Problem z pływaniem pradu anodowego lampy 6c33c
Moderatorzy: gsmok, tszczesn, Romekd, Einherjer, OTLamp
-
Jasiu
Stosowałem ją trzykrotnie. Dwa razy w generatorze Tesli, raz w generatorze w.cz. wysokiego napięcia spektrometru masowego.Sebastian pisze:mam w takim razie pytanie slyszal Pan kiedys 2% znieksztalcen nieliniowych, gu 50 to pentoda.
Wiem, że to pentoda
, że zniekształcenia nieliniowe w układzie SE będzie miała nie dwa, ale dziesięć procent już przy mocy kilkunastu watów, że by ją dobrze wykorzystać potrzeba napięcia anodowego rzędu 600V i wysokiej impedancji obciążenia i że do audio jest bardzo dużo lamp znacznie lepszych. Co nie zmienia tego, że jak ktoś zechce coś z niej ubudować może bawić się dobrze.Jasiu
-
_idu
Problemy z stabilnoscia 6C33C
Najpierw polecam artykul, szkoda ze po niemiecku: http://www.jogis-roehrenbude.de/Verstaerker/6C33C.htm
Autor porusza ta kwestie. Ale i jednoczesnie spokojnie tlumaczy to zjawisko. Podaje wzor na geometrie lampy dla zalozonej trnaskonduktancji. POdaje wymiary. dopiero wtedy widac jak nieiwlke tolerancja wykonania jest konieczna. Wiec cipelko powoduje odksztalcenia i drastczna zmiane charakterystyk lamp. Wniosek z wywodu autora jest taki ze to swietna lampa, i ze nawet takie wybryki to tak sa male.
Ba krazy opinia ze plywanie spoczynkowego pradu jest typowa przypadloscia lamp silnie grzejacych sie. Cos w tym musi byc.
I jeszcze jedno 6C33C to lampa do stabilizatora. Wiec skoki jej punktu pracy nie maja znaczenia. Wzmacniacz bledu wyrowna ...... A ze stabilizator to ma miec pewne cechy - duzy prad i maly spadek napiecia. Wiec nic dziwnego ze zasila sie wzmacniacze na 6C33C stosunkowo malymi napieciami.
Prosze przejrzec podany artykul. Nawet nie znajac perfekt niemieckiego wiele mozna zrozumiec i zalapac.
Autor porusza ta kwestie. Ale i jednoczesnie spokojnie tlumaczy to zjawisko. Podaje wzor na geometrie lampy dla zalozonej trnaskonduktancji. POdaje wymiary. dopiero wtedy widac jak nieiwlke tolerancja wykonania jest konieczna. Wiec cipelko powoduje odksztalcenia i drastczna zmiane charakterystyk lamp. Wniosek z wywodu autora jest taki ze to swietna lampa, i ze nawet takie wybryki to tak sa male.
Ba krazy opinia ze plywanie spoczynkowego pradu jest typowa przypadloscia lamp silnie grzejacych sie. Cos w tym musi byc.
I jeszcze jedno 6C33C to lampa do stabilizatora. Wiec skoki jej punktu pracy nie maja znaczenia. Wzmacniacz bledu wyrowna ...... A ze stabilizator to ma miec pewne cechy - duzy prad i maly spadek napiecia. Wiec nic dziwnego ze zasila sie wzmacniacze na 6C33C stosunkowo malymi napieciami.
Prosze przejrzec podany artykul. Nawet nie znajac perfekt niemieckiego wiele mozna zrozumiec i zalapac.
Koledzy mam pytanie, które dręczy mnie już od dłuższego czasu, a być może dotyczy poruszanego tu problemu. Mianowicie, w jaki sposób moc tracona w anodzie lampy wpływa na temperaturę katody. Jak łatwo się domyślić katoda wypromieniowuje energię cieplną w postaci promieniowania podczerwonego poprzez anodę na zewnątrz lampy. Jeżeli temperatura anody wzrasta na skutek straty mocy w lampie to zdolność absorpcji promieniowania pochodzącego z katody przez anodę maleje (tak przynajmniej logika nakazuje przypuszczać). Czy więc katoda mocno obciążonej lampy podnosi swoją temperaturę i przy okazji emisję czy nie? Czy proces nagrzewania się anody w lampie takiej jak 6C33C (duża anoda o niemałej objętości cieplnej) może trwać 5 minut lub nawet dłużej i powodować wzrost temperatury katody, a co za tym idzie wzrost prądu anodowego szczególnie widoczny przy sztywnym minusie na siatce lampy?
