गैस से भरी नली
एक गैस से भरी ट्यूब, जिसे सामान्यतः विसर्जन नलिका या पूर्व में जूलियस प्लकर नलिका के रूप में जाना जाता है, एक विद्युत अवरोधी , तापमान प्रतिरोधी आवरण के भीतर गैस में इलेक्ट्रोड की व्यवस्था है। गैस से भरे नलिका गैसों में विद्युत निर्वहन से संबंधित घटनाओं का फायदा उठाते हैं, और टाउनसेंड विसर्जन की अंतर्निहित घटनाओं द्वारा विद्युत चालन का कारण बनने के लिए पर्याप्त वोल्टेज के साथ गैस को आयनीकरण द्वारा संचालित करते हैं। एक गैस विसर्जन लैंप गैस से भरे नलिका का उपयोग कर एक विद्युत प्रकाश है; इनमें फ्लोरोसेंट लैंप, मेटल हलिडे दीपक, सोडियम-वाष्प लैंप और नियॉन लाइट सम्मिलित हैं। विद्युत उपकरणों में स्विचिंग उपकरणों के रूप में विशेष गैस से भरे नलिका जैसे क्रिट्रॉन, थाइरेट्रॉन और इग्निट्रॉन का उपयोग किया जाता है।
निर्वहन शुरू करने और बनाए रखने के लिए आवश्यक वोल्टेज नलिका की भरण गैस और ज्यामिति के दबाव और संरचना पर निर्भर है। हालांकि आवरण सामान्यतः कांच का होता है, पावर नलिका प्रायः सिरेमिक का उपयोग करते हैं, और सैन्य नलिका प्रायःग्लास-लाइन वाली धातु का उपयोग करते हैं। गर्म कैथोड और ठंडे कैथोड दोनों प्रकार के उपकरणों का सामना करना पड़ता है।
उपयोग में गैसें
हाइड्रोजन
बहुत तेजी से स्विचिंग के लिए उपयोग की जाने वाली ट्यूबों में हाइड्रोजन का उपयोग किया जाता है, उदा। कुछ थायरेट्रॉन, डेकाट्रॉन और क्रिट्रोन, जहां बहुत अतिप्रवम किनारों की आवश्यकता होती है। हाइड्रोजन का बिल्ड-अप और रिकवरी समय अन्य गैसों की तुलना में बहुत कम है।[1]हाइड्रोजन थायरेट्रॉन सामान्यतः गर्म-कैथोड होते हैं। हाइड्रोजन (और ड्यूटेरियम) को धातु हाइड्राइड के रूप में नलिका में संग्रहित किया जा सकता है, जिसे एक सहायक फिलामेंट के साथ गरम 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 थायरेट्रॉन ऑपरेशन 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 जनरेटर ट्यूबों में और विशेष ट्यूबों (जैसे क्रॉसट्रॉन) में किया जाता है। इसका ब्रेकडाउन वोल्टेज हाइड्रोजन से अधिक होता है। तेजी से स्विचिंग ट्यूबों में इसका उपयोग हाइड्रोजन के अतिरिक्त किया जाता है जहां उच्च वोल्टेज ऑपरेशन की आवश्यकता होती है।[3]तुलना के लिए, हाइड्रोजन से भरे CX1140 थायरेट्रॉन की एनोड वोल्टेज रेटिंग 25 kV है, जबकि ड्यूटेरियम से भरे और अन्यथा समान CX1159 में 33 kV है। इसके अलावा, एक ही वोल्टेज पर ड्यूटेरियम का दबाव हाइड्रोजन की तुलना में अधिक हो सकता है, इससे अत्यधिक एनोड अपव्यय का कारण बनने से पहले करंट के बढ़ने की उच्च दर की अनुमति मिलती है। गौरतलब है कि उच्च शिखर शक्तियाँ प्राप्त करने योग्य हैं। हालांकि इसकी रिकवरी का समय हाइड्रोजन की तुलना में लगभग 40% धीमा है।[2]
उत्कृष्ट गैसें
रोशनी से लेकर स्विचिंग तक कई उद्देश्यों के लिए उत्कृष्ट गैसों का प्रायः ट्यूबों में उपयोग किया जाता है। नलियों को बदलने में शुद्ध उत्कृष्ट गैसों का उपयोग किया जाता है। नोबल-गैस से भरे थायरेट्रॉन में पारा-आधारित की तुलना में बेहतर विद्युत पैरामीटर होते हैं।[3] उच्च वेग वाले आयनों द्वारा इलेक्ट्रोड क्षतिग्रस्त हो जाते हैं। गैस के तटस्थ परमाणु टकराव से आयनों को धीमा कर देते हैं, और आयन प्रभाव द्वारा इलेक्ट्रोड को हस्तांतरित ऊर्जा को कम कर देते हैं। उच्च आणविक भार वाली गैसें, उदा। क्सीनन, इलेक्ट्रोड को लाइटर से बेहतर सुरक्षित रखता है, उदा। नियॉन।[4]
