Эмиссия катода и срок его службы, а следовательно, и срок службы лампы в целом, зависят от режима работы катода.
Сопротивление холодной нити катода во много раз меньше ее сопротивления при рабочей температуре. Поэтому пусковой ток может значительно превосходить нормальный рабочий ток катода. Для ограничения пускового тока в мощных лампах с катодами прямого накала напряжение накала увеличивают постепенно, доводя его до нормального. Для этого последовательно с нитью накала включают специальные термоуправляемые сопротивления, изготовляемые из материалов с отрицательным температурным коэффициентом.
При выборе вида напряжения для питания цепи накала (постоянного или переменного) следует учитывать, что катод во времени должен иметь постоянную температуру, а анодный ток, протекающий по катоду, не должен его перегревать. При питании катодов прямого накала постоянным током происходит неравномерный нагрев по длине катода, часть его, со стороны подключения анодного источника питания, оказывается перегретой суммарным током, так как накальный и анодный токи протекают здесь в одном направлении (рис. 8, а).
 |
Особенно сильно этот эффект сказывается в мощных генераторных лампах, в которых анодный ток соизмерим с током накала. В этом случае необходимо периодически переключать точку присоединения анодного источника питания к разным сторонам катода, что обеспечит равномерный его износ. Рис. 8. Схемы питания катодов прямого канала: а —постоянным током; б — переменным током. |
Контроль режима работы катода можно осуществлять либо по напряжению на его зажимах, либо по току накала.
В первом случае поддерживается постоянным ток накала, по втором — напряжение.
С течением времени сопротивление нити накала (в подогревных катодах—сопротивление подогревателя) возрастает, так как она становится тоньше, рабочая температура катода падает, ток эмиссии снижается, а срок службы катода увеличивается.
Когда автоматически поддерживается постоянным ток накала (при контроле работы по напряжению), то в конце срока службы катода накальный ток может оказаться чрезмерно большим. Температура катода резко возрастет, а с ней и ток эмиссии, срок службы лампы уменьшится и она преждевременно выйдет из строя.
Как уже отмечалось выше, у активированных катодов срок службы определяется состоянием активного слоя, поэтому контроль за их работой можно осуществлять как по току, так и по напряжению.
В мощных приборах с оксидными катодами перед включением анодного напряжения в течение нескольких минут осуществляют предварительный прогрев катода.
При питании катодов прямого накала мощных ламп переменным током включение катода по схеме, изображенной на рис. 8, а, недопустимо, так как между концами нити накала появится разность потенциалов, изменяющаяся с частотой сети. Ток эмиссии катода, а следовательно, и анодный ток будут периодически меняться — появится фон переменного тока.
В этом случае (для питания переменным током) применяется схема, показанная на рис. 8, б, в которой нулевой провод присоединен как бы к средней точке катода. Фон переменного тока при этом резко уменьшается. Можно также искусственно получить среднюю точку катода, подключив отрицательный полюс источника анодного питания к средней точке накальной обмотки трансформатора. Однако изменение анодного тока, обусловленное пульсацией тока эмиссии, сохраняется.
Подогревные катоды почти с одинаковым успехом можно питать как постоянным, так и переменным током. Но при питании переменным током также может иметь место некоторый «остаточный» фон переменного тока.
Для большинства электронных ламп допускается отклонение напряжения накала от номинального на ±10%.
