Eine kalte Kathode ist eine Kathode, die innerhalb von nixie Tuben, Gasentladungslampen, Entladungstuben und einigen Typen der Vakuumtube verwendet ist, die durch den Stromkreis nicht elektrisch geheizt wird, mit dem es verbunden wird. Solch eine Kathode kann zu einer hohen Temperatur in der normalen Stromkreis-Operation geheizt werden.

Geräte der kalten Kathode

Eine Vakuumtube der kalten Kathode verlässt sich auf die Außenheizung einer Elektrode nicht, um thermionische Emission von Elektronen zur Verfügung zu stellen. Frühe Geräte der kalten Kathode haben die Tube von Geissler und Tube von Plucker und frühen Kathode-Strahl-Tuben eingeschlossen. Die Studie der Phänomene in diesen Geräten hat zur Entdeckung des Elektrons geführt.

Neonlicht wird verwendet, sowohl um Licht als Hinweise als auch für die Beleuchtung des speziellen Zwecks, und auch als Stromkreis-Elemente zu erzeugen, die negativen Widerstand zeigen. Die Hinzufügung einer Abzug-Elektrode zu einem Gerät hat der Glühen-Entladung erlaubt, durch einen Außenkontrollstromkreis begonnen zu werden; Glockenlaboratorien haben eine "Abzug-Tube" kaltes Kathode-Gerät 1936 entwickelt.

Viele Typen der Schaltungstube der kalten Kathode, wurden einschließlich verschiedener Typen von thyratron, dem krytron und anderen entwickelt. Stromspannungsregelröhren verlassen sich auf die relativ unveränderliche Stromspannung eines Glühens entladen mehr als eine Reihe des Stroms und wurden verwendet, um Macht-Versorgungsstromspannungen in Tube-basierten Instrumenten zu stabilisieren. Ein Dekatron ist eine Tube der kalten Kathode mit vielfachen Elektroden, die für das Zählen verwendet wird. Jedes Mal, wenn ein Puls auf eine Kontrollelektrode angewandt wird, bewegt sich eine Glühen-Entladung zu einer Schritt-Elektrode; durch die Versorgung von zehn Elektroden in jeder Tube und die Kaskadierung der Tuben kann ein Gegensystem entwickelt werden und die durch die Position der Glühen-Entladungen beobachtete Zählung. Gegentuben wurden weit vor der Entwicklung von einheitlichen Stromkreis-Gegengeräten verwendet.

Die Blitz-Tube ist ein Gerät der kalten Kathode, das mit xenon Benzin gefüllt ist, verwendet, um einen intensiven kurzen Puls des Lichtes für die Fotografie zu erzeugen oder als ein Stroboskop zu handeln, um die Bewegung von bewegenden Teilen zu untersuchen.

Lampen

Lampen der kalten Kathode schließen kalte Kathode Leuchtstofflampen (CCFLs) und Neonlicht ein. Neonlicht verlässt sich in erster Linie auf die Erregung von Gasmolekülen, um Licht auszustrahlen; CCFLs verwenden eine Entladung im Quecksilberdampf, um ultraviolettes Licht zu entwickeln, das der Reihe nach einen Leuchtstoffüberzug innerhalb der Lampe veranlasst, sichtbares Licht auszustrahlen.

Lampen der kalten Kathode werden für die Hintergrundbeleuchtung von FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Displays, zum Beispiel Computermonitoren und Fernsehschirmen verwendet.

In der sich entzündenden Industrie, "bezieht sich kalte Kathode" historisch auf Leuchtröhren, die größer sind als 20 Mm im Durchmesser und auf einem Strom von 120 bis 240 milliamps funktionieren. Diese größeren Diameter-Röhren werden häufig für den Innenalkoven und die allgemeine Beleuchtung verwendet.

Der Begriff "Neonlicht" bezieht sich auf Röhren, die kleiner sind als 15-Mm-Diameter und normalerweise an etwa 40 milliamps funktionieren. Diese Lampen werden für Neonzeichen allgemein verwendet.

Details

Die Kathode ist die negative Elektrode. Jede Gasentladungslampe hat einen positiven (Anode) und eine negative Elektrode. Beide Elektroden wechseln zwischen dem Handeln als eine Anode und einer Kathode ab, wenn diese Geräte mit dem Wechselstrom laufen.

Eine kalte Kathode ist von einer heißen Kathode bemerkenswert, die geheizt wird, um thermionische Emission von Elektronen zu veranlassen. Entladungstuben mit heißen Kathoden ließen einen Umschlag mit Tiefdruck-Benzin füllen und zwei Elektroden enthaltend. Beispiele sind allgemeinste Leuchtstofflampen, Entladungslampen des Hochdrucks und Vakuumleuchtstoffanzeigen.

Die Innenoberfläche von kalten Kathoden ist dazu fähig, sekundäre Elektronen an einem Verhältnis zu erzeugen, das größer ist als Einheit (Erweiterung) auf den Elektron- und Ion-Einfluss. Für die Beschleunigung der Ionen zu einer genügend Geschwindigkeit, um freie Elektronen vom Kathode-Material zu schaffen, brauchen kalte Kathode-Entladungslampen höhere Stromspannungen als heiße Kathode, ein starkes elektrisches Feld in der Nähe von den Kathoden verursachend.