Pozdrawiam serdecznie
Romek
Pozdrawiam serdecznie
Romek
α β Σ Φ Ω μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
-
Alek
Tak przypuszczalnie może być. Ale czy jest to efekt długotrwały? Zważywszy zależność prądu emisyjnego od temperatury łatwo tu dojść do wniosku, że już przy niewielkim wzroście temperatury prąd emisyjny będzie dość znacznie rosnąć. No i układy ze sztywnym minusem będą na to podatne.
Wszelakie przeciążanie lampy jest wysoce szkodliwe zarówno ze względu na pływanie prądu jak i na trwałość katody. Najczęściej mamy do czynienia z katodą tlenkową. No i co? Ano temperatura pracy to 950-1150 stopni. Wzrost temperatury pociąga za sobą oczywiście wzrost emisji. Ale jeżeli taka lampa jest przeciążona to dzieje się taka przykrość, że pogarsza się próżnia, bo gazy resztkowe zaadsorbowane np. na metalowej anodzie się uwalniają no i oczywiście są przyczyną niszczenia tlenkowej katody (zatruwanie). Przy wysokim Ua nie dość, że temperatura anody rośnie i uwalniają się gazy to ich jony mają większą energię i silniej niszczą katodę. Może więc tym należy tłumaczyć pływanie prądu? No bo z jednej strony prąd emisyjny rośnie a z drugiej następuje zatruwanie i prąd maleje? Po kilku minutach jednak wskutek parowania katoda znów "odzyskuje siły" i tak dalej? Hennel porusza parę innych negatywnych kwestii co do zwiększania temperatury katody, jak narastanie warstwy pośredniej i wydzielanie tlenu z katody (dodatkowy gaz pogarszający próżnię).
Wszelakie przeciążanie lampy jest wysoce szkodliwe zarówno ze względu na pływanie prądu jak i na trwałość katody. Najczęściej mamy do czynienia z katodą tlenkową. No i co? Ano temperatura pracy to 950-1150 stopni. Wzrost temperatury pociąga za sobą oczywiście wzrost emisji. Ale jeżeli taka lampa jest przeciążona to dzieje się taka przykrość, że pogarsza się próżnia, bo gazy resztkowe zaadsorbowane np. na metalowej anodzie się uwalniają no i oczywiście są przyczyną niszczenia tlenkowej katody (zatruwanie). Przy wysokim Ua nie dość, że temperatura anody rośnie i uwalniają się gazy to ich jony mają większą energię i silniej niszczą katodę. Może więc tym należy tłumaczyć pływanie prądu? No bo z jednej strony prąd emisyjny rośnie a z drugiej następuje zatruwanie i prąd maleje? Po kilku minutach jednak wskutek parowania katoda znów "odzyskuje siły" i tak dalej? Hennel porusza parę innych negatywnych kwestii co do zwiększania temperatury katody, jak narastanie warstwy pośredniej i wydzielanie tlenu z katody (dodatkowy gaz pogarszający próżnię).
-
Alek
Alku maiłem na myśli dopuszczalne danymi katalogowymi warunki pracy lampy. Myślę, że zjawisko to (o ile mój cały tok rozumowania nie jest błędny) może być szczególnie uciążliwe w przypadku lamp o grubej anodzie usytuowanej w niewielkiej odległości od katody. 6C33C jest wspaniałym przykładem właśnie tak skonstruowanej lampy. Dodatkowo, aby mieć możliwość wyciskania z tej lampy tych powiedzmy 15W w klasie A konieczne staje się ciągłe tracenie w anodzie 50-60W co powoduje, że lampa po kilkunastu minutach przypomina rozgrzany piec. Prawdopodobnie lampy z cieńszą anodą niż w 6C33C szybciej zyskują równowagę cieplną i to powoduje, że zjawisko stopniowego narastania prądu anody może być w ich przypadku mniej dokuczliwe.Alek pisze:Zważywszy zależność prądu emisyjnego od temperatury łatwo tu dojść do wniosku, że już przy niewielkim wzroście temperatury prąd emisyjny będzie dość znacznie rosnąć. No i układy ze sztywnym minusem będą na to podatne.