- हीलियम का उपयोग हीलियम-नियॉन लेसरों और उच्च धाराओं और उच्च वोल्टेज के लिए रेट किए गए कुछ थायरेट्रॉन में 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 कम इग्निशन वोल्टेज होता है और इसका उपयोग प्रायःलो-वोल्टेज ट्यूबों में किया जाता है। नियॉन में उत्सर्जन अपेक्षाकृत चमकदार लाल रोशनी का उत्सर्जन करता है; नीयन से भरे स्विचिंग नलिका इसलिए संकेतक के रूप में भी कार्य करते हैं, जब स्विच ऑन किया जाता है तो लाल चमकता है। यह डेकाट्रॉन ट्यूबों में उपयोग किया जाता है, जो काउंटर और डिस्प्ले दोनों के रूप में कार्य करता है। नियॉन साइनेज में इसकी लाल बत्ती का शोषण किया जाता है। उच्च शक्ति और कम लंबाई वाले प्रतिदीप्ति ट्यूब में उपयोग किया जाता है, उदा। औद्योगिक प्रकाश ट्यूब। आर्गन और क्रिप्टन की तुलना में उच्च वोल्टेज ड्रॉप है। इसका कम परमाणु द्रव्यमान त्वरित आयनों के खिलाफ इलेक्ट्रोड को केवल थोड़ी सी सुरक्षा प्रदान करता है; एनोड जीवनकाल को बढ़ाने के लिए अतिरिक्त स्क्रीनिंग तारों या प्लेटों का उपयोग किया जा सकता है। फ्लोरोसेंट नलिका में इसका उपयोग पारा के साथ संयोजन में किया जाता है।[4]*आर्गन फ्लोरोसेंट नलिका में इस्तेमाल होने वाली पहली गैस थी और इसकी कम लागत, उच्च दक्षता और बहुत कम हड़ताली वोल्टेज के कारण अभी भी प्रायःइसका उपयोग किया जाता है। फ्लोरोसेंट नलिका में इसका उपयोग पारा के साथ संयोजन में किया जाता है।[4]इसका उपयोग शुरुआती दिष्टकारी आर्गन गैस इलेक्ट्रॉन नलिका में भी किया गया था; पहले थायरेट्रॉन ऐसे आर्गन से भरे ट्यूबों से प्राप्त किए गए थे।
- क्रिप्टन आर्गन के अतिरिक्त फ्लोरोसेंट लैंप में इस्तेमाल किया जा सकता है; उस एप्लिकेशन में यह इलेक्ट्रोड पर कुल ऊर्जा हानि को लगभग 15% से 7% तक कम कर देता है। वोल्टेज ड्रॉप प्रति दीपक लंबाई हालांकि आर्गन की तुलना में कम है, जिसे छोटे नलिका व्यास द्वारा मुआवजा दिया जा सकता है। क्रिप्टन से भरे लैंप को भी उच्च प्रारंभिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है; इसका उपयोग करके इसे कम किया जा सकता है। 25%-75% आर्गन-क्रिप्टन मिश्रण। फ्लोरोसेंट नलिका में इसका उपयोग पारा के साथ संयोजन में किया जाता है।[4]* शुद्ध अवस्था में क्सीनन में उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज होता है, जो इसे उच्च-वोल्टेज स्विचिंग ट्यूबों में उपयोगी बनाता है। ज़ेनन का उपयोग गैस मिश्रण के एक घटक के रूप में भी किया जाता है जब पराबैंगनी विकिरण के उत्पादन की आवश्यकता होती है, उदा। प्लाज्मा प्रदर्शन में, सामान्यतः भास्वर को उत्तेजित करने के लिए। उत्पादित तरंग दैर्ध्य आर्गन और क्रिप्टन की तुलना में अधिक है और फॉस्फोर में बेहतर प्रवेश करता है। आयनीकरण वोल्टेज को कम करने के लिए नियॉन-क्सीनन या हीलियम-क्सीनन का उपयोग किया जाता है; ऊपर 350 Torr (47 kPa), हीलियम में नियॉन और इसके विपरीत की तुलना में कम ब्रेकडाउन वोल्टेज होता है। क्सीनन के 1% और उससे कम की सांद्रता पर, ऐसे मिश्रणों में पेनिंग प्रभाव महत्वपूर्ण हो जाता है, क्योंकि अधिकांश क्सीनन आयनीकरण अन्य महान गैस के उत्साहित परमाणुओं के साथ टकराव से होता है; क्सीनन के कुछ प्रतिशत से अधिक पर, क्सीनन के प्रत्यक्ष आयनीकरण पर खर्च किए जा रहे इलेक्ट्रॉनों की अधिकांश ऊर्जा के कारण निर्वहन सीधे क्सीनन को आयनित करता है।[6]
