गैसयुक्त नलिका: Difference between revisions
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मौलिक तंत्र टाउनसेंड निर्वाह (डिस्चार्ज) है, जो आयन प्रभाव द्वारा इलेक्ट्रॉन प्रवाह का निरंतर गुणन है जब गैस के घनत्व के लिए विद्युत क्षेत्र की क्षमता का एक महत्वपूर्ण मान पहुंच जाता है। जैसे-जैसे विद्युत क्षेत्र बढ़ता है, निर्वहन (डिस्चार्ज) को विभिन्न चरणों का सामना करना पड़ता है जैसा कि संलग्न भूखंड में दिखाया गया है। उपयोग की जाने वाली गैस नाटकीय रूप से ट्यूब के मापदंडों को प्रभावित करती है। व्यवधान (ब्रेकडाउन) वोल्टेज गैस संरचना और विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) की दूरी पर निर्भर करता है। निर्भरता का वर्णन पासचेन के नियम द्वारा किया गया है। | मौलिक तंत्र टाउनसेंड निर्वाह (डिस्चार्ज) है, जो आयन प्रभाव द्वारा इलेक्ट्रॉन प्रवाह का निरंतर गुणन है जब गैस के घनत्व के लिए विद्युत क्षेत्र की क्षमता का एक महत्वपूर्ण मान पहुंच जाता है। जैसे-जैसे विद्युत क्षेत्र बढ़ता है, निर्वहन (डिस्चार्ज) को विभिन्न चरणों का सामना करना पड़ता है जैसा कि संलग्न भूखंड में दिखाया गया है। उपयोग की जाने वाली गैस नाटकीय रूप से ट्यूब के मापदंडों को प्रभावित करती है। व्यवधान (ब्रेकडाउन) वोल्टेज गैस संरचना और विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) की दूरी पर निर्भर करता है। निर्भरता का वर्णन पासचेन के नियम द्वारा किया गया है। | ||
=== गैस | === गैस दाब === | ||
गैस का | गैस का दाब 0.001 और 1,000 टोर्र (0.13-130,000 पीए) के बीच हो सकता है आमतौर पर, 1-10 टोर्र के बीच के दाबों का उपयोग किया जाता है।<ref name="ch2"/> गैस का दाब निम्नलिखित कारकों को प्रभावित करता है<ref name="ch2"/> | ||
* [[ ब्रेकडाउन वोल्टेज ]] (जिसे इग्निशन वोल्टेज भी कहा जाता है) | * [[ ब्रेकडाउन वोल्टेज ]] (जिसे प्रज्वलन (इग्निशन) वोल्टेज भी कहा जाता है) | ||
* | * विद्युत घनत्व | ||
* | *प्रचालन वोल्टेज | ||
* | *प्रतिज्वलन वोल्टेज | ||
*ट्यूब | *ट्यूब का जीवनकाल (गैस के उपयोग के कारण कम दाब वाली नलिकाओं (ट्यूबों) का जीवनकाल कम होता है) | ||
*कैथोड | *कैथोड कणक्षेपण, उच्च दबाव में कम होता है। | ||
एक निश्चित मूल्य | एक निश्चित मूल्य से ऊपर, गैस का दाब जितना अधिक होगा, प्रज्वलन (इग्निशन) वोल्टेज उतना ही अधिक होगा। जब गैस का दाब कम होता है, तो ठंडा होने पर उच्च दाब वाली प्रकाश नलिकाओं (ट्यूबों) को प्रज्वलन के लिए कुछ किलोवोल्ट आवेग की आवश्यकता हो सकती है। गरम करने के बाद, जब प्रकाश उत्सर्जन के लिए उपयोग किए जाने वाले वाष्पशील यौगिक वाष्पीकृत हो जाते हैं और दाब बढ़ जाता है, तो निर्वाह (डिस्चार्ज) के शासन के लिए या तो काफी अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है या दीपक (लैंप) को ठंडा करके आंतरिक दाब को कम करना पड़ता है।<ref name="handopto"/> उदाहरण के लिए, कई सोडियम वाष्प लैंप बंद होने के तुरंत बाद फिर से नहीं जलाए जा सकते। इससे पहले कि वे फिर से जल सकें, उन्हें ठंडा होना चाहिए। | ||
गैस का उपयोग | ट्यूब के संचालन के दौरान गैस का उपयोग किया जाता है, जिसे सामूहिक रूप से सफाई कहा जाता है। गैस के परमाणु या अणु विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) की सतहों पर अधिशोषित होते हैं। उच्च वोल्टेज नलिकाओं (ट्यूबों) में, त्वरित आयन विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) सामग्री में प्रवेश कर सकते हैं। विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) के कणक्षेपण द्वारा बनाई गई नई सतहें, उदाहरण- नलिका (ट्यूब) की आंतरिक सतहें भी आसानी से गैसों को सोख लेती हैं। गैर-अक्रिय गैसें भी नलिका (ट्यूब) घटकों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया कर सकती हैं। कुछ धातुओं के माध्यम से हाइड्रोजन विसरित हो सकता है।<ref name="ch2"/> | ||
