§ 66. Трехэлектродная лампа - триод

Силу анодного тока можно менять изменением или температуры накала нити катода, или напряжения между анодом и катодом. Как то, так и другое технически неудобно и экономически невыгодно. Для управления анодным током в лампе имеется третий электрод - сетка (рис. 90, а). Сетка - спираль из тонкой проволоки, помещенная между катодом и анодом (очень близко к катоду - на расстоянии долей миллиметра). Электронная лампа, состоящая из анода, катода и сетки, называется триодом.

Рис. 90. Трехэлектродная лампа и действие ее сетки

Покажем, как можно управлять анодным током, используя сетку. Соберем цепь (рис. 90, б) и добьемся наибольшего тока в анодной цепи (два-три деления шкалы). Зарядив шар положительно, а следовательно, и сетку (от стеклянной палочки, потертой о шелк), по показанию гальванометра видим, что сила анодного тока увеличивается. Причем, чем больше положительный потенциал сетки, тем сильнее анодный ток. Увеличение его происходит потому, что на испускаемые катодом электроны действуют две одинаково направленные силы: электрического поля анода и электрического поля сетки. Они сообщают большей части электронов такие скорости, а следовательно, и энергию, что электроны не задерживаются сеткой, а пролетают сквозь нее к аноду, увеличивая тем самым силу анодного тока.

Зарядив шар отрицательно, а следовательно, и сетку (от эбонитовой палочки, потертой о мех), видим, что сила анодного тока уменьшается и при определенном значении отрицательного потенциала на сетке становится равной нулю. (Дайте объяснение электронной теорией уменьшению и исчезновению анодного тока.) Следовательно, меняя потенциал сетки, можно регулировать силу анодного тока. Вместо заряженного шара то или иное напряжение между сеткой и катодом можно создавать источником тока.

Рис. 91. Анодно-сеточная характеристика триода

Для выяснения зависимости анодного тока от напряжения между сеткой и катодом необходимо при неизменных токе накала и анодном напряжении постепенно изменять потенциал сетки и фиксировать силу анодного тока, соответствующую каждому значению потенциала сетки. На рис. 91 дан график зависимости анодного тока от напряжения на сетке. По вертикали отложены значения анодного тока в миллиамперах при разных напряжениях на сетке. На данном графике анодно-сеточной характере анодно-сеточной характеристики триода при изменении сеточного напряжения U с от -8 в до +6 в анодный ток увеличивается от нуля до тока насыщения I_н.

Триод часто используется для усиления тока звуковой частоты (его мощности, напряжения). Рассмотрим принцип действия такого лампового усилителя на трансформаторе, применяемого, например, для усиления музыки, речи оратора (рис. 92).

Рис. 92. Принцип усиления тока при помощи триода

В анодную цепь лампы включен понижающий трансформатор Т^*, к вторичной катушке которого подключен громкоговоритель Г. При замкнутой цепи накала и анодной цепи в последней за счет энергии источника Б_а течет постоянный ток. В цепь сетки включен микрофон М. Под действием звуковых колебаний его катушка колеблется в магнитном поле постоянного магнита микрофона. В катушке возникает слабый пульсирующий ток звуковой частоты (на рисунке его напряжение показано кривой линией 1). Этот,ток является копией звуковых колебаний, приводящих в действие микрофон. Мощность тока мала; чтобы он мог привести в действие громкоговоритель, мощность увеличивают за счет энергии источника тока Б_а.

^*Назначение трансформатора - уравнять сопротивление низкоомной нагрузки (громкоговорителя) с высокоомным сопротивлением источника анодного тока (лампой триод).

Слабое переменное напряжение, возникшее в катушке микрофона, подается на сетку. Оно влияет на силу анодного тока - увеличивает его. От действия этого напряжения в анодной цепи возникает пульсирующий ток, в частности повторяющий все изменения тока в микрофонной цепи. Так как сетка расположена к катоду значительно ближе, чем анод, то даже небольшие изменения напряжения на ней вызывают значительные по амплитуде колебания тока в анодной, цепи лампы (на рисунке график усиленного тока показан кривой линией 2). Иначе, изменяющийся тек малой мощности в цепи микрофона вызывает такое же изменение тока в анодной цепи, но значительно большей мощности за счет энергии источника тока Б_а. Происходит усиление мощности колебаний тока, возникшего в сети микрофона.

Изменение анодного тока влияет на величину напряжения на первичной, а следовательно, и на вторичной катушках трансформатора. От него это напряжение подается на катушку громкоговорителя, которая прикреплена к его диффузору. Изменение напряжения (тока) вызывает колебание катушки в поле постоянного магнита громкоговорителя, что приводит в колебание диффузор. Он становится источником более громкого звука (по сравнению с тем, который был произнесен перед микрофоном). Если усиление, даваемое одной лампой, недостаточно, то усиленный первой лампой ток подают ко второй лампе, а от второй - к третьей и т. д. Так осуществляется усиление каскадами. (Усилительное действие триода показать на школьном усилителе низкой частоты.)