- रेडॉन, एक महान गैस होने के बावजूद, खतरनाक रूप से रेडियोधर्मिता है और इसके सबसे स्थिर आइसोटोप का आधा जीवन चार दिनों से कम है।[7] नतीजतन, यह सामान्यतः इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग नहीं किया जाता है।
- पेनिंग मिश्रण का उपयोग किया जाता है जहाँ कम आयनीकरण वोल्टेज की आवश्यकता होती है, उदा। नीयन दीपक, गीजर-मुलर नलिका और अन्य गैस से भरे कण डिटेक्टरों में। एक शास्त्रीय संयोजन 0.5-2% आर्गन के साथ लगभग 98-99.5% नियॉन है, जिसका उपयोग किया जाता है, उदा। नियॉन बल्ब और मोनोक्रोम प्लाज्मा प्रदर्शित करता है।
मौलिक वाष्प (धातु और अधातु)
- पारा (तत्व) वाष्प का उपयोग उच्च धारा वाले अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, उदा। रोशनी, पारा-आर्क वाल्व, इग्निट्रॉन। मरकरी 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 में ऊर्जा का नुकसान कम होना चाहिए और नलिका का जीवनकाल लंबा होना चाहिए। पारा-अक्रिय गैस मिश्रणों में, निर्वहन शुरू में मुख्य रूप से अक्रिय गैस द्वारा किया जाता है; जारी गर्मी वांछित वाष्प दबाव तक पहुंचने के लिए पर्याप्त पारा वाष्पित करने में काम करती है। कम वोल्टेज (सैकड़ों वोल्ट) दिष्टकारी ट्यूबों की ठंड शुरू करने की अनुमति देने वाली निष्क्रिय गैस की एक छोटी मात्रा के साथ संयोजन में संतृप्त पारा वाष्प का उपयोग करते हैं। उच्च-वोल्टेज (किलोवोल्ट और अधिक) दिष्टकारी कम दबाव पर शुद्ध पारा वाष्प का उपयोग करते हैं, जिसके लिए नलिका के अधिकतम तापमान के रखरखाव की आवश्यकता होती है। तरल पारा पारा के भंडार के रूप में कार्य करता है, जो निर्वहन के दौरान उपयोग किए जाने वाले वाष्पों को भर देता है। असंतृप्त पारा वाष्प का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इसकी भरपाई नहीं की जा सकती, ऐसे ट्यूबों का जीवनकाल कम होता है।[1]पारा तापमान पर वाष्प के दबाव की मजबूत निर्भरता उन वातावरणों को सीमित करती है जिनमें पारा-आधारित नलिका काम कर सकते हैं। कम दबाव पारा लैंप में उच्चतम दक्षता के लिए एक इष्टतम पारा दबाव होता है। आयनीकृत पारा परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित फोटॉनों को आस-पास के गैर-आयनीकृत परमाणुओं द्वारा अवशोषित किया जा सकता है और या तो पुनर्विकिरणित किया जाता है या परमाणु को गैर-विकिरण से विसर्जित किया जाता है, बहुत अधिक पारा दबाव इसलिए प्रकाश की हानि का कारण बनता है। बहुत कम पारा दबाव आयनित होने और फोटॉनों को विकीर्ण करने के लिए उपस्थित बहुत कम परमाणुओं की ओर जाता है। कम दबाव पारा लैंप के लिए इष्टतम तापमान लगभग 42 °C होता है, जब पारा का संतृप्त वाष्प दबाव (नलिका में तरल पारा के लगभग 1 मिलीग्राम की बूंद के रूप में उपस्थित होता है, सफाई से नुकसान की भरपाई करने वाले जलाशय के रूप में) इस इष्टतम तक पहुँचता है। उच्च परिवेश के तापमान पर और व्यापक तापमान सीमा पर संचालन के लिए बने लैंप में, पारा अमलगम (रसायन विज्ञान) के रूप में उपस्थित होता है, उदाहरण के लिए। विस्मुट और ईण्डीयुम ; अमलगम के ऊपर वाष्प का दबाव तरल पारे के ऊपर से कम होता है।