वैक्यूम ट्यूबों में गैस को हटाने के लिए | वैक्यूम ट्यूबों में गैस को हटाने के लिए अवशोषी का उपयोग किया जाता है। गैस से भरे नलिकाओं (ट्यूबों) के लिए गैस की आपूर्ति के लिए, पुनःपूर्ति करने वाले कार्यरत हैं। आमतौर पर, पुनःपूर्ति करने वालों का उपयोग हाइड्रोजन के साथ किया जाता है एक हाइड्रोजन-अवशोषित धातु (जैसे ज़िरकोनियम या टाइटेनियम) से बना एक फिलामेंट नलिका (ट्यूब) में मौजूद होता है, और इसके तापमान को नियंत्रित करके अवशोषित और अवशोषित हाइड्रोजन के अनुपात को समायोजित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नलिका (ट्यूब) में हाइड्रोजन दाब को नियंत्रित किया जाता है। धातु फिलामेंट हाइड्रोजन संचयन के रूप में कार्य करता है। इस दृष्टिकोण का उपयोग, उदाहरण- हाइड्रोजन थायराट्रॉन या न्यूट्रॉन नलिका (ट्यूब) में। संतृप्त पारा वाष्प का उपयोग सामग्री के बड़े संचयन के रूप में तरल पारे की एक टंकी का उपयोग करने की अनुमति देता है, सफाई से खोए हुए परमाणु स्वचालित रूप से अधिक पारे के वाष्पीकरण से भर जाते हैं। हालांकि नलिका (ट्यूब) में दाब पारा तापमान पर बहुत अधिक निर्भर करता है, जिसे सावधानी से नियंत्रित करना होता है।<ref name="ch2"/> | ||
बड़े | बड़े शोधक एक अक्रिय गैस की थोड़ी मात्रा के साथ संतृप्त पारा वाष्प का उपयोग करते हैं। नलिका (ट्यूब) ठंडा होने पर अक्रिय गैस निर्वाह (डिस्चार्ज) का समर्थन करती है। | ||
पारा | पारा चाप वाल्व वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं तरल पारा के तापमान पर अत्यधिक निर्भर हैं। अग्र अभिनति वोल्टेज पतन 0 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 60 वोल्ट से घटकर 50 डिग्री सेल्सियस पर 10 वोल्ट से कुछ ऊपर हो जाता है और फिर स्थिर रहता है विपरीत पूर्वग्रह व्यवधान (ब्रेकडाउन) ("आर्क-बैक") वोल्टेज तापमान के साथ नाटकीय रूप से गिर जाता है, 36 केवी से 60 डिग्री सेल्सियस पर 12 केवी से 80 डिग्री सेल्सियस पर उच्च तापमान पर भी कम हो जाता है। इसलिए परिचालन सीमा आमतौर पर 18-65 डिग्री सेल्सियस के बीच होती है।<ref name="refeng">]%20Tube%20hydrogen%20neon%20Argon%20mercury & f = FALSE '' इंजीनियरों के लिए संदर्भ डेटा: रेडियो, इलेक्ट्रॉनिक्स, कंप्यूटर और संचार ''] वेंडी मिडलटन द्वारा, मैक ई। वल्केनबर्ग, पीपी। 16-42, न्यूनेस, 2002 {{ISBN|0-7506-7291-9}}</ref> | ||
=== गैस शुद्धता === | === गैस शुद्धता === | ||
Revision as of 09:08, 6 July 2022
एक गैस से भरी हुई नलिका (ट्यूब), जिसे पूर्व में प्लकर नलिका (ट्यूब) के रूप में जाना जाता था, आमतौर पर निर्वाह नलिका (डिस्चार्ज ट्यूब) के रूप में जाना जाता है, एक इंसुलेटिंग, तापमान प्रतिरोधी लिफाफे के भीतर गैस में विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) की व्यवस्था है। गैस से भरी नलिका (ट्यूब) गैसों में विद्युत निर्वहन से संबंधित घटनाओं का लाभ उठाती हैं, और टाउनसेंड निर्वाह (डिस्चार्ज) की अंतर्निहित घटना द्वारा विद्युत चालन का कारण बनने के लिए पर्याप्त वोल्टेज के साथ गैस को आयनित करके संचालित करते हैं।गैस-निर्वाह (डिस्चार्ज) लैंप गैस से भरी नलिका (ट्यूब) का उपयोग करने वाला एक विद्युत प्रकाश है; इनमें फ्लोरोसेंट लैंप, मेटल-हैलाइड लैंप, सोडियम-वाष्प लैंप और नियॉन लाइट शामिल हैं। विद्युत उपकरणों में स्विचिंग उपकरणों के रूप में विशेष गैस से भरे नलिका (ट्यूब) जैसे कि क्रिट्रॉन, थायराट्रॉन और इग्निट्रॉन का उपयोग किया जाता है।
डिस्चार्ज को शुरू करने और बनाए रखने के लिए आवश्यक वोल्टेज नलिका (ट्यूब) के भरण गैस के दबाव और संयोजन और ज्यामिति पर निर्भर है। यद्यपि लिफाफा आमतौर पर कांच का होता है, विद्युत नलिका (ट्यूब) अक्सर सिरेमिक और सैन्य ट्यूब अक्सर ग्लास-लाइन वाली धातु का उपयोग करते हैं। गर्म कैथोड और ठंडे कैथोड प्रकार के उपकरणों को दोनों का सामना करना पड़ता है।
उपयोग में गैसें
हाइड्रोजन
बहुत तेजी से बदलाव (स्विच) करने के लिए उपयोग की जाने वाली नलिकाओं (ट्यूबों) में हाइड्रोजन का उपयोग किया जाता है, उदाहरणार्थ- कुछ थायराट्रॉन, डेकाट्रॉन और क्रिट्रॉन, जहां बहुत तेज किनारों की आवश्यकता होती है। हाइड्रोजन का निर्माण और पुनर्प्राप्ति समय अन्य गैसों की तुलना में बहुत कम होता है[1] हाइड्रोजन थाराट्रॉन आमतौर पर गर्म-कैथोड होते हैं। हाइड्रोजन (और ड्यूटेरियम) को एक धातु हाइड्राइड के रूप में ट्यूब में संग्रहित किया जा सकता है, जिसे एक सहायक तन्तु के साथ गर्म किया जाता है। इस तरह के भंडारण तत्व को गर्म करके हाइड्रोजन का उपयोग साफ-सुथरी गैस को फिर से भरने के लिए किया जा सकता है, और यहां तक कि किसी दिए गए वोल्टेज पर थाराट्रॉन संचालन के लिए आवश्यक दबाव को समायोजित करने के लिए भी किया जा सकता है।[2]
