Problem z doborem parametrów żarzenia

[Alek]

Równolegle zajmuję się zagadnieniami związanymi z projektowaniem lamp, gdyż na tym etapie czas na to najwyższy.

Zastanawiam się nad jak najrozsądniejszym doborem parametrów żarzenia w moich lampach. Na razie decyduję sie na katodę wolframową, jako najprostszą w wykonaniu.
Jak wiadomo, dobor parametrów takiej katody jest pewnym kompromisem między trwałością, mocą żarzenia i wreszcie zużyciem materiałów.

Ze względu na niemożność stosowania długich katod (trudności z mocowaniem) rozważam jedynie katody proste, a nie typu "V" lub "W", które wymagają podpórek włókna. Z tego względu katoda musi być jak najkrótsza-niskie napięcie żarzenia. Wydaje się, że odpowiednie jest napięcie żarzenia równe 4V.

Wydaje się, że prąd emisyjny nie musi być bardzo duży, może to być około 5mA.
Obliczenia wskazują, że można zbudować katody o następujących parametrach:

Katoda 1:
-prąd emisji 5,4mA
-napięcie żarzenia 4V
-prąd żarzenia 1A
- grubość drutu 0,08mm
-trwałość około 4750 godzin
-geometryczna długość katody 3,2cm

Katoda 2:
-prąd emisji 6,5 mA
-napięcie żarzenia 4V
-prąd żarzenia 1,2 A
-grubość drutu 0,09mm
-trwałość około 5400 godzin
-geometryczna długość katody 3,4cm

katoda 3:

-prąd emisji 8 mA
-napięcie żarzenia 4V
-prąd żarzenia 1,5 A
-grubość drutu 0,1mm
-trwałość około 6200 godzin
-geometryczna długość katody 3,6 cm

katoda 4:

-prąd emisji 10,1 mA
-napięcie żarzenia 4V
-prąd żarzenia 1,9 A
-grubość drutu 0,12 mm
-trwałość około 7200 godzin
-geometryczna długość katody 3,9 cm


Wykonałem też obliczenie dla katody mniej prądożernej, któa przy 0,5A żarzenia daje około 5 mA prądu emisyjnego. Jednak trwałość takiej katody nieznacznie przekracza 600 godzin. Według wcześniej przeprowadzonej ankiety taka trwałosć jest niedopuszczalna.

Optymalne wydają się katody 1 i 2, jednak ta średnica drutu może być dla mnie niedostępna. natomiast jest dostępna średnica 0,12 mm. Mam przeto pytanie, czy prąd żarzenia rzędu 1,9A jest według Was jeszcze do przyjęcia?

[krzkomar]

To zależy jakiej mocy będzie lampa - jak będzie miała stosunkowo sporą moc (zakładam że przy wysokim anodowym) to jest to do przyjęcia. Bez sensu byłaby lampa gdzie 10W palimy na żarnik aby uzyskać 10mW. No, chyba że mowa o lampach doświadczalnych - tu wszelkie chwyty dozwolone.

[Alek]

Jak wynika z przedstawionych wyliczeń, prąd emisyjny jest rzędu kilku miliamperów. Nie wiadomo jak będzie z próżnią w samej bańce, toteż raczej nie planuję napięcia anodowego większego niż 100...150V. Zatem w żadnym razie nie będą to lampy mocy. Myślę, że bańka wytrzyma żar z katody, natomiast wolałbym uniknąć jakichś specjalnych zabiegów z chłodzeniem anody.

[Piotr]

Moim zdaniem prąd większy niż 5mA nie będzie aż tak niezbędny.
Osobiście wybrałbym do testów katodę z niższym prądem emisyjnym, ale za to odpowiednio niższym prądem żarzenia.
Punkt widzenia ewentualnego użytkownika, nie mającego wiedzy o wykonaniu, a oczekującego konkretnego efektu :)

[Bielak]

a czy masz możliwośc obróbki miki? mianowicie pomosty mikowe można by zrobić taką szpatułkę z miki z nacięciami i w zdłuż tej szpatułki nawijac drut wolframowy weszłoby go wtedy znacznie więcej i i trzymał by się też dobrze

[jdubowski]

mianowicie pomosty mikowe można by zrobić taką szpatułkę z miki z nacięciami i w zdłuż tej szpatułki nawijac drut wolframowy weszłoby go wtedy znacznie więcej i i trzymał by się też dobrze

To się nie uda - w temperaturze jaką ma skrętka mika będzie siś sypać, co gorsza zapewne z wytworzeniem produktów gazowych...

[Alek]

Jarek ma rację. W temperaturze powyżej 600...700 stopni mika traci wodę konstytucyjną. Para wodna zepsuje próżnię. Poza tym na razie nie przewiduję stosowania mostków. Wygląda na to, że do wykonania będzie katoda numer 3 (1,5A/4V).

[krzkomar]

Myślę, że ze względu na stabilność będziesz musiał pomyśleć jednak nad konstrukcją typu V. Zmiana temperatury włókna będzie wpływać na zmianę jego długości i to moim zdaniem dyskwalifikuje sztywne umocowanie włókna - tam musi być gdzieś sprężynka napinająca (a skoro musi być sprężynka napinająca to czemu nie konstrukcja typu V lub W). O ile jeszcze dla żarnika długości kilku mm starczy zapewne sprężystość samych elektrod trzymających żarnik, o tyle dla dłuższych może być to problemem.

[tszczesn]

Równolegle zajmuję się zagadnieniami związanymi z projektowaniem lamp, gdyż na tym etapie czas na to najwyższy.

[...]

Zastanawiam się nad jak najrozsądniejszym doborem parametrów żarzenia w moich lampach. Na razie decyduję sie na katodę wolframową, jako najprostszą w wykonaniu.
Optymalne wydają się katody 1 i 2, jednak ta średnica drutu może być dla mnie niedostępna. natomiast jest dostępna średnica 0,12 mm. Mam przeto pytanie, czy prąd żarzenia rzędu 1,9A jest według Was jeszcze do przyjęcia?

Przyjrzyj sie konstrukcjom oryginalnych starych lamp np. w http://www.r-type.org , to jest kopalnia pomyslow. Zarzenie 4V/1A bylo napoczatku alt 20-tych abolutnie normalne, a uzyskiwane prady emisyjne byly rzdu 1 - 3mA, tak wiec 5mA to juz duzo. I tak lampy beda musialy byc zarzone przez reostat. W pierwszych lampach nie za bardzo sie przejmowano roziagliwoscia termiczna, drucik byl zamocowany na wspornikach dosc luzno, tak, ze po rozgrzaniu wydluzenie powodowalo jedgo wygiecie. Nikomu to nie szkodzilo, bo siatka byla odpowiednio daleko. Obejrzyjk zreszta lampe EVN171, tak konstrukcja zarnika jest jeszcze ciekawsza :)

[_idu]

Od konstrukcji takich lamp wziął się symbol triody.