[8] फॉस्फर को उत्तेजित करने के लिए दृश्य और पराबैंगनी प्रकाश के स्रोत के रूप में पारा का उपयोग फ्लोरोसेंट ट्यूबों में किया जाता है; उस एप्लिकेशन में यह सामान्यतः आर्गन के साथ, या कुछ मामलों में क्रिप्टन या नियॉन के साथ प्रयोग किया जाता है। पारा आयन धीरे-धीरे विआयनीकृत होते हैं, पारा से भरे थायरेट्रॉन की स्विचिंग गति को सीमित करते हैं। अपेक्षाकृत कम ऊर्जा वाले पारा आयनों के साथ आयन की बमबारी भी धीरे-धीरे ऑक्साइड-लेपित कैथोड को नष्ट कर देती है।[2]*सोडियम वाष्प का उपयोग सोडियम-वाष्प लैंप में किया जाता है।
- गंधक लैंप में सल्फर वाष्प का उपयोग किया जाता है।
- कई धातुओं के वाष्प, अकेले या एक महान गैस के साथ, कई लेज़र ों में उपयोग किए जाते हैं।
अन्य गैसें
*हवा का उपयोग कुछ कम मांग वाले अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।
- अपेक्षाकृत उच्च दबाव पर नाइट्रोजन का उपयोग उछाल बन्दी में किया जाता है, क्योंकि इसका बिल्ड-अप समय कम होता है, जिससे ट्यूब्स को वोल्टेज सर्ज के लिए तेजी से प्रतिक्रिया समय मिलता है।[1]* हलोजन और अल्कोहल (रसायन विज्ञान) वाष्प पराबैंगनी विकिरण को अवशोषित करते हैं और उच्च इलेक्ट्रॉन बंधुता रखते हैं। जब अक्रिय गैसों में जोड़ा जाता है, तो वे निर्वहन को बुझाते हैं; इसका शोषण किया जाता है उदा। गीजर-मुलर ट्यूब।[1]
इन्सुलेट गैसें
विशेष मामलों में (जैसे, उच्च-वोल्टेज स्विच), अच्छे विद्युत रोधी गुणों वाली गैसों और बहुत अधिक ब्रेकडाउन वोल्टेज की आवश्यकता होती है। अत्यधिक विद्युतीय तत्व, जैसे, हैलोजन, के पक्षधर हैं क्योंकि वे उत्सर्जन चैनल में उपस्थित आयनों के साथ तेजी से पुनर्संयोजित होते हैं। सबसे लोकप्रिय विकल्पों में से एक सल्फर हेक्साफ्लोराइड है, जिसका उपयोग विशेष उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों में किया जाता है। अन्य सामान्य विकल्प शुष्क दाबित नाइट्रोजन और हेलोकर्बन हैं।
गैस-नलिका भौतिकी और प्रौद्योगिकी
A: ब्रह्मांडीय विकिरण द्वारा यादृच्छिक स्पंदन
बी: संतृप्ति वर्तमान
सी: हिमस्खलन टाउनसेंड विसर्जन
डी: आत्मनिर्भर टाउनसेंड विसर्जन
ई: अस्थिर क्षेत्र: कोरोना विसर्जन
एफ: उप-सामान्य चमक निर्वहन
जी: सामान्य चमक निर्वहन
एच: असामान्य चमक निर्वहन
I: अस्थिर क्षेत्र: चमक-चाप संक्रमण
जे: इलेक्ट्रिक आर्क
K: विद्युत चाप
ए-डी क्षेत्र को डार्क उत्सर्जन कहा जाता है; कुछ आयनीकरण है, लेकिन धारा 10 माइक्रोएम्पीयर से कम है और विकिरण की कोई महत्वपूर्ण मात्रा उत्पन्न नहीं हुई है।
D-G क्षेत्र एक नकारात्मक प्रतिरोध प्रदर्शित करता है
एफ-एच क्षेत्र चमक निर्वहन का एक क्षेत्र है; प्लाज्मा एक फीकी चमक का उत्सर्जन करता है जो नलिका के लगभग सभी आयतन पर कब्जा कर लेता है; अधिकांश प्रकाश उत्तेजित तटस्थ परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित होता है।
I-K क्षेत्र आर्क उत्सर्जन का क्षेत्र है; प्लाज्मा नलिका के केंद्र के साथ एक संकीर्ण चैनल में केंद्रित होता है; अत्यधिक मात्रा में विकिरण उत्पन्न होता है।