Poruszyłem ten problem, bo czytając o szkodliwym wpływie nadmiernego wzrostu temperatury siatek i anody oraz samej bańki lampy wspominano jedynie o uwalnianiu się gazów i jonów metali zatruwających katodę, a nikt nie wspomniał o możliwym w takim przypadku wzroście temperatury samej katody, co jak wiadomo również przyczyniłoby się do szybszego jej zużycia. Nie rozumiem czy problem ten nie istnieje czy też jego wpływ jest marginalny.
Pzdr. Romek
α β Σ Φ Ω μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
-
tszczesn
- moderator
- Posty: 11225
- Rejestracja: wt, 12 sierpnia 2003, 09:14
- Lokalizacja: Otwock
- Kontakt:
Tak temperatura katody rośnie. Tempertura katody się ustala jako równowaga w przepływie energii cieplnej - enerfia dostarczona przez żarzenie jest wypromieniowywana w przestrzeń przez katodę i odprowadzana przez doprowadzenia. Gdy katoda jes zamknięta w puszce anody o temperaturze np. 100'C to skuteczność tego promieniowania jest inna (większa) niż wtedy, gdy katoda jest zamknięta w puszce o temperaturze 400'C (anoda zaczyna świecić).Romekd pisze:Czy więc katoda mocno obciążonej lampy podnosi swoją temperaturę i przy okazji emisję czy nie? Czy proces nagrzewania się anody w lampie takiej jak 6C33C (duża anoda o niemałej objętości cieplnej) może trwać 5 minut lub nawet dłużej i powodować wzrost temperatury katody, a co za tym idzie wzrost prądu anodowego szczególnie widoczny przy sztywnym minusie na siatce lampy?
-
Jasiu
Czołem.
Zakładamy, że energia jest wypromieniowywana przez promieniowanie i przekazywana przez strumień elektronów. Następnie robimy bilans energetyczny przy następujących warunkach:
1) Katoda:
Energia tracona:
- promieniowanie cieplne: Pc=Ck*Sk*sig*(Tk^4-Ta^4), gdzie Ck współczynnik emisyjności cieplnej katody (stały, można w pierwszym przybliżeniu przyjąć 1), Tk - temperatura katody, Sk - powierzchnia katody, sig - stała Stefana-Boltzmana, Ta - temperatura otoczenia katody, przyjąłem, że równa temperaturze anody.
- energia unoszona przez elektrony jest mała i chyba można ją w pierwszym przybliżeniu zaniedbać.
- pomijam energi e odprowadzoną przez wyprowadzenia. Na mój gust jest dużo mniejsza od wypromieniowanej.
Dostarczamy:
- energie w postaci żarzenia Pż=Uż*Iż
2) Anoda.
Energia tracona:
- Promieniowanie na zewnątrz: Paz=Ca*Sa*sig*(Ta^4-To^4), gdzie To jest temperaturą otoczenia
Dostarczamy:
- Energia elektryczna = Ee = Ua * Ia
- Promieniowanie cieplne od katody, Pc, to samo które katoda traci
Chyba o niczym nie zapomniałem?
Mamy dwa bliansy energetyczne, dla katody i dla anody:
Uż*Iż = Ck*Sk*sig*(Tk^4-Ta^4)
Ua * Ia + Ck*Sk*sig*(Tk^4-Ta^4) = Ca*Sa*sig*(Ta^4-To^4)
Dwa równania, dwie niewiadome, da się rozwiązać. Temperatura katody rzeczywiście dosyć znacznie zależy od temperatury anody.
