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Desenvolvimento de válvula termiônica de tubo de vácuo

Desenvolvimento de válvula termiônica de tubo de vácuo


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Com o tubo de vácuo ou válvula termiônica agora estabelecido, seu desempenho deixou muito a desejar em muitas áreas.

Os níveis de ganho eram baixos e as válvulas ou tubos eram propensos a oscilação.

Um dos principais problemas era que as pessoas não entendiam totalmente a maneira como operavam.

Desenvolvimento e pesquisa adicionais conforme necessário.

Desenvolvimentos de válvulas

Nestes primeiros dias de tubos de vácuo, seu funcionamento não era totalmente compreendido e havia uma série de equívocos. Uma ideia que se sustentou foi que algumas moléculas de gás eram necessárias no envelope para que funcionasse corretamente. Esses tubos eram conhecidos como tubos "macios". Somente em 1915, um cientista americano chamado Langmuir provou que os gases não eram necessários no envelope. Logo após essa descoberta, novos tubos altamente evacuados, conhecidos como tubos "rígidos", foram produzidos e exibiram níveis de desempenho muito melhores.

Além de melhorias básicas, a evacuação total dos envelopes trouxe uma série de outras melhorias. Os filamentos agora podem ser revestidos para melhorar sua emissão de elétrons. Anteriormente, qualquer revestimento estaria contaminado. As temperaturas dos filamentos também podem ser reduzidas e isso melhora a confiabilidade, além de reduzir o consumo de corrente do aquecedor.

Um grande número de novos tubos foi fabricado. Um engenheiro francês chamado Ferrie projetou uma válvula designada para as autoridades militares francesas. Mais de 100.000 deles foram produzidos. Na Grã-Bretanha, uma válvula semelhante chamada de Tipo R foi produzida e em quantidades igualmente grandes.


Válvula retificadora Marconi U5

Mais no envelope

Com os níveis muito altos de capacitância da grade anódica exibida por esses primeiros tubos de vácuo, era muito difícil evitar que os circuitos que os usavam explodissem em oscilação quando usados ​​em frequências acima de algumas centenas de quilohertz. Várias tentativas foram feitas para superar o problema. Em 1916, a H.J. Round produziu uma válvula de baixa capacitância conhecida como Tipo V24. Para este tubo, Round usou a ideia inovadora de manter o ânodo longe da grade, passando-o para fora da parte superior do envelope de vidro e não através da base na parte inferior. Embora isso tenha proporcionado uma melhoria significativa, não foi a resposta completa.


Retificador Tungsram VY2

A solução para o problema foi derivada em 1926, adicionando uma nova grade. Conhecido como tetrodo, esse tubo de vácuo usava uma segunda grade conhecida como grade de tela entre a primeira grade ou grade de controle e o ânodo. A sua introdução reduziu o ânodo para controlar a capacitância da rede a quase zero e resolveu o problema da instabilidade.

Então, em 1929, o próprio tetrodo foi aprimorado com a introdução de outro tipo de tubo de vácuo denominado pentodo. Este tubo tinha um total de cinco eletrodos, sendo o adicional uma terceira grade chamada grade supressora. Isso superou o problema encontrado com o tetrodo de uma descontinuidade em sua característica causada pelo salto de elétrons do ânodo.

Além de fazer melhorias na operação das válvulas adicionando grades adicionais, outras melhorias foram feitas nos arranjos do aquecedor. Um dos principais problemas com os primeiros tubos era que as configurações do circuito eram limitadas porque o aquecedor e o cátodo eram o mesmo. Foi descoberto que o cátodo poderia ser aquecido indiretamente e isso significava que os aquecedores poderiam ser eletricamente isolados do cátodo. Isso tinha a vantagem de que os aquecedores não precisavam ser operados por uma bateria com alimentação CC. Em vez disso, uma fonte de CA derivada da rede elétrica pode ser usada. Esta foi uma grande melhoria porque significou que o tamanho dos rádios poderia ser consideravelmente reduzido, assim como seus custos operacionais.


Válvulas / tubos 6L6 e 807

Aumento de uso

A introdução do tetrodo e do pentodo trouxe melhorias revolucionárias no desempenho. Como resultado, o uso de tubos de vácuo aumentou dramaticamente. Não apenas as válvulas termiônicas eram usadas em rádios que nessa época eram muito populares, mas também encontraram muitos outros usos. No final da década de 1930, muitos milhares de tipos diferentes de tubos de vácuo estavam sendo fabricados, e havia um grande número de fabricantes diferentes surgindo nos Estados Unidos e na Europa.

Muitos dos tubos de vácuo introduzidos neste período há muito desapareceram do uso comum. No entanto, existem alguns que tiveram muito sucesso permanecendo em novos designs por muito tempo. Uma dessas válvulas foi a 6L6 usada em muitos amplificadores de guitarra até recentemente. Em muitos aspectos, foi bastante revolucionário porque foi o primeiro tetrodo de feixe. Ele usou uma nova técnica para superar a descontinuidade na característica do tetrodo causada pelo salto dos elétrons do ânodo. Em vez de usar uma grade supressora, ele usou um novo arranjo conectado à grade da tela. Este tubo se tornou tão popular que mais tarde foi modificado para aplicações de RF, dando-lhe uma tampa superior para o ânodo. Este tubo de vácuo foi chamado de 807 e foi amplamente utilizado em transmissores na Segunda Guerra Mundial e posteriormente.

Antes da guerra, todos os tubos usavam bases especiais de metal ou plástico presas ao envelope de vidro para segurar os pinos. Após a guerra, a miniaturização e as melhorias nas técnicas de fabricação permitiram que os pinos fossem montados no envelope de vidro. Ao fazer isso, tubos muito menores foram feitos e os custos foram reduzidos.

Tubos de vácuo hoje

O reinado da válvula termiônica não durou para sempre. Os desenvolvimentos em semicondutores que resultaram na invenção do transistor em 1948 significaram que dispositivos menores, confiáveis ​​e com menos consumo de energia poderiam ser feitos. O sucesso do transistor estava longe de ser instantâneo. Demorou até a década de 1960 para que os rádios domésticos os usassem amplamente e, mesmo então, muitos rádios de tubo de vácuo permaneceram (e ainda permanecem) em serviço por muitos anos depois. Hoje, a tecnologia termiônica ainda é usada, mas em áreas limitadas. Os transmissores de alta potência ainda usam tubos, e os tubos de raios catódicos ainda são usados ​​aos milhões. Mas para muitas pessoas, os transistores não têm a mesma vida que uma válvula. Eles não têm o brilho amigável de uma válvula. Porém, para quem trabalhou com tubos, nunca haverá nada que possa igualá-los.


Válvulas / tubos B9A


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