Formula Barkhausen

Formula Barkhausen [1] , altfel ecuația de bază a lămpii [2] , este o expresie matematică care raportează parametrii unui tub electronic (panta caracteristicii, câștig static, permeabilitate și rezistență internă). Numit după omul de știință german Heinrich Georg Barkhausen ( germană: Heinrich Georg Barkhausen ).

Expresie matematică

Prin câștig static : ${\textstyle \mu }$

${\mu \over S\cdot R_{i}}=1$

Prin permeabilitate : $D$

$D\cdot S\cdot R_{i}=1,$

Unde

${\textstyle \mu }$ - câștig static egal cu raportul dintre creșterea tensiunii anodului și creșterea tensiunii rețelei la un curent anodic constant: [aprox. 1] ; ${\ displaystyle \ mu = {\ Delta U_ {a} \ peste \ Delta U_ {g)}}$
${\textstyle S}$ - abrupția caracteristicii statice, egală cu raportul dintre creșterea curentului anodic și creșterea tensiunii rețelei la o tensiune constantă la anod $S={\Delta I_{a} \over \Delta U_{g));$
${\textstyle R_{i))$ - rezistența internă a lămpii la curentul alternativ, egală cu raportul dintre creșterea tensiunii la anod și creșterea curentului anodului $R_{i}={\Delta U_{a} \over \Delta I_{a));$
${\textstyle D}$ - permeabilitatea lămpii, egală cu raportul dintre creșterea tensiunii rețelei și creșterea tensiunii anodului [cca. 1] . $D={\Delta U_{g} \peste \Delta U_{a)}$

De obicei, panta este exprimată în mA / V , apoi rezistența internă trebuie luată în kOhm .

Sensul fizic

Formula arată că doar doi dintre cei trei parametri principali ai triodei sunt independenți, al treilea este complet determinat de acești doi.

Permeabilitate și câștig

$\mu ={\Delta U_{a} \over \Delta U_{g));$ $D={\Delta U_{g} \peste \Delta U_{a)}$

Din definiție se poate observa că factorul de amplificare statică și permeabilitatea lămpii sunt reciproce și au aceeași semnificație fizică: cu cât potențialul rețelei afectează mai puternic curentul anodic față de potențialul anodic [3] .

Permeabilitatea arată ce proporție din liniile electrice ale câmpului electric al anodului pătrunde prin rețea până la catod. Astfel, cu cât plasa este mai groasă, cu atât permeabilitatea lămpii este mai mică și câștigul este mai mare [4] .

Grilele de control cu densitate variabilă fac posibilă variarea permeabilității diferitelor secțiuni ale lămpii și ajustarea câștigului pe o gamă largă prin modificarea valorii de polarizare negativă pe grilă [5] , lămpile de acest tip sunt numite „varimyu”.

Abrupte

${\ displaystyle S = {\ Delta I_ {a} \ peste \ Delta U_ {g)}}$

Prin dimensiune, are semnificația conductivității , dar aceasta nu este conductivitatea unui singur circuit, ci conductivitatea reciprocă a circuitelor de rețea și anod. Abruptul este mai mare, cu cât grila este mai aproape de catod și cu atât suprafața emitentă a catodului este mai mare [6] .

Rezistența internă

Dacă câștigul (permeabilitatea) și abruptul caracteristicii sunt legate de parametrii de proiectare ai sistemului de electrozi al lămpii, atunci rezistența internă nu este direct legată de proiectarea lămpii și este determinată de doi parametri independenți conform formula Barkhausen [6] .

Dependență de modul lămpii

Odată cu scăderea potențialului grilei de control, abruptul lămpii scade [7] . Acest lucru se întâmplă deoarece norul de electroni format de catod („catod virtual”) respinge și se îndepărtează de rețea, iar suprafața acestuia scade. În același timp, factorul de amplificare (permeabilitatea) lămpii, care depinde de densitatea grilei, rămâne neschimbat, respectiv rezistența internă a lămpii crește.

Lămpi multigrid

Pentru lămpile cu grilă de ecranare (tetrode, pentode, hexode, heptode), formula Barkhausen este încă valabilă, dar dependența parametrilor electrici de proiectarea lămpii este mai complexă. Dependența pantei și a rezistenței interne de potențialul rețelei de control la un potențial de ecranare constant este aceeași ca pentru o triodă, dar o modificare a potențialului rețelei de ecranare determină o schimbare puternică atât a pantei, cât și a rezistenței interne, iar câștigul, care crește odată cu scăderea potențialului grilei ecranului [7] .

Lămpile Variyu sunt de obicei pentode.

Note

↑ 1 2 Deoarece pentru a menține puterea curentului anodului neschimbată odată cu creșterea tensiunii la anod, este necesară scăderea tensiunii pe rețea, astfel încât semnele creșterii tensiunilor anodului și rețelei sunt opuse . Astfel, lampa inversează faza oscilației cu (jumătate de ciclu). Strict vorbind, pentru a obține un câștig pozitiv, este necesar, ținând cont de semne, să se folosească formulele , dar acest minus este adesea omis ( Ginkin, 1939 , p. 375), numărând tensiunile pe grilă în direcție opusă. ${\textstyle \pi }$ $\mu =-{\Delta U_{a} \over \Delta U_{g)),$ $D=-{\Delta U_{g} \over \Delta U_{a)}$

Surse

↑ TSB1 / Barkhausen, Heinrich - Wikisource . en.wikisource.org. Preluat: 30 martie 2020. (nedefinit)
↑ Ginkin, 1939 , p. 376.
↑ Ginkin, 1939 , p. 375.
↑ Izyumov, 1965 , p. 218.
↑ Izyumov, 1965 , p. 232-233.
↑ 1 2 Izyumov, 1965 , p. 219.
↑ 1 2 Ginkin, 1939 , p. 385.

Literatură

G. G. GINKIN. Manual de inginerie radio. — al 3-lea, corectat și completat. - Moscova - Leningrad: Oborongiz, 1939.
N. M. Izyumov, D. P. Linde. Fundamentele ingineriei radio. - al 2-lea, revizuit. - Moscova - Leningrad: Energie, 1965. - 480 p. — (Bibliotecă radio de masă). - 200.000 de exemplare.