Аккумулятор

Схема опытной установки Дж. А. Флеминга

устройства, названный его автором «пустотным клапаном», стал первым электровакуумным диодом, который можно было использовать для детектирования радиосигналов. Особенность конструкции диода Флеминга заключалась в том, что впаянную в стеклянный баллон нить накаливания окружал цилиндр, выполненный из тонкого листа металла. При этом нить накаливания была выполнена из вольфрама (рис. 1.2).

Металлический цилиндр Дж. А. Флеминг назвал анодом, а нить накала катодом. Нетрудно заметить, что лампа Флеминга содержит все элементы хорошо знакомой радиолампы. Таким образом, начало так называемого лампового периода в развитии радиотехники непосредственно связано с появлением первой двухэлектродной радиолампы и ее последующим использованием в радиоприемных устройствах в качестве детектора.

Однако изобретенный Флемингом диод позволял лишь детектировать сигнал и выпрямлять переменный ток. В то же время, для обеспечения надежной радиосвязи на больших расстояниях требовалось не только повышать мощность передатчика, но и усиливать принятый антенной слабый радиосигнал. Поэтому в начале XX века многие исследователи проводили опыты, главной целью которых являлась разработка устройств, которые могли помочь в решении этих задач.

В 1906 году американский инженер Ли де Форест, проводя опыты с диодами, ввел в стеклянный баллон лампы третий электрод, который стал называться сеткой. Наблюдательный исследователь заметил, что даже незначительное изменение напряжения на этом электроде приводит к заметному изменению величины тока, протекающего между катодом и анодом. Новая лампа стала прообразом получивших в дальнейшем широкое распространение радиоламп, которые мы называем триодами. Однако сам автор изобретения, главным назначением своего детища считая усиление аудиосигналов, назвал ее аудионом. И действительно, первые аудио ны использовались для усиления сигналов звуковой частоты.

В 1908 году Ли де Форест получил патент на свое изобретение, но вскоре Дж. А. Флеминг обратился в суд с требованием об аннулировании этого патента. Причина спора заключалась в том, что изобретатель диода не признавал чемто

выдающимся применение третьего электрода Ли де Форестом и, естественно, призывал суд не считать изобретением сам триод. В 1916 году суд признал претензии Флеминга справедливыми.

Работы по созданию трехэлектродной лампы проводились не только в Америке, но и в Европе. В 1906 году в Германии Роберт Либен проводил опыты с применением своего варианта такой лампы в качестве усилителя сигналов в телефонной линии, а в 1910 году он изобрел так называемый ртутный триод. Название этой лампы объяснялось тем, что ее баллон был заполнен разреженными парами ртути. В качестве катода в триоде Либена использовалась платиновая лента, роль сетки выполнял алюминиевый диск с отверстиями, а анод был изготовлен из отрезка спирали.

Необходимо отметить, что аудион Ли де Фореста имел очень низкий коэффициент усиления, причиной которого был весьма неглубокий вакуум. Этот и другие конструктивные недостатки первых радиоламп ограничивали их практическое применение в радиотехнических устройствах. Поэтому первые диоды и триоды в самом начале XX века не могли успешно конкурировать с широко использовавшимися в то время кристаллическими детекторами, созданными в 1900 году. Однако уже с 1915 года, когда появились первые электронные лампы с высоким вакуумом, начался новый, так называемый ламповый этап в развитии радиотехники. С этого времени электронные лампы стали широко использоваться как для усиления и детектирования, так и для создания высокочастотных генераторов.

Любое новое явление, устройство, прибор или конструкция при своем появлении на свет получают вполне определенное название, которое им чаще всего дает первооткрыватель, изобретатель или конструктор. При этом первое название, как правило, остается за прибором или устройством навсегда. Однако в истории человечества нередки случаи, когда первое название оказывалось не совсем удачным и в дальнейшем заменялось другим, более точно характеризующим явление, прибор или конструкцию. Особенно часто замена названий происходила, когда первоначальное название было дано, например, по случайному сходству изобретенного прибора с какимнибудь другим.

Не избежала такой смены названий и электронная лампа. Но, в отличие от многих других приборов, она сменила много названий. К тому же, и в наше время ее называют пораз ному.

Первые лампы у нас назывались «пустотными реле». Наряду с этим названием получили некоторое распространение такие термины, как «катодное реле», «электронное реле» и даже «электронный клапан». Некоторое время употреблялось название «катодная трубка». В начале 20х годов XX века среди специалистов стал применяться термин «лампа» в различных вариациях: «пустотная лампа», «катодная лампа», «электронная лампа», «усилительная лампа», «радиолампа». Такой разнобой названий во многом объяснялся спецификой работы переводчиков, переводивших названия ламп с различных иностранных языков и не увязывавших их с названиями, уже получившими распространение.

В современной специализированной литературе вся совокупность приборов, работа которых основана на принципах, открытых А. Н. Лодыгиным, Т. А. Эдисоном, Л. Цендером и другими изобретателями, называется электровакуумными приборами. При этом основополагающими физическими явлениями, на которых базируется работа электровакуумных приборов, являются движение электронов в вакууме, а также движение в разреженном газе как электронов, так и ионов, то есть атомов, лишившихся части своих электронов и обладающих положительным зарядом.