ड्यूटेरियम
ड्यूटेरियम का उपयोग पराबैंगनी स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए पराबैंगनी लैंप में, न्यूट्रॉन उत्पादक नलिकाओं (ट्यूबों) में और विशेष नलिकाओं (ट्यूबों) (जैसे क्रॉसट्रॉन) में किया जाता है। इसमें हाइड्रोजन की तुलना में अधिक व्यवधान (ब्रेकडाउन) वोल्टेज होता है। तेजी से स्विचिंग ट्यूबों में इसका उपयोग हाइड्रोजन के अलावा किया जाता है जहां उच्च वोल्टेज उत्पादक की आवश्यकता होती है[3] तुलना के लिए, हाइड्रोजन से भरे CX1140 थाराट्रॉन में 25 केवी की एनोड वोल्टेज रेटिंग है, जबकि ड्यूटेरियम से भरा और अन्यथा समान CX1159 में 33 केवी है। इसके अलावा, एक ही वोल्टेज पर ड्यूटेरियम का दबाव हाइड्रोजन की तुलना में अधिक हो सकता है, इससे पहले कि यह अत्यधिक एनोड अपव्यय का कारण बने विद्युत की वृद्धि की उच्च वृद्धि दर को अनुमति दे दी जाती है। उल्लेखनीय रूप से उच्च शिखर शक्तियां प्राप्त करने योग्य हैं। हालांकि इसके ठीक होने का समय हाइड्रोजन की तुलना में लगभग 40% धीमा है।[2]
उत्कृष्ट गैसें (नोबेल गैसें)
प्रकाश से लेकर स्विचिंग तक, कई उद्देश्यों के लिए नलिकाओं (ट्यूबों) में अक्सर उत्कृष्ट (नोबेल) गैसों का उपयोग किया जाता है।, स्विचिंग नलिकाओं (ट्यूबों) में शुद्ध उत्कृष्ट (नोबेल) गैसों का उपयोग किया जाता है। नोबल-गैस से भरे थायराट्रॉन में पारा आधारित थायरट्रॉन की तुलना में बेहतर विद्युत पैरामीटर होते हैं।[3] इलेक्ट्रोड उच्च-वेग आयनों द्वारा क्षति से गुजरते हैं। गैस के तटस्थ परमाणु टकरावों द्वारा आयनों को धीमा कर देते हैं, और आयन प्रभाव द्वारा विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) में स्थानांतरित ऊर्जा को कम करते हैं। उच्च आणविक भार वाली गैसें, उदाहरण- जिनॉन, हल्के वाले से बेहतर विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) की रक्षा करती है, उदाहरण- नियॉन।[4]
- हीलियम का उपयोग हीलियम-नियॉन लेज़रों में और कुछ थायराट्रॉन में उच्च धाराओं और उच्च वोल्टेज के लिए किया जाता है। हीलियम हाइड्रोजन के रूप में कम विआयनीकरण समय प्रदान करता है, लेकिन कम वोल्टेज का सामना कर सकता है, इसलिए इसका उपयोग बहुत कम बार किया जाता है।[5]
- नियॉन में निर्वाह (डिस्चार्ज) अपेक्षाकृत चमकदार लाल रोशनी का उत्सर्जन करता है इसलिए नियॉन से भरी स्विचिंग नलिका (ट्यूब) संकेतक के रूप में भी काम करती हैं, चालू करने पर लाल चमकती हैं। इसका उपयोग डेकाट्रॉन नलिकाओं (ट्यूबों) में किया जाता है, जो पटल और प्रदर्शन दोनों के रूप में कार्य करते हैं। इसकी लाल बत्ती का उपयोग नियॉन साइनेज में किया जाता है। उच्च शक्ति और छोटी लंबाई के साथ फ्लोरोसेंट ट्यूबों में उपयोग किया जाता है, उदाहरण- औद्योगिक प्रकाश ट्यूब। आर्गन और क्रिप्टन की तुलना में उच्च वोल्टेज पतन है। इसका कम परमाणु द्रव्यमान त्वरित आयनों के विरुद्ध विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) को केवल थोड़ी सी सुरक्षा प्रदान करता है; एनोड जीवनकाल को लम्बा करने के लिए अतिरिक्त जाँच तारों या प्लेटों का उपयोग किया जा सकता है। फ्लोरोसेंट नलिका (ट्यूब) में यह पारे के साथ संयोजन में प्रयोग किया जाता है।[4]
- आर्गन फ्लोरोसेंट नलिकाओं (ट्यूबों) में उपयोग की जाने वाली पहली गैस थी और इसकी कम लागत, उच्च दक्षता और बहुत कम प्रभावी वोल्टेज के कारण अभी भी अक्सर इसका उपयोग किया जाता है। फ्लोरोसेंट नलिका (ट्यूब) में यह पारे के साथ संयोजन में प्रयोग किया जाता है।[4] इसका उपयोग प्रारंभिक सुधारक नलिका (ट्यूब) में भी किया जाता था; पहले थायराट्रॉन ऐसे आर्गन से भरी नलिकाओं (ट्यूबों) से प्राप्त किए गए थे। क्रिप्टन का उपयोग आर्गन के बजाय फ्लोरोसेंट लैंप में किया जा सकता है; उस अनुप्रयोग में यह विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) पर कुल ऊर्जा हानि को लगभग 15% से 7% तक कम कर देता है। हालांकि, प्रति लैंप लंबाई में वोल्टेज पतन आर्गन की तुलना में कम है, जिसकी भरपाई छोटे नलिका (ट्यूब) व्यास द्वारा की जा सकती है। क्रिप्टन से भरे लैंप को भी उच्च प्रारंभिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है इसका उपयोग करके वोल्टेज कम किया जा सकता है उदाहरण- 25% -75% आर्गन-क्रिप्टन मिश्रण। फ्लोरोसेंट ट्यूब में यह पारे के साथ संयोजन में प्रयोग किया जाता है।[4]