मौलिक तंत्र टाउनसेंड उत्सर्जन है, जो आयन प्रभाव द्वारा इलेक्ट्रॉन प्रवाह का निरंतर गुणन है जब गैस के घनत्व के लिए विद्युत क्षेत्र की ताकत का एक महत्वपूर्ण मूल्य पहुंच जाता है। जैसा कि विद्युत क्षेत्र में वृद्धि होती है, उत्सर्जन के विभिन्न चरणों का सामना करना पड़ता है जैसा कि साथ में प्लॉट में दिखाया गया है। प्रयुक्त गैस नाटकीय रूप से नलिका के मापदंडों को प्रभावित करती है। ब्रेकडाउन वोल्टेज गैस संरचना और इलेक्ट्रोड दूरी पर निर्भर करता है; निर्भरता का वर्णन पासचेन के नियम द्वारा किया गया है।
गैस का दबाव
गैस का दबाव के बीच हो सकता है 0.001 and 1,000 Torr (0.13–130,000 Pa); सामान्यतः , 1-10 टोर के बीच के दबावों का उपयोग किया जाता है।[1]गैस का दबाव निम्नलिखित कारकों को प्रभावित करता है:[1]* ब्रेकडाउन वोल्टेज (जिसे इग्निशन वोल्टेज भी कहा जाता है)
- वर्तमान घनत्व
- ऑपरेटिंग वोल्टेज
- बैकफायर वोल्टेज
- नलिका जीवनकाल (गैस का उपयोग करने के कारण कम दबाव वाली ट्यूबों का जीवनकाल छोटा होता है)
- कैथोड स्पटरिंग, उच्च दबावों पर कम
एक निश्चित मूल्य से ऊपर, गैस का दबाव जितना अधिक होगा, इग्निशन वोल्टेज उतना ही अधिक होगा। जब गैस का दबाव कम होता है, तो ठंडे होने पर उच्च दबाव वाले प्रकाश ट्यूबों को प्रज्वलन के लिए कुछ किलोवोल्ट आवेग की आवश्यकता हो सकती है। गर्म करने के बाद, जब प्रकाश उत्सर्जन के लिए उपयोग किया जाने वाला वाष्पशील यौगिक वाष्पीकृत हो जाता है और दबाव बढ़ जाता है, तो निर्वहन के पुनर्स्थापन के लिए या तो काफी अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है या दीपक को ठंडा करके आंतरिक दबाव को कम करना पड़ता है।[8]उदाहरण के लिए, बंद होने के तुरंत बाद कई सोडियम वाष्प लैंप को फिर से जलाया नहीं जा सकता है; इससे पहले कि उन्हें फिर से जलाया जा सके, उन्हें ठंडा होना चाहिए।
नलिका ऑपरेशन के दौरान गैस का उपयोग सामूहिक रूप से क्लीन-अप नामक कई घटनाओं द्वारा किया जाता है। इलेक्ट्रोड की सतहों पर गैस परमाणु या अणु सोखना हैं। उच्च वोल्टेज ट्यूबों में, त्वरित आयन इलेक्ट्रोड सामग्री में प्रवेश कर सकते हैं। नई सतहें, इलेक्ट्रोड के स्पटरिंग द्वारा बनाई जाती हैं और उदा। नलिका की आंतरिक सतहें भी आसानी से गैसों को सोख लेती हैं। गैर-अक्रिय गैसें भी नलिका घटकों के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया कर सकती हैं। हाइड्रोजन कुछ धातुओं के माध्यम से फैल सकता है।[1]
वैक्यूम ट्यूबों में गैस निकालने के लिए प्राप्त करनेवाला ्स का उपयोग किया जाता है। गैस से भरे ट्यूबों के लिए गैस की पुन: आपूर्ति के लिए, पुनर्भरणकर्ता कार्यरत हैं। सामान्यतः , पुनर्भरणकर्ताओं का उपयोग हाइड्रोजन के साथ किया जाता है; हाइड्रोजन-अवशोषित धातु (जैसे जिरकोनियम या टाइटेनियम) से बना एक फिलामेंट नलिका में उपस्थित होता है, और इसके तापमान को नियंत्रित करके अवशोषित और अवशोषित हाइड्रोजन के अनुपात को समायोजित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नलिका में हाइड्रोजन के दबाव को नियंत्रित किया जाता है। धातु का रेशा हाइड्रोजन भंडारण के रूप में कार्य करता है। इस दृष्टिकोण का उपयोग उदा। हाइड्रोजन थायरेट्रॉन या न्यूट्रॉन ट्यूब। संतृप्त पारा वाष्प का उपयोग सामग्री के बड़े भंडारण के रूप में तरल पारा के एक पूल का उपयोग करने की अनुमति देता है; सफाई से खोए हुए परमाणु अधिक पारे के वाष्पीकरण द्वारा स्वत: ही भर जाते हैं। हालांकि नलिका में दबाव पारे के तापमान पर बहुत अधिक निर्भर करता है, जिसे सावधानी से नियंत्रित करना पड़ता है।[1]