В зависимости от того, какие частицы участвуют в переносе электрических зарядов, все электровакуумные приборы делятся на электронные и ионные. В электронных приборах, носителями электрического тока являются электроны. К таким приборам относятся лампы с двумя, тремя и более электродами и т.п. В ионных приборах, например в газотронах, тиратронах и неоновых лампах, в переносе электрических зарядов, кроме электронов, участвуют и ионы.

Таким образом, из всех приведенных выше названий ламп, в которых в качестве носителей электрического тока используются электроны, наиболее правильным с теоретической точки зрения является термин «электронная лампа». Необходимо отметить, что среди радиолюбителей наряду

с этим названием часто употребляется термин «радиолампа», и это не считается ошибкой. Названия «реле» и «клапан» в наше время не применяются, а термин «трубка» сохранился лишь в сочетании «электроннолучевая трубка».

Подлинный прорыв в области создания мощных и надежных генераторных ламп произошел в середине второго десятилетия XX века. В это время были разработаны технологии создания радиоламп с высоким вакуумом внутри баллона. Необходимо отметить, что, в отличие от радиоламп, используемых для детектирования и усиления принятого радиосигнала, мощные генераторные лампы требуют применения специальных систем охлаждения. В указанный период отрабатывались и способы обеспечения эффективного принудительного охлаждения электродов и баллонов генераторных ламп. Среди первых радиоламп с принудительным охлаждением был триод Л. де Фореста с оригинальной системой водяного охлаждения, а также триод Николсона, в котором применялась комбинированная система с водяным и воздушным охлаждением.

В 1914 году первая генераторная лампа была создана и в России. Особенностью этой лампы, разработанной Н. Д. Па палекси для радиопередатчика в Царском Селе, было использование оксидного катода прямого накала. В Советской России одним из направлений деятельности уже упоминавшейся Нижегородской радиолаборатории (НРЛ) стала разработка и производство новых типов генераторных радиоэлектронных ламп, при этом уже в первые годы работы сотрудники лаборатории под руководством талантливого инженера М. А. Бонч Бруевича создали несколько новых ламп. Эти радиолампы, хотя и имели внешний анод и водяное охлаждение, принципиально отличались от зарубежных аналогов.

Первая генераторная лампа в Нижегородской радиолаборатории (НРЛ) была создана в 1919 году. На основе этой лампы, получившей название ПР (пустотное реле), в том же году был построен радиотелефонный передатчик, имевший мощность 20 Вт и обеспечивавший связь между Нижним Новгородом и Москвой. В то же время в стенах легендарной радиолаборатории разрабатывались новые типы более мощных генераторных радиоламп оригинальных конструкций. Среди них необходимо отметить лампу мощностью 40 Вт с водяным охлаждением, у которой выполненный из платины анод размещался в специальной емкости, заполненной водой. Не меньший интерес представляла и генераторная лампа мощностью 160 Вт с принудительным охлаждением проточной водой.

В начале 20х годов XX века в НРЛ были созданы и самые мощные для того времени генераторные лампы для радиопередатчиков. Прототипом для них стала разработанная в конце 1919 года лампа, обеспечивавшая мощность 950 Вт при напряжении 10 000 В на аноде. На основе созданной в конце 1920 года в НРЛ генераторной лампы мощностью 1,25 кВт была построена первая в мире радиовещательная станция. В передатчике этой радиостанции использовались 12 таких ламп, включенных параллельно. Уже к 1924 году в СССР были созданы генераторные радиолампы мощностью от 2 до 5 кВт, а уже в 1925 году появились лампы мощностью 100 кВт.

В последующие десятилетия работы по созданию мощных генераторных ламп продолжались не только в СССР, но и за рубежом. Так, например, в Великобритании и Германии в начале 30х годов выпускались генераторные триоды мощностью до 300 кВт. Помимо этого в 1933 году британскими инженерами была создана лампа мощностью 500 кВт с водяным охлаждением. Не менее интересны и конструкции появившихся в те же годы генераторных радиоламп мощностью до 50 кВт с принудительным воздушным охлаждением.

С началом освоения диапазонов коротких и ультракоротких волн появилась необходимость в генераторных радиолампах, которые обеспечили бы работу передатчиков на соответствующих частотах. Поэтому в развитых странах Европы и Америки еще перед Второй мировой войной начались интенсивные работы по созданию таких ламп. По окончании войны эти работы были продолжены. Говоря о генераторных радиолампах, нельзя не вспомнить и о созданной советскими специалистами во второй половине XX века легендарной металлокерамической лампе ГИ7, хорошо известной многим поколениям советских радиолюбителей и профессионалов.

Генераторные лампы широко использовались в качестве основного элемента в радиопередатчиках до 80х годов XX столетия. Однако в маломощных передающих устройствах они постепенно заменялись полупроводниковыми приборами. В то же время радиолампы попрежнему продолжают применяться в генераторах мощных радиопередающих станций.