Покоренный электрон - [66]

Между такими заэкранированными проволоками продолжают свободно проходить электроны, летящие к аноду. Ток продолжает идти, хотя на сетку и подано, как будто достаточно большое отрицательное напряжение. Его сила будет зависеть только от мощности источника тока и от сопротивления в цепи. Напряжение на электродах лампы при этом сильно снизится, а мощность, затрачиваемая на газовый разряд — неизбежные потери — станет наименьшей.

Чтобы прекратить ток, нужно либо разомкнуть цепь, либо дать отрицательное напряжение на анод. Тогда он притянет к себе положительные ионы от сетки и оттолкнет электроны к катоду. Ионизация прекратится, сетка лишится экранирующих ее ионов, и тиратрон будет вновь заперт — «дверца» закроется.

Тиратрон часто служит для выпрямления тока. При этом на его катод и анод подается переменное напряжение. При переменном токе не требуется разрывать цепь анода, так как при каждом периоде на аноде появляется отрицательное напряжение. Переменный ток сам приводит тиратрон к готовности для работы. «Дверца» закрывается — ток прекращается в тот момент, когда переменное напряжение на аноде, пройдя через нуль, станет отрицательным.

При обычном переменном токе в 50 периодов, ток всегда запирается 50 раз в секунду, а отпирается только при соответствующем уменьшении отрицательного напряжения на сетке. В этом случае он пропускает своеобразный пульсирующий выпрямленный ток.

При помощи сетки можно регулировать среднюю силу этого выпрямленного тока. Он проходит толчками, импульсами, за те полупериоды, при которых на анод подается положительное напряжение. Так как это напряжение возрастает не сразу, а постепенно, в течение каждого рабочего полупериода, то чем большее отрицательное напряжение подадим мы на сетку, тем позже будет прорываться поток электронов сквозь сетку в эти полупериоды, тем короче будут промежутки времени, когда ток идет, и сила проходящего через лампу тока в среднем будет меньше. Таким образом тиратрон может и выпрямлять переменный ток и регулировать его силу.

Весьма важное значение имеет тиратрон как пусковое реле для всевозможных автоматических устройств. Весьма малое уменьшение отрицательного напряжения на сетке тиратрона приводит к образованию анодного тока большой мощности. Иначе говоря, ничтожное изменение напряжения на сетке приводит к включению сильного тока, ранее запертого тиратроном.

Применение коронного разряда

В истории мореплавания записан случай, когда капитан корабля, увидев на мачтах огни святого Эльма, приказал матросу принести ему один из этих огней. Матрос полез на мачту, к которой был прикреплен флаг. На его древке виднелась светящаяся кисть. Матрос хотел снять огонь вместе с флагом, но как только он взял древко в руки, огонь перескочил на верхушку мачты, и оттуда его снять не удалось. Опустившись на палубу, матрос рассказал, что огонь святого Эльма холодный, совсем не греет, но шипит, как сырое дерево в костре.

Ученые исследовали это интересное явление и научились воспроизводить огни святого Эльма в лабораторных условиях.

Рис. 86. Огни святого Эльма.

Эти огни — один из видов электрического разряда, возникающего только на остроконечных, игольчатых или проволочных электродах и при давлении воздуха, близком к атмосферному. Такой разряд получил название «коронного». Коронному разряду кашли неожиданное и весьма остроумное применение, он стал исполнять обязанности трубочиста-дымоулавливателя и сортировщика пылевых частиц.

Внутри металлической трубы, диаметром около полуметра и длиной до 10 метров, натягивают тонкую проволоку. Получается прибор, подобный газотрону, только очень больших размеров — с трехэтажный дом. Тонкая проволока по середине трубы служит катодом, а стенки трубы — анодом. Между ними поддерживается постоянное высокое напряжение в десятки тысяч вольт.

Благодаря тому, что поверхность отрицательного электрода — проволоки — очень мала по сравнению с площадью внутренней стенки трубы — положительного электрода, — электрическое поле в трубе весьма неоднородно. Оно очень сильно у проволоки и слабо у стенок трубы. Поэтому ионизация газа и образование короны происходят только вокруг проволоки. Только здесь заметно свечение, только здесь образуются ионы. Ток через всю толщу воздуха в трубе поддерживается образовавшимися около проволоки отрицательными ионами.

Сквозь трубу прогоняют подлежащие очистке топочные газы. Содержащиеся в них частицы несгоревшего топлива и золы притягивают к себе отрицательные ионы и сами заряжаются отрицательно. Зарядившись, все эти пылинки под влиянием электрического поля начинают двигаться к аноду — к стенкам трубы и оседают на них. Разрядившись у стенок трубы, пыль легко отделяется от нее и ссыпается в специальные бункера.

Таким образом удается улавливать до 99 % дымовых частиц.

Количество дыма, выбрасываемого фабрично- заводскими трубами большого промышленного города, достигает чудовищных размеров. Одним из самых неблагоустроенных в этом отношении городов является Лондон.

За год на территорию Лондона выпадает свыше 125 тысяч тонн дымовых и зольных частиц. Если бы оседающие на лондонских улицах дымовые частицы не смывало дождем, если бы их ежедневно не убирали, британская столица давным-давно была бы засыпана золой и сажей до самых крыш. Загрязнение воздуха лишает лондонцев половины солнечного света.