बड़े दिष्टकारी एक अक्रिय गैस की थोड़ी मात्रा के साथ संतृप्त पारा वाष्प का उपयोग करते हैं। नलिका के ठंडा होने पर अक्रिय गैस उत्सर्जन का समर्थन करती है।
पारा चाप वाल्व वर्तमान-वोल्टेज विशेषताएँ तरल पारा के तापमान पर अत्यधिक निर्भर हैं। फॉरवर्ड बायस में वोल्टेज ड्रॉप 0 डिग्री सेल्सियस पर लगभग 60 वोल्ट से घटकर 50 डिग्री सेल्सियस पर 10 वोल्ट से कुछ अधिक हो जाता है और फिर स्थिर रहता है; रिवर्स बायस ब्रेकडाउन (आर्क-बैक) वोल्टेज तापमान के साथ नाटकीय रूप से गिर जाता है, 60 डिग्री सेल्सियस पर 36 kV से 80 डिग्री सेल्सियस पर 12 kV से उच्च तापमान पर और भी कम हो जाता है। इसलिए ऑपरेटिंग रेंज सामान्यतः 18–65 डिग्री सेल्सियस के बीच होती है।[9]
गैस शुद्धता
वांछित गुणों को बनाए रखने के लिए नलिका में गैस को शुद्ध रखना पड़ता है; अशुद्धियों की थोड़ी मात्रा भी नाटकीय रूप से नलिका मूल्यों को बदल सकती है; गैर-अक्रिय गैसों की उपस्थिति आम तौर पर ब्रेकडाउन और बर्निंग वोल्टेज को बढ़ाती है। गैस के चमकीले रंग में परिवर्तन से अशुद्धियों की उपस्थिति देखी जा सकती है। नलिका में हवा का रिसाव ऑक्सीजन का परिचय देता है, जो अत्यधिक विद्युतीय है और इलेक्ट्रॉन हिमस्खलन के उत्पादन को रोकता है। इससे उत्सर्जन पीला, दूधिया या लाल रंग का दिखता है। मूल गैस रंग को अस्पष्ट करते हुए पारा वाष्प के निशान नीले रंग में चमकते हैं। मैग्नीशियम वाष्प उत्सर्जन को हरा रंग देता है। ऑपरेशन के दौरान नलिका घटकों के बहिर्वाह को रोकने के लिए, गैस भरने और सील करने से पहले बेक करना की आवश्यकता होती है। उच्च गुणवत्ता वाले ट्यूबों के लिए पूरी तरह से degassing आवश्यक है; 10−8 जितना छोटा भी torr (≈1 μPa) ऑक्सीजन कुछ घंटों में मोनोमोलेक्युलर ऑक्साइड परत के साथ इलेक्ट्रोड को कवर करने के लिए पर्याप्त है। अक्रिय गैसों को उपयुक्त गेटर्स द्वारा हटाया जा सकता है। पारा युक्त ट्यूबों के लिए, गेटर्स जो पारा के साथ अमलगम (रसायन विज्ञान) नहीं बनाते हैं (जैसे zirconium, लेकिन बेरियम नहीं) का उपयोग करना होगा। गैर-अक्रिय गैसों को प्राप्त करने के लिए जानबूझकर कैथोड स्पटरिंग का उपयोग किया जा सकता है; कुछ संदर्भ नलिका इस प्रयोजन के लिए मोलिब्डेनम कैथोड का उपयोग करते हैं।[1]
शुद्ध अक्रिय गैसों का उपयोग किया जाता है जहां इग्निशन वोल्टेज और बर्निंग वोल्टेज के बीच का अंतर उच्च होना चाहिए, उदा। स्विचिंग नलिका में। संकेत और स्थिरीकरण के लिए ट्यूब, जहां अंतर कम होना चाहिए, पेनिंग मिश्रण से भरे जाने की प्रवृत्ति होती है; इग्निशन और बर्निंग वोल्टेज के बीच कम अंतर कम बिजली आपूर्ति वोल्टेज और छोटे श्रृंखला प्रतिरोधों का उपयोग करने की अनुमति देता है।[1]
प्रकाश और गैस से भरे ट्यूबों को प्रदर्शित करना
फ्लोरोसेंट लैंप, कॉम्पैक्ट फ्लोरोसेंट लैंप, मर्करी-वाष्प लैंप और सोडियम-वापर लैंप और मेटल-हैलाइड लैंप सभी गैस से भरे नलिका हैं जिनका उपयोग प्रकाश व्यवस्था के लिए किया जाता है।
