лишь разрушительному действию ливня электронов, поэтому в электронике на сетку никогда не подается положительное напряжение. Чтобы иметь ощутимый контроль, потенциал сетки должен быть на несколько вольт ниже потенциала катода.

Фиг. 86. Смещение на сетке.

в) Для того чтобы иметь возможность создавать между сеткой и катодом подходящую разность потенциалов, воспользуйтесь потенциометром и батареей (с э.д.с. скажем, 10 в).

Фиг. 87.Делитель напряжения на сетке.

г) Чтобы на анод попали все электроны, которые летят на сетку, между анодом и катодом должна существовать достаточно большая разность потенциалов. Какого знака должно быть напряжение на аноде, «+» или «—»?

Воспользуйтесь напряжением сети постоянного тока в 120 в и включите в цепь миллиамперметр. Включать вольтметр нет необходимости.

Нарисуйте вашу цепь, соберите ее и опробуйте для того, чтобы удостовериться в наличии анодного тока. После этого лампа готова к опытам 8(б) и 8(в).

Фиг. 88.Анодная цепь.

Усиление

Когда триод работает как усилитель, то напряжение, приложенное между его сеткой и катодом, он превращает в еще большее напряжение на сопротивлении, включенном в анодную цепь. Основной механизм усиления (описанный в гл. 33) таков: изменение сеточного напряжения влечет за собой сильное изменение потока электронов через сетку. Проходя через сетку, поток ускоряется полем, создаваемым большой разностью потенциалов между анодом и катодом, в направлении к аноду. Следовательно, изменения сеточного напряжения приводят к большим изменениям «анодного тока» — тока электронов от катода через сетку к аноду, затем через анодную батарею (или что-либо эквивалентное ей) назад к катоду. Кроме того, этот анодный ток может проходить через любую аппаратуру, последовательно включенную в анодную сеть. Именно в ней могут проявляться усиленные изменения напряжения. В анодной цепи происходит не только усиление напряжения. В ней также происходит и усиление тока. Поэтому получаемая мощность на выходе анодной цепи превышает во много раз мощность на входе цепи сетки. В отличие от трансформатора лампа усиливает мощность, причем дополнительная энергия черпается от батареи в анодной цепи.

Опыт 8(б). Триод-усилитель.

Сделайте следующие изменения вашей цепи:

а) В анодную цепь включите реостат сопротивлений, чтобы можно было сделать разность потенциалов пропорциональной потоку электронов. Это «выходное напряжение». В многокаскадных усилителях оно может затем подаваться на сетки других ламп.

б) Параллельно переменному напряжению, приложенному между сеткой и катодом вопыте 8(a), включите вольтметр V₁. Он будет показывать изменения напряжения «на входе».

в) Параллельно сопротивлению в анодной цепи включите вольтметр V₂. Он будет показывать изменения напряжения «на выходе». Начните двигать ручку 10-вольтового реостата на входе сетки вверх-вниз и следите за показаниями обоих вольтметров. Вы должны увидеть «усиление»: при изменении показания V₁ на 1 в наблюдается