Ein anderer Mechanismus, um freie Elektronen von einer kalten metallischen Oberfläche zu erzeugen, ist Feldelektronemission. Es wird in einigen Röntgenstrahl-Tuben, dem Feldelektronmikroskop (FEM) verwendet, und Feldemission zeigt (BUNDESREGIERUNG).

Kalte Kathoden haben manchmal einen seltenen Erdüberzug, um Elektronemission zu erhöhen. Einige Typen enthalten eine Quelle der Beta-Radiation, um Ionisation des Benzins anzufangen, das die Tube füllt. In solch einer Tube wird die Glühen-Entladung um die Kathode gewöhnlich minimiert; stattdessen gibt es eine so genannte positive Säule, die Tube füllend. Beispiele sind das Neonlicht und die nixie Tuben. Tuben von Nixie sind auch Neondisplays der kalten Kathode, die, aber nicht instufigem Reihen-sind, Geräte zeigen.

Eine Anwendung der Schnupfen-Kathode ist in Neonzeichen und anderen Positionen, wo die Umgebungstemperatur wahrscheinlich ganz unter dem Einfrieren, Dem Glockenturm fallen wird, verwendet der Palast des Westminsters (Big Ben) kalte Kathode, die sich hinter den Uhr-Gesichtern entzündet, wo das dauernde Anschlagen und der Misserfolg, im kalten Wetter zu schlagen, unerwünscht sein würden. Andere Beispiele schließen den thyratron, krytron, sprytron, und die ignitron Tuben ein. Große kalte Kathode sind Leuchtstofflampen (CCFLs) in der Vergangenheit erzeugt worden, und werden noch, heute wenn gestaltet, langes Leben verwendet geradlinige leichte Quellen sind erforderlich. Miniatur-CCFLs wurden als backlights für den Computer und die flüssigen Fernsehkristalldisplays umfassend verwendet. CCFL Lebensspanne ändert sich in FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Fernsehen abhängig von vergänglichen Stromspannungswogen, Feuchtigkeit und Temperaturniveaus in Gebrauch-Umgebungen.

Wegen seiner Leistungsfähigkeit hat sich CCFL Technologie in die Raumbeleuchtung ausgebreitet. Kosten sind denjenigen der Neonbeleuchtung, aber mit mehreren Vorteilen ähnlich. Das ausgestrahlte Licht ist auf den Augen leichter, Zwiebeln drehen sich sofort zur vollen Produktion und sind auch dimmable.

In Systemen mit dem Wechselstrom, aber ohne getrennte Anode-Strukturen der Elektrode-Stellvertreter weil können Anoden und Kathoden und die stoßenden Elektronen wesentliche lokalisierte Heizung häufig zur roten Hitze verursachen. Die Elektrode kann diese Heizung ausnutzen, um die thermionische Emission von Elektronen zu erleichtern, wenn es als eine Kathode handelt. (Moment fängt an Leuchtstofflampen verwenden diesen Aspekt; sie fangen als Geräte der kalten Kathode an, aber bald veranlasst die lokalisierte Heizung der feinen Wolfram-Leitungskathoden sie, in derselben Weise wie heiße Kathode-Lampen zu funktionieren.)

Dieser Aspekt ist im Fall von für FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Fernsehanzeigen verwendetem backlights problematisch. Neue Energieeffizienz-Regulierungen, die in vielen Ländern vorschlagen werden, werden variable Hintergrundbeleuchtung verlangen — das verbessert auch die wahrgenommene für FLÜSSIGKRISTALLANZEIGE-Fernsehapparate hoch wünschenswerte Kontrastreihe. Jedoch werden CCFLs im Grad ausschließlich beschränkt, zu dem sie, beide verdunkelt werden können, weil ein niedrigerer Plasmastrom die Temperatur der Kathode senken wird, unregelmäßige Operation verursachend, und weil das Laufen der Kathode bei einer zu niedrigen Temperatur drastisch das Leben der Lampen verkürzt. Viel Forschung wird zu diesem Problem geleitet, aber Hersteller des hohen Endes wenden sich jetzt hoher Leistungsfähigkeit weißer LEDs als eine bessere Lösung zu.

Kalte Kathode-Geräte verwenden normalerweise eine komplizierte Hochspannungsmacht-Versorgung mit einem Mechanismus, um Strom zu beschränken. Obwohl das Schaffen der anfänglichen Raumanklage und des ersten Kreisbogens des Stroms durch die Tube eine sehr Hochspannung verlangen kann, einmal beginnt die Tube, die elektrischen Widerstand-Fälle anzuheizen, so den elektrischen Strom durch die Lampe vergrößernd. Um diese Wirkung auszugleichen und normale Operation aufrechtzuerhalten, wird die Versorgungsstromspannung allmählich gesenkt. Im Fall von Tuben mit einem in Ionen zerfallenden Benzin kann das Benzin ein sehr heißer elektrischer und Plasmawiderstand werden wird außerordentlich reduziert. Wenn bedient, von einer einfachen Macht-Versorgung ohne das aktuelle Begrenzen würde diese Verminderung des Widerstands führen, um zur Macht-Versorgung und Überhitzung der Tube-Elektroden zu beschädigen.

Siehe auch

• CCFL inverter