नियॉन लैंप और नियॉन साइनेज (जिनमें से अधिकांश इन दिनों नीयन आधारित नहीं हैं) भी कम दबाव वाली गैस से भरे नलिका हैं।
विशिष्ट ऐतिहासिक कम दबाव वाले गैस से भरे नलिका उपकरणों में एनआई राइट नलिका (अंकों को प्रदर्शित करने के लिए उपयोग किया जाता है) और डेकाट्रॉन (दालों को गिनने या विभाजित करने के लिए उपयोग किया जाता है, एक द्वितीयक कार्य के रूप में प्रदर्शित होता है) सम्मिलित हैं।
क्सीनन फ्लैश लैंप गैस से भरे नलिका हैं जिनका उपयोग कैमरों और स्ट्रोब रोशनी में प्रकाश की चमकदार चमक पैदा करने के लिए किया जाता है।
हाल ही में विकसित सल्फर लैंप भी गर्म होने पर गैस से भरे नलिका होते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक्स में गैस से भरी ट्यूब
चूंकि इग्निशन वोल्टेज आयन एकाग्रता पर निर्भर करता है जो निष्क्रियता की लंबी अवधि के बाद शून्य तक गिर सकता है, आयन उपलब्धता के लिए कई नलिका प्राथमिक हैं:
- वैकल्पिक रूप से, परिवेशी प्रकाश द्वारा या 2-वाट गरमागरम दीपक द्वारा, या उसी आवरण में एक चमक निर्वहन द्वारा,
- रेडियोधर्मी रूप से, गैस में ट्रिटियम मिलाकर, या आवरण को अंदर लेप करके,
- विद्युत रूप से, कीप-अलाइव या प्राइमर इलेक्ट्रोड के साथ
बिजली उपकरण
कुछ महत्वपूर्ण उदाहरणों में थायरेट्रॉन, क्रिट्रॉन और इग्नीट्रॉन नलिका सम्मिलित हैं, जिनका उपयोग उच्च-वोल्टेज धाराओं को स्विच करने के लिए किया जाता है। एक विशेष प्रकार की गैस से भरी नलिका जिसे वृद्धि रक्षक#गैस विसर्जन नलिका (जीडीटी) स्पार्क गैप कहा जाता है| गैस विसर्जन नलिका (जीडीटी) को बिजली और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में वोल्टेज वृद्धि को सीमित करने के लिए सर्ज रक्षक के रूप में उपयोग करने के लिए बनाया गया है।
कंप्यूटिंग ट्यूब
नियॉन लैंप, ट्रिगर ट्यूब, रिले ट्यूब, डेकाट्रॉन और निक्सी नलिका के साथ टाइमर, रिलैक्सेशन ऑसिलेटर # पियर्सन-एनसन इलेक्ट्रॉनिक रिलैक्सेशन ऑसिलेटर और डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स को महसूस करने के लिए नकारात्मक प्रतिरोध-क्षेत्र के श्मिट ट्रिगर प्रभाव का फायदा उठाया जा सकता है।
थायरेट्रॉन को उनके इग्निशन वोल्टेज के नीचे संचालित करके ट्रायोड के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है, जिससे वे एनालॉग सिग्नल को पुनर्योजी सर्किट के रूप में बढ़ा सकते हैं। रेडियो नियंत्रण रिसीवर में सेल्फ-क्वेंचिंग सुपररीजेनेरेटिव डिटेक्टर।[10]
संकेतक
निक्सी नलिका के अलावा विशेष नियॉन लैंप भी थे:
- ट्यून अर्ली ट्यूनिंग इंडिकेटर, शॉर्ट वायर एनोड के साथ एक ग्लास नलिका और एक लंबा वायर कैथोड जो आंशिक रूप से चमकता है; चमक की लंबाई नलिका करंट के समानुपाती होती है
- फॉस्फोर्ड नियॉन लैंप
- ल्यूमिनसेंट ट्रिगर ट्यूब, लैचिंग इंडिकेटर या डॉट-मैट्रिक्स डिस्प्ले के पिक्सेल के रूप में उपयोग किया जाता है
- डायरेक्ट-ग्लो ट्रिगर ट्यूब
- फॉस्फोरेड ट्रिगर ट्यूब
शोर डायोड
गर्म कैथोड, गैस-उत्सर्जन शोर जनरेटर अति उच्च आवृत्ति तक आवृत्तियों के लिए सामान्य वेक्यूम - नलिका ग्लास आवरण में उपलब्ध थे, और सुपर उच्च आवृत्ति के लिए फिलामेंट और एनोड टॉप कैप के लिए एक सामान्य संगीन माउंट के साथ लंबे, पतले ग्लास नलिका थे। वेवगाइड में आवृत्तियों और विकर्ण सम्मिलन।