- शुद्ध अवस्था में जिनॉन में उच्च व्यवधान (ब्रेकडाउन) वोल्टेज होता है, जो इसे उच्च-वोल्टेज स्विचिंग नलिकाओं (ट्यूबों) में उपयोगी बनाता है। जब पराबैंगनी विकिरण के उत्पादन की आवश्यकता होती है, तो जिनॉन का उपयोग गैस मिश्रण के एक घटक के रूप में भी किया जाता है, उदाहरण- प्लाविका प्रदर्शन (प्लाजमा डिस्पले) में, आमतौर पर संदीपक (फॉस्फोर) को उत्तेजित करने के लिए। उत्पादित तरंग दैर्ध्य आर्गन और क्रिप्टन की तुलना में अधिक लंबा होता है और फॉस्फोरस में बेहतर तरीके से प्रवेश करता है। आयनीकरण वोल्टेज को कम करने के लिए, नियॉन-जिनॉन या हीलियम-जिनॉन का उपयोग किया जाता है। 350 टॉर (47 केपीए) से ऊपर, हीलियम में नियॉन की तुलना में कम व्यवधान (ब्रेकडाउन) वोल्टेज होता है और इसके विपरीत। 1% और उससे कम जिनॉन की सांद्रता पर, ऐसे मिश्रणों में पेनिंग प्रभाव महत्वपूर्ण हो जाता है, क्योंकि अधिकांश जिनॉन आयनीकरण अन्य उत्कृष्ट (नोबेल) गैस के उत्तेजित परमाणुओं के साथ टकराव से होता है। जिनॉन के कुछ प्रतिशत से अधिक पर, जिनॉन के प्रत्यक्ष आयनीकरण पर इलेक्ट्रॉनों की अधिकांश ऊर्जा खर्च होने के कारण निर्वाह (डिस्चार्ज) सीधे जिनॉन को आयनित करता है।[6]
- रेडॉन, एक उत्कृष्ट गैस होने के बावजूद, खतरनाक रूप से रेडियोधर्मी है और इसके सबसे स्थिर समस्थानिक का आधा जीवन चार दिनों से कम होता है।[7] नतीजतन, यह आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग नहीं किया जाता है।
- पेनिंग मिश्रण का उपयोग किया जाता है जहां कम आयनीकरण वोल्टेज की आवश्यकता होती है, उदाहरण- नियॉन लैंप, गीजर-मुलर ट्यूब और अन्य गैस से भरे कण संसूचक में। एक श्रेष्ठ संयोजन लगभग 98-99.5% नियॉन है जिसमें 0.5-2% आर्गन का उपयोग किया जाता है, उदाहरण- नियॉन बल्ब और मोनोक्रोम प्लाविका प्रदर्शन में।
मौलिक वाष्प (धातु और अधातु)
- पारा वाष्प का उपयोग उच्च धारा वाले अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, उदाहरण- रोशनी, पारा-चाप वाल्व, इग्निट्रॉन। पारा का उपयोग इसके उच्च वाष्प दबाव और कम आयनीकरण क्षमता के कारण किया जाता है। एक अक्रिय गैस के साथ मिश्रित पारा का उपयोग किया जाता है जहां नलिका (ट्यूब) में ऊर्जा की हानि कम होनी चाहिए और नलिका (ट्यूब) का जीवनकाल लंबा होना चाहिए। पारा-अक्रिय गैस मिश्रण में, निर्वहन शुरू में मुख्य रूप से अक्रिय गैस द्वारा किया जाता है जारी की गई ऊष्मा तब वांछित वाष्प दबाव तक पहुंचने के लिए पर्याप्त पारा को वाष्पित करने का कार्य करती है। कम-वोल्टेज (सैकड़ों वोल्ट) संशोधक,अक्रिय गैस की एक छोटी मात्रा के साथ संयोजन में संतृप्त पारा वाष्प का उपयोग करते हैं, जिससे ट्यूबों की उदासीन शुरुआत होती है। उच्च-वोल्टेज (किलोवोल्ट्स और अधिक) रेक्टिफायर कम दबाव में शुद्ध पारा वाष्प का उपयोग करते हैं, जिसमें नलिका (ट्यूब) के अधिकतम तापमान के रखरखाव की आवश्यकता होती है। तरल पारा पारे के संग्रह के रूप में कार्य करता है, जो निर्वहन (डिस्चार्ज) के दौरान उपयोग किए जाने वाले वाष्पों की भरपाई करता है। असंतृप्त पारा वाष्प का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन चूंकि इसकी भरपाई नहीं की जा सकती है, ऐसे नलिकाओं (ट्यूबों) का जीवनकाल कम होता है।