Tk = SQRT4 ((Uż*Iż+Ua * Ia)/Ca*Sa*sig + Ta"4)
Tylko nie mówcie, że to wielka teoria - podstawowe działania arytmetyczne i prawo Stefana-Boltzmana ze szkoły średniej
Jeżeli chcesz precyzyjniej powalczyć z problemem poszukaj zagadnienia "ekranu termicznego".
Pozdrawiam,
Jasiu
Zagadnienie w przybliżony sposób (zupełnie wystarczający do celów praktycznych) daje się rozwiązać stosunkowo prosto.Romekd pisze:Koledzy mam pytanie, które dręczy mnie już od dłuższego czasu, a być może dotyczy poruszanego tu problemu. Mianowicie, w jaki sposób moc tracona w anodzie lampy wpływa na temperaturę katody.
Jak łatwo się domyślić katoda wypromieniowuje energię cieplną w postaci promieniowania podczerwonego poprzez anodę na zewnątrz lampy.
Jeżeli temperatura anody wzrasta na skutek straty mocy w lampie to zdolność absorpcji promieniowania pochodzącego z katody przez anodę maleje (tak przynajmniej logika nakazuje przypuszczać).
Zakładamy, że energia jest wypromieniowywana przez promieniowanie i przekazywana przez strumień elektronów. Następnie robimy bilans energetyczny przy następujących warunkach:
1) Katoda:
Energia tracona:
- promieniowanie cieplne: Pc=Ck*Sk*sig*(Tk^4-Ta^4), gdzie Ck współczynnik emisyjności cieplnej katody (stały, można w pierwszym przybliżeniu przyjąć 1), Tk - temperatura katody, Sk - powierzchnia katody, sig - stała Stefana-Boltzmana, Ta - temperatura otoczenia katody, przyjąłem, że równa temperaturze anody.
- energia unoszona przez elektrony jest mała i chyba można ją w pierwszym przybliżeniu zaniedbać.
- pomijam energi e odprowadzoną przez wyprowadzenia. Na mój gust jest dużo mniejsza od wypromieniowanej.
Dostarczamy:
- energie w postaci żarzenia Pż=Uż*Iż
2) Anoda.
Energia tracona:
- Promieniowanie na zewnątrz: Paz=Ca*Sa*sig*(Ta^4-To^4), gdzie To jest temperaturą otoczenia
Dostarczamy:
- Energia elektryczna = Ee = Ua * Ia
- Promieniowanie cieplne od katody, Pc, to samo które katoda traci
Chyba o niczym nie zapomniałem?
Mamy dwa bliansy energetyczne, dla katody i dla anody:
Uż*Iż = Ck*Sk*sig*(Tk^4-Ta^4)
Ua * Ia + Ck*Sk*sig*(Tk^4-Ta^4) = Ca*Sa*sig*(Ta^4-To^4)
Dwa równania, dwie niewiadome, da się rozwiązać. Temperatura katody rzeczywiście dosyć znacznie zależy od temperatury anody.
Tk = SQRT4 ((Uż*Iż+Ua * Ia)/Ca*Sa*sig + Ta"4)
Tylko nie mówcie, że to wielka teoria - podstawowe działania arytmetyczne i prawo Stefana-Boltzmana ze szkoły średniej
Jeżeli chcesz precyzyjniej powalczyć z problemem poszukaj zagadnienia "ekranu termicznego".
Problem stabilności prądu anodowego IMO bierze się nie ze zwiększonej emisji z katody, ale z pojawiającej się emisji z siatki. Zagadka: jak policzyć temperaturę siatki? Prąd też od biedy można policzyć, ale można zmierzyć, co jest chyba prostsze i byłoby pewnie bardziej przekonujące.Romekd pisze: Czy więc katoda mocno obciążonej lampy podnosi swoją temperaturę i przy okazji emisję czy nie?
Ten minus nie jest taki "sztywny". Siedzi tak opornik kilkaset kOhm i wszelki prąd siatki na minusie się odbije.Romekd pisze: sztywnym minusie na siatce lampy?
Pozdrawiam,
Jasiu
Witam
Pomysł z obliczeniem wpływu mocy traconej na anodzie na wzrost temperatury katody wykorzystując bilans energetyczny każdego z tych elementów wydaje mi się doskonały, jednak będę musiał poczekać z obliczeniami do czasu zdobycia uszkodzonej lampy, gdyż, aby określić pola powierzchni katody i anody będę musiał przeprowadzić małą „sekcję zwłok”
.
