Teave

Flemingi võnkeklapp ehk diood

Flemingi võnkeklapp ehk diood

Esimese dioodklapi leiutise autor on Ambrose Fleming, kes liitus 1884. aastal Londoni ülikooli kolledžiga, asudes Inglismaal esimese omataolise elektrotehnoloogia õppetooli.

Esialgu töötas Fleming selle nimel, mida tänapäeval nimetataks elektriteaduseks, ja tema nime mäletatakse ka Flemingu vasakpoolse mootori reegli puhul.

Fleming oli ette võtnud ka elektrimõõtmistel murrangulise töö ja isegi täna on ta sellest meeles.

Stseen on seatud dioodklapi leiutise jaoks

1800-ndate lõpus oli Marconi katsetanud juhtmeta tehnoloogiat, nagu see tollal teada oli. Kui mõned olid uut traadita tehnoloogiat huvitava nähtusena näinud, oli Marconi näinud ärivõimalust ja püüdnud sellele reaalseid rakendusi leida. Üks suur valdkond oli side laevaliiklusega, kuna neil ei olnud kaugemale vaateväljast suhtlemist. Seetõttu soovis Marconi arendada tehnoloogiat ja suurendada signaalide kuuldavust.

Marconi asutas Suurbritannias oma ettevõtte „Wireless Telegraph and Signal Company Limited” juulis 1897. Flemingist sai Marconi konsultant ja just Fleming arendas saatja, mida kasutati esimese atlandiülese edastuse jaoks 1901. aastal.

Esialgu oli Fleming keskendunud edastusseadmetele, kuid hiljem pööras ta tähelepanu vastuvõtvale tehnoloogiale. Fleming oli teravalt teadlik traadita signaalide tuvastamise meetodite piirangutest. Sel ajal saadaval olnud kohererid, magnetidetektorid ja muud detektorivormid olid väga tundetud ja nende toimimiseks oli vaja märkimisväärset signaali taset. Lisaks sellele olid nad ebastabiilsed ja väga ebausaldusväärsed.

Seetõttu pidi Fleming välja mõtlema paremaid signaali tuvastamise vorme.

Esialgne töö

Flemingu esialgne töö selle eelkäijana, mis lõpuks sai tema võnkeklapiks, hõlmas raadio- või traadita signaalide avastamist meetodi abil, mis suudaks töötada mingis vormis mehhanismiga. Fleming kannatas kurtuse süvenemise tõttu ja seetõttu oleks visuaalset näidustust kasutavast süsteemist palju kasu.

Selle tulemusena vaatas Fleming voolu tuvastavat instrumenti. Kõige tundlikum oli d'Arsonvali peegli galvanomeeter. Selle Flemingi kasutamiseks oli vaja kõrgsagedussignaale või võnkeid parandada.

Fleming proovis mitut sel ajal saadaolevat alaldi vormi, kuid ükski neist ei töötanud. See idee pidi esialgu uinuma.

Termiooniline tehnoloogia

Lõpuks leidis Fleming lahenduse raadiosagedussignaalide parandamise probleemile lambipirnide tehnoloogias.

Sarnaselt Edisonile oli ka Fleming lummatud sellest, mida nimetati Edisoni efektiks. Fleming tegi selle idee osas mõned katsed ja 1889. aastal lasi ta Suurbritannias asuva Ediswani ettevõtte enda jaoks mõned sibulad valmis teha.

Nende sibulate abil reprodutseeris ta Edisoni efekti, ehkki jällegi viidi see läbi püsiseisundiga. Alles mõni aasta hiljem täheldas ta, et kui lambist juhiti vahelduvvoolu sagedusega 80–100 Hz, siis läbiti ainult pool tsüklist. Teisisõnu parandati alalisvoolu tekitamiseks.

Sel ajal puudus seadme töö mõistmine ja see takistas edasisi edusamme. Kuid olukord paranes, kui Sir Joseph Thomson avastas, et aatomid on valmistatud veelgi väiksematest osakestest, millest üks oli negatiivselt laetud osake, elektron. Sellest tulenevalt saadi kiiresti aru, et elektripirnist eralduvad kuumutatud hõõgniidist elektronid ning see tõi ka põhjuse, miks neid meelitas positiivse laenguga elektrood.


Flemingi võnkeklapp
Marconi plc - loaga

Novembris 1904, kui peas olid ideed raadiosignaalide tuvastamise paremate viiside väljatöötamiseks ja vajadusest neid parandada, tekkis tal Londoni West Endi Goweri tänaval kõndides nn äkiline väga õnnelik mõte.

Fleming mõtles, kas Edisoni efekti saaks kasutada selle parandamiseks, mida ta nimetas "õhust traadist saadava elektri nõrgaks edasi-tagasi liikumiseks". Fleming käskis oma assistendil korraldada katse ja nende suureks rõõmustuseks suutsid nad kiiresti tõestada, et idee toimis.