[1] पारा तापमान पर वाष्प के दबाव की मजबूत निर्भरता पारा-आधारित ट्यूबों के वातावरण को सीमित करती है। कम दबाव वाले पारा लैंप में, उच्चतम दक्षता के लिए एक सर्वोत्तम दबाव होता है। आयनित पारा परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित फोटॉनों को पास के गैर-आयनित परमाणुओं द्वारा अवशोषित किया जा सकता है और या तो पुन: विकिरणित किया जा सकता है या परमाणु गैर-विकिरणीय रूप से उत्तेजित नही हैं, बहुत अधिक पारा दबाव इसलिए प्रकाश की हानि का कारण बनता है। बहुत कम पारा दबाव आयनित और विकिरणित फोटॉनों को प्राप्त करने के लिए बहुत कम परमाणुओं की ओर जाता है। कम दबाव पारा लैंप के लिए सर्वोत्तम तापमान लगभग 42 डिग्री सेल्सियस है, जब पारा का संतृप्त वाष्प दबाव (ट्यूब में लगभग 1 मिलीग्राम तरल पारा की एक बूंद के रूप में मौजूद होता है, एक संग्रह के रूप में सफाई द्वारा नुकसान की भरपाई करता है) इस इष्टतम तक पहुँचता है। उच्च परिवेश के तापमान पर संचालन के लिए अभीष्ट लैंप में, और व्यापक तापमान सीमा पर, पारा एक अमलगम के रूप में मौजूद होता है उदाहरण- बिस्मथ और इंडियम। अमलगम के ऊपर वाष्प का दबाव तरल पारे के ऊपर की तुलना में कम होता है।[8] पारा का उपयोग फ्लोरोसेंट नलिकाओं (ट्यूबों) में संदीपक (फॉस्फोर) को उत्तेजित करने के लिए दृश्यमान और पराबैंगनी प्रकाश के स्रोत के रूप में किया जाता है उस अनुप्रयोग में इसका उपयोग आमतौर पर आर्गन के साथ, या कुछ मामलों में क्रिप्टन या नियॉन के साथ किया जाता है। पारा आयन धीरे-धीरे विआयनीकृत होते हैं, पारा से भरे थायराट्रॉन की स्विचिंग गति को सीमित करती हैं। अपेक्षाकृत कम ऊर्जा वाले पारा आयनों के साथ आयन बमबारी भी ऑक्साइड-लेपित कैथोड को धीरे-धीरे नष्ट कर देती है।[2]
- सोडियम वाष्प का उपयोग सोडियम-वाष्प लैंप में किया जाता है।
- सल्फर लैंप में सल्फर वाष्प का उपयोग किया जाता है।
- कई धातुओं के वाष्प, अकेले या एक उत्कृष्ट (नोबेल) गैस के साथ, कई लेजर में उपयोग किए जाते हैं।
अन्य गैसें
- कुछ कम मांग वाले अनुप्रयोगों में हवा का उपयोग किया जा सकता है।
- अपेक्षाकृत उच्च दाब पर नाइट्रोजन का उपयोग आगे बढ़ने से रोकने में किया जाता है, क्योंकि इसके कम निर्माण समय के कारण, नलिकाओं (ट्यूबों) को वोल्टेज वृद्धि के लिए तेजी से प्रतिक्रिया समय मिलता है।[1]
- हलोजन और अल्कोहल वाष्प पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करते हैं और उच्च इलेक्ट्रॉन आत्मीयता रखते हैं। जब अक्रिय गैसों में जोड़ा जाता है तो वे निर्वहन (डिस्चार्ज) को बुझाते हैं, इसका उपयोग किया जाता है उदाहरण- गीजर-मुलर नलिका (ट्यूब)।[1]
रोधक गैसें (इन्सुलेट गैसें)
विशेष मामलों में (जैसे- हाई-वोल्टेज स्विच), अच्छे अचालक गुणों वाली गैसों और बहुत अधिक व्यवधान (ब्रेकडाउन) वोल्टेज की आवश्यकता होती है। अत्यधिक विद्युत ऋणात्मक तत्व, जैसे- हैलोजन, को पसंद किया जाता है क्योंकि वे निर्वहन (डिस्चार्ज) चैनल में मौजूद आयनों के साथ तेजी से पुनर्संयोजन करते हैं। सबसे लोकप्रिय विकल्पों में से एक सल्फर हेक्साफ्लोराइड है, जिसका उपयोग विशेष उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों में किया जाता है। अन्य सामान्य विकल्प शुष्क दबावयुक्त नाइट्रोजन और हेलोकार्बन हैं।
गैस-ट्यूब भौतिकी और प्रौद्योगिकी
एक: कॉस्मिक विकिरण
द्वारा यादृच्छिक दालों B: संतृप्ति वर्तमान
सी: हिमस्खलन टाउनसेंड डिस्चार्ज
D: स्व-सत्तर टाउनसेंड डिस्चार्ज
ई: अस्थिर क्षेत्र: कोरोना डिस्चार्ज
एफ: उप-सामान्य ग्लो डिस्चार्ज
जी: सामान्य चमक डिस्चार्ज
H: असामान्य चमक डिस्चार्ज
I: अस्थिर क्षेत्र: ग्लो-आर्क संक्रमण
J: इलेक्ट्रिक चाप
K: इलेक्ट्रिक आर्क
ए-डी क्षेत्र को एक डार्क डिस्चार्ज कहा जाता है; कुछ आयनीकरण है, लेकिन वर्तमान 10 माइक्रोएम्पर से नीचे है और विकिरण की कोई महत्वपूर्ण मात्रा नहीं है।
डी-जी क्षेत्र एक नकारात्मक अंतर प्रतिरोध
प्रदर्शित करता है एफ-एच क्षेत्र ग्लो डिस्चार्ज का एक क्षेत्र है; प्लाज्मा एक बेहोश चमक का उत्सर्जन करता है जो ट्यूब के लगभग सभी मात्रा पर कब्जा कर लेता है; अधिकांश प्रकाश उत्साहित तटस्थ परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित होता है।
I-K क्षेत्र ARC डिस्चार्ज का एक क्षेत्र है; प्लाज्मा ट्यूब के केंद्र के साथ एक संकीर्ण चैनल में केंद्रित है; विकिरण की एक बड़ी मात्रा का उत्पादन किया जाता है।
मौलिक तंत्र टाउनसेंड निर्वाह (डिस्चार्ज) है, जो आयन प्रभाव द्वारा इलेक्ट्रॉन प्रवाह का निरंतर गुणन है जब गैस के घनत्व के लिए विद्युत क्षेत्र की क्षमता का एक महत्वपूर्ण मान पहुंच जाता है। जैसे-जैसे विद्युत क्षेत्र बढ़ता है, निर्वहन (डिस्चार्ज) को विभिन्न चरणों का सामना करना पड़ता है जैसा कि संलग्न भूखंड में दिखाया गया है। उपयोग की जाने वाली गैस नाटकीय रूप से ट्यूब के मापदंडों को प्रभावित करती है। व्यवधान (ब्रेकडाउन) वोल्टेज गैस संरचना और विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) की दूरी पर निर्भर करता है। निर्भरता का वर्णन पासचेन के नियम द्वारा किया गया है।