Na razie przyszedł mi do głowy prostszy i może dający większy błąd przy określaniu temperatury katody sposób, ale może da się go wykorzystać. Chciałbym mianowicie do określenia temperatury katody i jej późniejszego wzrostu wykorzystać przyrost oporności żarnika przy wzroście temperatury przy założeniu, że temperatury żarnika i katody (naturalnie po ich ustaleniu się) są zbliżone (tego akurat nie jestem zupełnie pewien, ale przyjmę, że tak jest, gdyż elementy te stykają się bezpośrednio ze sobą). Precyzyjnego określenia oporności żarnika dokonam dla różnych mocy traconych w anodzie rozpoczynając pomiar od zerowej, a kończąc na maksymalnej dopuszczalnej dla tej lampy (6C33C). Postaram się określić czas potrzebny na ustalenie się ponownej równowagi cieplnej w lampie po wzroście mocy traconej w anodzie oraz jakiemu napięciu żarzenia odpowiadałaby nowa temperatura katody w sytuacji gdybyśmy nie tracili w ogóle mocy na anodzie a nowa wartość temperatury wynikała by jedynie z podniesienia napięcia żarzenia.
Przy okazji spróbuje określić wpływ mocy traconej na anodzie i napięcia anodowego na prąd siatki przy „sztywnym” minusie.
Jeżeli będzie ktoś zainteresowany to spostrzeżeniami oraz wynikami pomiarów postaram się podzielić na forum.
Pzdr. Romek
Tylko Tomku jak bardzo rośnie i czy aby nie wskazane byłoby we wzmacniaczu klasy A po ustaleniu się temperatury anody, nieznaczne obniżenie napięcia żarzenia tak, aby przywrócić katodzie nominalną temperaturę i w ten sposób przedłużyć żywotność lampy? Może między innymi to jest powód znacznego skrócenia żywotności lampy (np. do 1000h) obciążonej pełną mocątszczesn pisze:Tak temperatura katody rośnie...( )... Gdy katoda jes zamknięta w puszce anody o temperaturze np. 100'C to skuteczność tego promieniowania jest inna (większa) niż wtedy, gdy katoda jest zamknięta w puszce o temperaturze 400'C (anoda zaczyna świecić).
Dziękuję Jasiu za obszerną odpowiedź.Jasiu pisze:Temperatura katody rzeczywiście dosyć znacznie zależy od temperatury anody.
Tk = SQRT4 ((Uż*Iż+Ua * Ia)/Ca*Sa*sig + Ta"4)
Pomysł z obliczeniem wpływu mocy traconej na anodzie na wzrost temperatury katody wykorzystując bilans energetyczny każdego z tych elementów wydaje mi się doskonały, jednak będę musiał poczekać z obliczeniami do czasu zdobycia uszkodzonej lampy, gdyż, aby określić pola powierzchni katody i anody będę musiał przeprowadzić małą „sekcję zwłok”
.Na razie przyszedł mi do głowy prostszy i może dający większy błąd przy określaniu temperatury katody sposób, ale może da się go wykorzystać. Chciałbym mianowicie do określenia temperatury katody i jej późniejszego wzrostu wykorzystać przyrost oporności żarnika przy wzroście temperatury przy założeniu, że temperatury żarnika i katody (naturalnie po ich ustaleniu się) są zbliżone (tego akurat nie jestem zupełnie pewien, ale przyjmę, że tak jest, gdyż elementy te stykają się bezpośrednio ze sobą). Precyzyjnego określenia oporności żarnika dokonam dla różnych mocy traconych w anodzie rozpoczynając pomiar od zerowej, a kończąc na maksymalnej dopuszczalnej dla tej lampy (6C33C). Postaram się określić czas potrzebny na ustalenie się ponownej równowagi cieplnej w lampie po wzroście mocy traconej w anodzie oraz jakiemu napięciu żarzenia odpowiadałaby nowa temperatura katody w sytuacji gdybyśmy nie tracili w ogóle mocy na anodzie a nowa wartość temperatury wynikała by jedynie z podniesienia napięcia żarzenia.
