لامپ خلاء چیست و اساس کار لامپ خلاء چگونه است؟

لامپ خلأ چیست؟

لامپ خلأ از دیرباز در سوئیچینگ، تقویت سیگنال‌های رادیویی، اصلاح امواج و ارتعاش سیگنال پالس به کار می‌رفته است. این لامپ در گذشته به‌عنوان یک قطعه الکترونیکی شناخته می‌شد و عملکردی کاملاً متفاوت با لامپ‌های امروزی داشت؛ هرچند هنوز هم تولید می‌شود و کاربردهای خاص خود را دارد. یکی از ویژگی‌های برجسته لامپ خلأ، تحمل ولتاژ بسیار بالا بدون آسیب‌دیدگی است. بیشترین استفاده از آن در صنایع الکترونیک و مخابرات و همچنین نورپردازی در تصویربرداری پزشکی، لیتوگرافی و آزمایشگاه‌هاست.

در مواقعی که شار نوری بالا و نوردهی فوری و در لحظه موردنیاز است، از لامپ خلأ استفاده می‌شود؛ زیرا تحمل گرمایی زیادی دارد و به‌سرعت نور تولید می‌کند. بااین‌حال، در بخش نوردهی امروزه لامپ‌های متال هالید و زنون جایگزین آن شده‌اند که علاوه بر طول عمر بیشتر، کارایی بالاتری نیز دارند. در بخش لامپ پزشکی نیز لامپ دوتریوم که در دستگاه های اسپکتروفتومتر استفاده می شود تقریبا ساختاری شبیه به آن دارد.  برای شناخت بیشتر این لامپ، بهتر است به ساختار آن بپردازیم.

اجزای یک لامپ خلأ کدام‌اند؟

1. سیستم تغذیه لامپ: لامپ خلأ برای عملکرد صحیح به منبع تغذیه الکتریکی نیاز دارد تا جریان الکتریکی موردنیاز الکترودها را تأمین کند.
2. الکترودها: هر لامپ خلأ دارای دو الکترود است که روبه‌روی هم قرار دارند. جنس این الکترودها معمولاً از فلز تنگستن است که وظیفه تولید و هدایت الکترون‌ها را در لامپ بر عهده دارند.
3. خلأ: اصلی‌ترین عامل مقاومت و استحکام لامپ خلأ، عاری بودن آن از هواست. با پمپاژ و تخلیه هوای درون حباب، فضای خلأ ایجاد می‌شود که باعث افزایش کارایی لامپ می‌گردد.
4. ماده تخلیه: بیشتر لامپ‌های خلأ با گازی خاص پر می‌شوند تا با عبور جریان الکترون‌ها، تخلیه الکتریکی لازم را ایجاد کنند.

خصوصیات و اساس کار لامپ خلأ چیست؟

لامپ خلأ به دلیل مقاومت و کیفیت بالای خود، برای تولید ولتاژهای بالا بسیار مناسب است. نکته جالب اینجاست که این لامپ‌ها حتی پس از مستهلک شدن دستگاه‌ها، به‌عنوان قطعه دست‌دوم قابل‌فروش هستند. برای مثال، لامپ‌های به‌کاررفته در رادیوهای قدیمی لامپی همچنان در بازار قطعات الکترونیکی موجودند و برای تعمیر این رادیوها که به‌خاطر حس و حال نوستالژیک خود دوباره محبوب شده‌اند، استفاده می‌شوند.

یکی از برندهای معروف تولیدکننده این لامپ‌ها، تلفنکن آلمان (TELEFUNKEN) است که هنوز هم لامپ‌های کارکرده اما قابل‌استفاده آن در بازار وجود دارند.

نحوه کار لامپ خلأ:

در لامپ خلأ، الکترون‌ها از کاتد (Cathode) به سمت آند (Anode) حرکت می‌کنند. به دلیل وجود خلأ در لامپ و نبود مولکول‌های هوا، الکترون‌های آزاد شده بدون توقف منتشر می‌شوند. سطح کاتد به اکسید فلزات قلیایی آغشته می‌شود و با گرمای تولیدشده توسط فیلامان تنگستنی، الکترون‌ها آزاد می‌شوند.

امروزه در آمپلی‌فایرهای حرفه‌ای HI-FI، برندهای مشهوری مانند مکینتاش آمریکا (MCINTOSH) از همین لامپ‌ها برای تقویت فرکانس‌های صوتی استفاده می‌کنند که باوجود هزینه بالا، طرف‌داران خاص خود را دارند.

انواع لامپ‌های خلأ کدام‌اند؟

لامپ‌های خلأ در انواع مختلفی تولید می‌شوند:

• لامپ دیود (Diode): یا دو‌قطبی، ساده‌ترین نوع لامپ خلأ است.
• لامپ ترایود (Triode): یا سه‌قطبی، که به کنترل بهتر جریان الکترون‌ها کمک می‌کند.
• لامپ تترود (Tetrode): یا چهارقطبی، با عملکرد بهینه‌تر در تقویت سیگنال‌ها.
• لامپ پنتود (Pentode): یا پنج‌قطبی، که نویز کمتری در مدارهای الکترونیکی ایجاد می‌کند.
• لامپ هگزود (Hexode): یا شش‌قطبی، مناسب برای دریافت سیگنال‌های پیچیده.
• لامپ هپتود (Heptode): یا هفت‌قطبی، بیشترین کاربرد را در دریافت‌کننده‌های امواج و سیگنال‌ها دارد.

دو نوع آخر (هگزود و هپتود) همچنان در دستگاه‌های دریافت امواج و سیگنال‌ها استفاده می‌شوند و کاربرد گسترده‌ای دارند.