गैस दाब
गैस का दाब 0.001 और 1,000 टोर्र (0.13-130,000 पीए) के बीच हो सकता है आमतौर पर, 1-10 टोर्र के बीच के दाबों का उपयोग किया जाता है।[1] गैस का दाब निम्नलिखित कारकों को प्रभावित करता है[1]
- ब्रेकडाउन वोल्टेज (जिसे प्रज्वलन (इग्निशन) वोल्टेज भी कहा जाता है)
- विद्युत घनत्व
- प्रचालन वोल्टेज
- प्रतिज्वलन वोल्टेज
- ट्यूब का जीवनकाल (गैस के उपयोग के कारण कम दाब वाली नलिकाओं (ट्यूबों) का जीवनकाल कम होता है)
- कैथोड कणक्षेपण, उच्च दबाव में कम होता है।
एक निश्चित मूल्य से ऊपर, गैस का दाब जितना अधिक होगा, प्रज्वलन (इग्निशन) वोल्टेज उतना ही अधिक होगा। जब गैस का दाब कम होता है, तो ठंडा होने पर उच्च दाब वाली प्रकाश नलिकाओं (ट्यूबों) को प्रज्वलन के लिए कुछ किलोवोल्ट आवेग की आवश्यकता हो सकती है। गरम करने के बाद, जब प्रकाश उत्सर्जन के लिए उपयोग किए जाने वाले वाष्पशील यौगिक वाष्पीकृत हो जाते हैं और दाब बढ़ जाता है, तो निर्वाह (डिस्चार्ज) के शासन के लिए या तो काफी अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है या दीपक (लैंप) को ठंडा करके आंतरिक दाब को कम करना पड़ता है।[8] उदाहरण के लिए, कई सोडियम वाष्प लैंप बंद होने के तुरंत बाद फिर से नहीं जलाए जा सकते। इससे पहले कि वे फिर से जल सकें, उन्हें ठंडा होना चाहिए।
ट्यूब के संचालन के दौरान गैस का उपयोग किया जाता है, जिसे सामूहिक रूप से सफाई कहा जाता है। गैस के परमाणु या अणु विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) की सतहों पर अधिशोषित होते हैं। उच्च वोल्टेज नलिकाओं (ट्यूबों) में, त्वरित आयन विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) सामग्री में प्रवेश कर सकते हैं। विद्युग्र (इलेक्ट्रोड) के कणक्षेपण द्वारा बनाई गई नई सतहें, उदाहरण- नलिका (ट्यूब) की आंतरिक सतहें भी आसानी से गैसों को सोख लेती हैं। गैर-अक्रिय गैसें भी नलिका (ट्यूब) घटकों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया कर सकती हैं। कुछ धातुओं के माध्यम से हाइड्रोजन विसरित हो सकता है।[1]
वैक्यूम ट्यूबों में गैस को हटाने के लिए अवशोषी का उपयोग किया जाता है। गैस से भरे नलिकाओं (ट्यूबों) के लिए गैस की आपूर्ति के लिए, पुनःपूर्ति करने वाले कार्यरत हैं। आमतौर पर, पुनःपूर्ति करने वालों का उपयोग हाइड्रोजन के साथ किया जाता है एक हाइड्रोजन-अवशोषित धातु (जैसे ज़िरकोनियम या टाइटेनियम) से बना एक फिलामेंट नलिका (ट्यूब) में मौजूद होता है, और इसके तापमान को नियंत्रित करके अवशोषित और अवशोषित हाइड्रोजन के अनुपात को समायोजित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नलिका (ट्यूब) में हाइड्रोजन दाब को नियंत्रित किया जाता है। धातु फिलामेंट हाइड्रोजन संचयन के रूप में कार्य करता है। इस दृष्टिकोण का उपयोग, उदाहरण- हाइड्रोजन थायराट्रॉन या न्यूट्रॉन नलिका (ट्यूब) में। संतृप्त पारा वाष्प का उपयोग सामग्री के बड़े संचयन के रूप में तरल पारे की एक टंकी का उपयोग करने की अनुमति देता है, सफाई से खोए हुए परमाणु स्वचालित रूप से अधिक पारे के वाष्पीकरण से भर जाते हैं। हालांकि नलिका (ट्यूब) में दाब पारा तापमान पर बहुत अधिक निर्भर करता है, जिसे सावधानी से नियंत्रित करना होता है।[1]
बड़े शोधक एक अक्रिय गैस की थोड़ी मात्रा के साथ संतृप्त पारा वाष्प का उपयोग करते हैं। नलिका (ट्यूब) ठंडा होने पर अक्रिय गैस निर्वाह (डिस्चार्ज) का समर्थन करती है।
पारा चाप वाल्व वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं तरल पारा के तापमान पर अत्यधिक निर्भर हैं। अग्र अभिनति वोल्टेज पतन 0 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 60 वोल्ट से घटकर 50 डिग्री सेल्सियस पर 10 वोल्ट से कुछ ऊपर हो जाता है और फिर स्थिर रहता है विपरीत पूर्वग्रह व्यवधान (ब्रेकडाउन) ("आर्क-बैक") वोल्टेज तापमान के साथ नाटकीय रूप से गिर जाता है, 36 केवी से 60 डिग्री सेल्सियस पर 12 केवी से 80 डिग्री सेल्सियस पर उच्च तापमान पर भी कम हो जाता है। इसलिए परिचालन सीमा आमतौर पर 18-65 डिग्री सेल्सियस के बीच होती है।[9]