Przy okazji spróbuje określić wpływ mocy traconej na anodzie i napięcia anodowego na prąd siatki przy „sztywnym” minusie.
Jeżeli będzie ktoś zainteresowany to spostrzeżeniami oraz wynikami pomiarów postaram się podzielić na forum.
Pzdr. Romek
α β Σ Φ Ω μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
-
Alek
Może plotę teraz głupstwo, ale może warto zbudować prosty pirometr?
Jeżeli katoda jest widoczna to da się bezpośrednio odczytać temperaturę.
O ile sobie przypominam urządzenie takie zawierało żaróweczkę, baterię i potencjometr. No i jakiś układ optyczny. Celowało się na źródło promieniowania. Ustawiało się tak potencjometr, by jasność badanego źródła promieniowania i żaróweczki była taka sama, co chyba objawiało się "zniknięciem" żaróweczki. Niestety opisu tej przezabawnej, prostej ale przydatnej zabawki nie mam.
Pozostaje tylko problem z wyskalowaniem
.
Jeżeli katoda jest widoczna to da się bezpośrednio odczytać temperaturę.
O ile sobie przypominam urządzenie takie zawierało żaróweczkę, baterię i potencjometr. No i jakiś układ optyczny. Celowało się na źródło promieniowania. Ustawiało się tak potencjometr, by jasność badanego źródła promieniowania i żaróweczki była taka sama, co chyba objawiało się "zniknięciem" żaróweczki. Niestety opisu tej przezabawnej, prostej ale przydatnej zabawki nie mam.
Pozostaje tylko problem z wyskalowaniem
.-
Jasiu
To bardzo dobry pomysł.Alek pisze:Może plotę teraz głupstwo, ale może warto zbudować prosty pirometr?
Nie potrzebujesz układu optycznego. Patrzysz "przez żaróweczkę" na mierzony obiekt i odczytujesz temperaturę gdy włókno żaróweczki staje się niewidoczne na tle obiektu mierzonego.Alek pisze: Jeżeli katoda jest widoczna to da się bezpośrednio odczytać temperaturę.
O ile sobie przypominam urządzenie takie zawierało żaróweczkę, baterię i potencjometr. No i jakiś układ optyczny.
Wyskalować można zakładając, że opór włókna żaróweczki zmienia się liniowo z temperaturą (w skali Kelvina). Mierzysz opór pobitej żaróweczki w wodzie z lodem i we wrzątku. Masz współczynniki, teraz wystarczy pomierzyć opór żaróweczki (takiej samej, ale oczywiście niepotłuczonej) w zależności od płynącego prądu i możemy prosto przeliczyć na temperaturę włókna.Alek pisze: Celowało się na źródło promieniowania. Ustawiało się tak potencjometr, by jasność badanego źródła promieniowania i żaróweczki była taka sama, co chyba objawiało się "zniknięciem" żaróweczki. Niestety opisu tej przezabawnej, prostej ale przydatnej zabawki nie mam.
Pozostaje tylko problem z wyskalowaniem
Wiele lat temu było takie zadanie na Olimopiadzie Fizycznej. Celem było zmierzenie temperatury płomienia świecy. To działa.
Pozdrawiam,
Jasiu
-
Jasiu
Możesz mieć kłopoty, bo grzejniki robi się (z premedytacją) ze stopów, których temperaturowy współczynnik oporu jest stosunkowo nieduży (np chromel, nikielina).Romekd pisze: Na razie przyszedł mi do głowy prostszy i może dający większy błąd przy określaniu temperatury katody sposób, ale może da się go wykorzystać. Chciałbym mianowicie do określenia temperatury katody i jej późniejszego wzrostu wykorzystać przyrost oporności żarnika przy wzroście temperatury przy założeniu, że temperatury żarnika i katody (naturalnie po ich ustaleniu się) są zbliżone (tego akurat nie jestem zupełnie pewien, ale przyjmę, że tak jest, gdyż elementy te stykają się bezpośrednio ze sobą).
Pozdrawiam,
Jasiu
-
Alek