वे नियॉन जैसी शुद्ध अक्रिय गैस से भरे हुए थे क्योंकि पेनिंग मिश्रण ने आउटपुट को तापमान पर निर्भर बना दिया था। उनका जलता हुआ वोल्टेज 200 V से कम था, लेकिन उन्हें प्रज्वलन के लिए गरमागरम 2-वाट लैंप और 5-केवी रेंज में वोल्टेज वृद्धि द्वारा ऑप्टिकल प्राइमिंग की आवश्यकता थी।
अनुप्रस्थ चुंबकीय क्षेत्र में डायोड के रूप में संचालित होने पर एक लघु थायरेट्रॉन को शोर स्रोत के रूप में एक अतिरिक्त उपयोग मिला।[11]
वोल्टेज-नियामक ट्यूब
20वीं सदी के मध्य में, वोल्टेज नियामक नलिका सामान्यतः इस्तेमाल किए जाते थे।
बीता हुआ समय माप
धातु-वाष्प कलोमीटर-आधारित बीता हुआ समय मीटर टाइम टोटलाइज़र में कैथोड स्पटरिंग का लाभ उठाता है, जहां स्पटर की गई धातु एक संग्राहक तत्व पर जमा होती है, जिसका प्रतिरोध इसलिए धीरे-धीरे कम हो जाता है।[12]
-ट्रॉन ट्यूबों की सूची
- पारा पूल ट्यूब
- एक्सीट्रॉन, एक पारा पूल ट्यूब
- ग्यूसेट्रॉन या गॉसिट्रॉन, एक मरकरी आर्क पूल ट्यूब
- इग्निट्रॉन, एक पारा पूल ट्यूब
- सेंडिट्रॉन , पारा पूल ट्यूब
- ट्रिग्निट्रॉन, इलेक्ट्रिक वेल्डर में उपयोग किए जाने वाले पारा पूल नलिका के लिए एक व्यापार नाम
- कैपेसिट्रॉन, एक पारा पूल ट्यूब
- कोरोट्रॉन, गैस से भरे शंट नियामक के लिए एक व्यापार नाम, सामान्यतः विनियमित वोल्टेज को सेट करने के लिए रेडियोधर्मी सामग्री की थोड़ी मात्रा होती है
- Crossatron, एक न्यूनाधिक ट्यूब
- कैथेट्रॉन या कैथेट्रॉन, नलिका के बाहर ग्रिड के साथ एक गर्म कैथोड गैस से भरा ट्रायोड
- निओट्रॉन , एक पल्स जनरेटर
- परमाट्रॉन, चुंबकीय क्षेत्र द्वारा नियंत्रित एनोड करंट के साथ एक गर्म कैथोड रेक्टीफायर
- Phanotron, एक शुद्ध करनेवाला
- plumatron, एक ग्रिड-नियंत्रित मरकरी-आर्क रेक्टीफायर
- स्ट्रोबोट्रॉन, एक ठंडी कैथोड नलिका जिसे हाई करंट संकीर्ण दालों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसका उपयोग उच्च गति फोटोग्राफी में किया जाता है
- Takktron, उच्च वोल्टेज पर कम धाराओं के लिए एक ठंडा कैथोड दिष्टकारी
- थायरेट्रॉन, एक गर्म कैथोड स्विचिंग ट्यूब
- ट्रिगेट्रॉन, स्पार्क गैप के समान एक उच्च-वर्तमान स्विच
- Alphatron, निर्वात को मापने के लिए आयनीकरण नलिका का एक रूप
- Dekatron, एक गिनती नलिका (निक्सी नलिका और नियॉन लाइट भी देखें)
- प्लाज़्माट्रॉन, नियंत्रित एनोड करंट वाली एक गर्म कैथोड ट्यूब
- टैसिट्रोन , एक कम शोर वाला थायरेट्रॉन, जिसमें इंटरप्टिबल करंट प्रवाह होता है
- Krytron, एक तेज़ कोल्ड-कैथोड स्विचिंग ट्यूब
यह भी देखें
संदर्भ
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- ↑ 2.0 2.1 2.2 C. A. Pirrie and H. Menown "The Evolution of the Hydrogen Thyratron", Marconi Applied Technologies Ltd, Chelmsford, U.K.
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- ↑ Reference Data for Engineers: Radio, Electronics, Computers and Communications by Wendy Middleton, Mac E. Van Valkenburg, pp. 16–42, Newnes, 2002 ISBN 0-7506-7291-9
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- ↑ Hajo Lorens van der Horst Chapter 8: Special tubes Archived 2010-12-25 at the Wayback Machine 1964 Philips Gas-Discharge Tubes book