गैस शुद्धता
ट्यूब में गैस को वांछित गुणों को बनाए रखने के लिए शुद्ध रखा जाना चाहिए; यहां तक कि कम मात्रा में अशुद्धियां नाटकीय रूप से ट्यूब मानों को बदल सकती हैं; गैर-इनर्ट गैसों की उपस्थिति आम तौर पर ब्रेकडाउन और बर्निंग वोल्टेज को बढ़ाती है। गैस के चमक रंग में परिवर्तन द्वारा अशुद्धियों की उपस्थिति देखी जा सकती है। ट्यूब में लीक होने से ऑक्सीजन का परिचय होता है, जो अत्यधिक इलेक्ट्रोनगेटिव होता है और इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन के उत्पादन को रोकता है। यह डिस्चार्ज को पीला, दूधिया, या लाल रंग बनाता है। पारा वाष्प के निशान मूल गैस के रंग को अस्पष्ट करते हुए चमकते हैं। मैग्नीशियम वाष्प डिस्चार्ज हरे रंग का रंग। ऑपरेशन के दौरान ट्यूब घटकों के ]] को रोकने के लिए, गैस और सीलिंग से भरने से पहले बेक-आउट की आवश्यकता होती है। उच्च गुणवत्ता वाले ट्यूबों के लिए पूरी तरह से गिरावट की आवश्यकता होती है; यहां तक कि 10 <pup> −8 torr (and1 & nbsp; μpa) ऑक्सीजन के कुछ घंटों में मोनोमोलेक्युलर ऑक्साइड परत के साथ इलेक्ट्रोड को कवर करने के लिए पर्याप्त है। गैर-इनर्ट गैसों को उपयुक्त गेट्टर एस द्वारा हटाया जा सकता है। पारा युक्त ट्यूबों के लिए, गेटर्स जो अमलगाम एस के साथ पारा (जैसे ज़िरकोनियम , लेकिन बेरियम नहीं) का उपयोग नहीं करते हैं। कैथोड स्पटरिंग का उपयोग जानबूझकर गैर-इनर्ट गैसों को प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है; कुछ संदर्भ ट्यूब इस उद्देश्य के लिए मोलिब्डेनम कैथोड का उपयोग करते हैं[1]
शुद्ध अक्रिय गैसों का उपयोग किया जाता है जहां इग्निशन वोल्टेज और जलते वोल्टेज के बीच अंतर उच्च होना पड़ता है, उदा।स्विचिंग ट्यूब में।संकेत और स्थिरीकरण के लिए ट्यूब, जहां अंतर कम होना है, पेनिंग मिश्रण एस से भरा होना है;इग्निशन और बर्निंग वोल्टेज के बीच कम अंतर कम बिजली की आपूर्ति वोल्टेज और छोटी श्रृंखला प्रतिरोध का उपयोग करने की अनुमति देता है[1]
प्रकाश व्यवस्था और गैस से भरे ट्यूबों को प्रदर्शित करें
फ्लोरोसेंट लाइटिंग , सीएफएल लैंप , मर्करी और सोडियम डिस्चार्ज लैंप और 2 हैं।भरी हुई ट्यूबों का उपयोग प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है।
नियॉन लैंप एस और नियॉन साइनेज (जिनमें से अधिकांश इन दिनों नियॉन आधारित नहीं हैं) भी कम दबाव वाले गैस से भरे ट्यूब हैं।
विशिष्ट ऐतिहासिक कम दबाव वाले गैस से भरे ट्यूब उपकरणों में निक्सी ट्यूब (अंक प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किया जाता है) और डेकाट्रॉन (दालों को गिनने या विभाजित करने के लिए उपयोग किया जाता है, एक द्वितीयक फ़ंक्शन के रूप में प्रदर्शन के साथ) शामिल हैं।
XENON FLASH LAMP S गैस से भरे ट्यूब हैं जिनका उपयोग कैमरा S और स्ट्रोब लाइट S में किया जाता है ताकि प्रकाश की चमकदार चमक पैदा की जा सके।
हाल ही में विकसित सल्फर लैंप एस भी गर्म होने पर गैस से भरे ट्यूब हैं।
इलेक्ट्रॉनिक्स में गैस से भरे ट्यूब
चूंकि इग्निशन वोल्टेज आयन एकाग्रता पर निर्भर करता है जो निष्क्रियता की लंबी अवधि के बाद शून्य तक गिर सकता है, कई ट्यूब आयन उपलब्धता के लिए प्राइमेड हैं:
- वैकल्पिक रूप से, परिवेशी प्रकाश द्वारा या 2-वाट गरमागरम दीपक द्वारा, या एक ही लिफाफे में एक चमक डिस्चार्ज द्वारा,
- रेडियोधर्मी रूप से, गैस में ट्रिटियम जोड़कर, या लिफाफे को कोटिंग करके,
- विद्युत रूप से, एक कीप-अलाइव या प्राइमर इलेक्ट्रोड के साथ
पावर डिवाइस
कुछ महत्वपूर्ण उदाहरणों में थाराट्रॉन , क्राइट्रन , और इग्निट्रॉन ट्यूब शामिल हैं, जिनका उपयोग उच्च-वोल्टेज धाराओं को स्विच करने के लिए किया जाता है।एक विशेष प्रकार की गैस से भरी ट्यूब जिसे गैस डिस्चार्ज ट्यूब (GDT) कहा जाता है, को विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में वोल्टेज सर्ज को सीमित करने के लिए सर्ज प्रोटेक्टर एस के रूप में उपयोग किया जाता है।
कंप्यूटिंग ट्यूब