Oma sõnadega kirjutas Fleming:

"Siis otsustasin seal näha, kas need [elektrilambid või lambid] täidavad eesmärki. Läksin kabinetti ja tõin välja samad lambid, mida olin varasemates uurimistes kasutanud. Abimees aitas mul ehitada võnkepinki kahe Leydeni purgi, puitraami ja induktsioonspiraaliga vooluring. Seejärel tegime veel ühe vooluringi, kuhu sisestasime ühe lambist ja galvanomeetri, häälestades selle seejärel esimese vooluringiga samale sagedusele. "

"Kell oli umbes viis õhtul, kui aparaat valmis. Mul oli muidugi kõige suurem soov katsetada katset ilma pikema ajakadumiseta. Seadsime laboris need kaks vooluringi veidi kaugemale ja ma alustasin võnkumisi primaarahelas. "

"Oma rõõmuks nägin, kuidas galvanomeetri nõel osutab püsivat otsest elektrivoolu läbimas, ja leidsin, et meil on selles omapärases elektrilambis lahendus kõrgsageduslike traadita voolude parandamise probleemile."

J A Fleming, kuidas ma elektronid raadio pudelisse tööle panin, populaarne raadio, märts 1923.


Flemingi võnkeklapid
Marconi plc - loaga

Flemingi „võnkeklapp”

Fleming nimetas oma uut leiutist "võnkeklapiks", kuna see toimis sarnaselt pumba ventiiliga, mis võimaldab gaasil või veel liikuda ainult ühes suunas.

Kuigi vaakumtoru oli alles lapsekingades, oli see tollal saadaval olnud kohereri- või magnetidetektoritega võrreldes siiski märkimisväärne edasiminek.

Võnkeklapi patent

Fleming patenteeris oma võnkklapi idee kiiresti, kuna oli oma avastuse üle ilmselgelt ekstaasis. 1904. aasta novembris, varsti pärast edukat katset, nähti Flemingit Londonis "mööda Gower Streeti mööda koperdamas", kes oli idee patenteerimisel unarusse jätnud kõikidest ümbritsevatest.

Flemingi Suurbritannia patent esitati 16. novembril 1904 koos täieliku spetsifikatsiooniga, mis esitati 15. augustil 1905. Suurbritannia patent anti 21. septembril 1905, patent nr 24 850 1904.

Fleming taotles patente ka USA-s ja ka Saksamaal. USA patendinumber oli 803 684. Kuid Fleming väitis oma patenditaotlustes mitte ainult seadme leiutist, vaid ka selle rakendamist sageduse piiranguteta parandamiseks. See väide viis hiljem Ameerika patendi kehtetuks tunnistamiseni ja avas välja teistele, kasutades Flemingi võnkeklapi ideed ja tuginedes sellele.

Võnkeklapi arendamine

Pärast seda, kui Fleming oli oma esialgse avastuse võnkeklapi ja selle raadiosignaalide parandamise kohta teinud, hakkas ta tegema lisatööd, et seda Marconi traadita süsteemides kohtusse kaevata.

Tal oli veel mõned Edisoni ja Swani valmistatud ventiilid, mille soojenduskiud võiksid töötada 12-voldise akuga.

Ta asus joonistama neile iseloomulikke kõveraid, et paremini mõista nende toimimist.

Fleming esitas 8. veebruaril 1905 Kuninglikule Seltsile ka dokumendi, milles kirjeldas üksikasjalikult võnkeklapi tööd.

Fleming saatis Marconile ka viis oma võnkeklappi kasutamiseks ja testimiseks Marconi traadita jaamas Cornwallis. Nende katsete käigus leiti, et klapid tuleb läbi sõeluda vaskmarli abil, et vältida läheduses asuvate „elektriliselt laetud kehade” häirimist nende töös.

Fleming viis oma võnkuventiiliga läbi ka muid katseid. Ta uuris omadusi põhjalikumalt ja uuris ka seda, kuidas need muutusid erinevate niitide kasutamisel. See viis ta klappi kasutama erinevas konfiguratsioonis, juhtides iseloomuliku kõvera allosas asuvat ventiili, reguleerides anoodipotentsiaali ja asetades signaali sellele püsivale alalisvoolule. Selle töörežiimi tulemuseks oli seadme tundlikkuse taseme tõus.

Võnkeklapi võistlus

Hoolimata selgest eelisest teiste detektorite ees, ei kasutatud Flemingi võnkeklappi ega vaakumtoru laialdaselt. Ventiilide või torude valmistamine oli keeruline ja kallis ning nende küttekehad tarbisid suures koguses elektrit ja selle pidid andma kallid patareid.

Lisaks avastati 1906. aastal mõned odavamad seadmed. Avastati seadmeid, mis olid kassi viskidetektorite eelkäijad ja mida kasutati kristallikomplektides kuni 1920. aastate keskpaigani. Tegelikult esitati kaks erinevat patenti: ühe Ferdinand Braun kristallidetektori jaoks, kasutades hüdreeritud mangaanoksiidi kristalle, ja teise H. Dunwoody karborundumit kasutava kristallidetektori jaoks. Nendel seadmetel oli palju piiranguid, kuid need olid Flemingi võnkeklapist palju odavamad ja seetõttu võeti need kiiresti kasutusele.


Vaata videot: How to Get the Iron Man Gauntlet in Soul Stone Simulator Roblox (Juuni 2021).