नकारात्मक विभेदक प्रतिरोध के श्मिट ट्रिगर प्रभाव का एहसास करने के लिए ]] -region का शोषण किया जा सकता है, डिजिटल इलेक्ट्रॉन 222 डिजिटल सर्किट ]]नियॉन लैंप ]] एस, ट्रिगर ट्यूब्स , रिले ट्यूब्स , डेकाट्रॉन एस और निक्सी ट्यूब एस।
Thyratrons को ट्रायोड s के रूप में भी उनके इग्निशन वोल्टेज के नीचे संचालित करके इस्तेमाल किया जा सकता है, जिससे उन्हें [[पुनर्योजी सर्किट | के रूप में एनालॉग सिग्नल को बढ़ाने की अनुमति मिलती है।[10]
संकेतक
निक्सी ट्यूब के अलावा विशेष नीयन लैंप थे:
- ट्यूनन अर्ली ट्यूनिंग इंडिकेटर, एक शॉर्ट वायर एनोड के साथ एक ग्लास ट्यूब और एक लंबा तार कैथोड जो आंशिक रूप से चमकता है;चमक की लंबाई ट्यूब वर्तमान के लिए आनुपातिक है
- फॉस्फोर एड नियॉन लैंप
- Luminiscent ट्रिगर ट्यूब, जिसका उपयोग लैचिंग संकेतक के रूप में किया जाता है, या पिक्सेल एस डॉट-मैट्रिक्स डिस्प्ले एस
- डायरेक्ट-ग्लो ट्रिगर ट्यूब
- फॉस्फेड ट्रिगर ट्यूब
शोर डायोड
हॉट-कैथोड , गैस-डिस्चार्ज शोर डायोड सामान्य रेडियो ट्यूब ग्लास लिफाफे में यूएचएफ तक उपलब्ध थे, और लंबे समय तक, पतली कांच के कांच के कांच की नलिकासामान्य BAYONET LIGHT BULB माउंट फिलामेंट के लिए और एक एनोड टॉप कैप , SHF फ़्रीक्वेंसी और डायगोनल इन्सरशन के लिए वेवगाइड में।
वे एक शुद्ध अक्रिय गैस से भरे हुए थे जैसे कि NEON क्योंकि मिश्रण ने आउटपुट तापमान-निर्भर बना दिया।उनका बर्निंग वोल्टेज 200 & nbsp; v से कम था, लेकिन उन्हें एक गरमागरम 2-वाट लैंप द्वारा ऑप्टिकल प्राइमिंग और इग्निशन के लिए 5-kV रेंज में वोल्टेज सर्ज द्वारा ऑप्टिकल प्राइमिंग की आवश्यकता थी।
एक लघु थाराट्रॉन ने एक शोर स्रोत के रूप में एक अतिरिक्त उपयोग पाया, जब एक अनुप्रस्थ चुंबकीय क्षेत्र में डायोड के रूप में संचालित किया जाता है[11]
वोल्टेज-नियामक ट्यूब
20 वीं शताब्दी के मध्य में, वोल्टेज-नियामक ट्यूब एस का आमतौर पर उपयोग किया गया था।
बीता-समय माप
कैथोड स्पटरिंग को टाइम टोटलाइज़र में फायदा उठाया जाता है, एक मेटल -वाष्प कूपोमीटर -आधारित बीता हुआ टाइम मीटर जहां थूक की गई धातु एक कलेक्टर तत्व पर जमा होती है जिसका प्रतिरोध इसलिए धीरे -धीरे कम हो जाता है[12]
ट्रॉन ट्यूब्स की सूची
- बुध पूल ट्यूब
- एक्साइट्रॉन , एक मर्करी पूल ट्यूब
- GUSETRON या GAUSITRON , एक मर्करी आर्क पूल ट्यूब
- इग्निट्रॉन , एक मर्करी पूल ट्यूब
- Sendytron , एक मर्करी पूल ट्यूब
- ट्रिग्निट्रॉन , इलेक्ट्रिक वेल्डर में इस्तेमाल किया गया एक मर्करी पूल ट्यूब के लिए एक व्यापार नाम
- कैपेसिट्रॉन , एक मर्करी पूल ट्यूब
- कोरोट्रॉन , गैस से भरे शंट नियामक के लिए एक व्यापार नाम, आमतौर पर विनियमित वोल्टेज सेट करने के लिए छोटी मात्रा में रेडियोधर्मी सामग्री होती है
- क्रॉसट्रॉन , एक मॉड्यूलेटर ट्यूब
- कैथेट्रोन या कैथेट्रॉन , एक हॉट कैथोड गैस से भरा ट्रायोड ट्यूब के बाहर ग्रिड के साथ
- NEOTRON , एक पल्स जनरेटर
- Permatron , चुंबकीय क्षेत्र द्वारा नियंत्रित एनोड वर्तमान के साथ एक गर्म कैथोड रेक्टिफायर
- फानोट्रॉन , एक रेक्टिफायर
- प्लोमेट्रॉन , एक ग्रिड-नियंत्रित पारा-आर्क रेक्टिफायर
- स्ट्रोबोट्रॉन , उच्च वर्तमान संकीर्ण दालों के लिए डिज़ाइन किया गया एक ठंडा कैथोड ट्यूब, हाई-स्पीड फोटोग्राफी में उपयोग किया जाता है
- Takktron , उच्च वोल्टेज पर कम धाराओं के लिए एक ठंडा कैथोड रेक्टिफायर
- थाराट्रॉन , एक हॉट कैथोड स्विचिंग ट्यूब
- ट्राइगेट्रॉन , एक स्पार्क गैप के समान एक उच्च-वर्तमान स्विच
- अल्फाट्रॉन , वैक्यूम को मापने के लिए आयनीकरण ट्यूब का एक रूप
- DEKATRON , एक काउंटिंग ट्यूब ( निक्सी ट्यूब और नियॉन लाइट भी देखें)
- प्लास्मैट्रॉन , नियंत्रित एनोड वर्तमान के साथ एक गर्म कैथोड ट्यूब
- टैसीट्रॉन , एक कम-शोर थाराट्रॉन के साथ रुकावट वर्तमान प्रवाह
- क्राइट्रन , एक तेज़ कोल्ड-कैथोड स्विचिंग ट्यूब
See also
References
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External links
- schmaus/elect/pas1.html Pulse Power Switching Devices – An Overview (both vacuum and gas-filled switching tubes)
- Measurement of Radiation, Gas-Filled Detector
- Gas discharge tubes
]
