初心者が作った真空管の説明

２極管の働き

　２極管ですがこの球は、中にフィラメントとプレート若しくは、ヒーターとカソードのように、陰極と陽極の２つしかないものを２極管といいます。この２極管の働きを見てみましょう。

　２極管のヒーターに一定の電圧をかけて、ヒーターを加熱します。
　すると、オレンジ色に光ってきます。また別途このヒーター若しくはカソードとプレートに別の独立した電圧をかけてみます。これをＢ電池といいます。電流計、テスターなどで実験していただくと分かりますが、後からプレートにかけた電池回路に電流計を入れてみます。プレート側にプラス電源を加えてみると電流計が振れます。今度はプレート側にマイナス電源を加えてみます。すると電流計は振れません。
また、ヒーターの電池を外してみます。これも電流計が振れなくなります。
これは、電子というのはマイナスの性質を持っている為に、発熱したヒーターにできた電子が、プレートにプラスを加えたことによって、そのプレートに引っぱられ、電子がヒーターからプレートに向かって放射され、その放射された

電子を伝わり、Ｂ電池の電流がプレートからヒーターに流れるという現象です。この電流をプレート電流といいます。プレートをマイナスにすると、マイナスからマイナスに流れないので、電流計は動かないということになり、ヒーターが暖まらないと、マイナスの電子が発生しないということになり、電流は流れませんので電流計は動かないということになります。
　このように、２極管にはプレートがプラスのとき電流が流れるという性質があります。
もうひとつの性質、それは先程のプレートに加えた電圧を段々と高くしていきますと、プレート電流も段々上がっていきます。一定の電圧まで行くと、後は電流が増えません。この状態のことを飽和電流といいます。この飽和電流のときに、今度は、ヒーター電圧を上げてみます。するとどうでしょう。またプレート電流が増え出します。しかし、またヒーター電圧が一定の所でまたプレート電流が増えなくなります。この電流をグラフにすると良く分かると思いますが、きれいな湾曲を描きます。このような曲線を特性曲線といいます。この実験で飽和電流になったとき、更に電圧を上げ続けると真空管が壊れる可能性があります。これは、真空管の最大定格をオーバーした使い方になりますので、ご注意をお願いします。

　では、２極管はどんなところに使用されているのでしょうか？
２極管は主に整流回路というところに使用されます。整流に使用される真空管は、整流管といわれます。
　真空管ラジオはポータブルタイプ以外は家庭用コンセントから電気を供給します。この家庭用コンセントは、交流と呼ばれるものです。ラジオを働かせるのには直流が必要ですから、この交流を直流にしなくてはなりません。

　そこでこの整流管が使われるということになります。５極管や３極管でも可能ですが、大きな電流を得る為には不向きなようです。
　この２極管のプレートにプラス電圧になったときだけプレート電流が流れるという性質を利用して、交流のプラス側だけ取り出しているということになります。
　ただ、このプラス側だけの電気は完全な直流ではなく脈流(はりゅう)と呼ばれる一種の直流です。このように、交流を直流にすることを整流といいますが、この脈流を完全な直流に換えるのには、更にチョークコイルまたは、抵抗と電解コンデンサーを用いて完全な直流に近い状態にして使用します。よく見かけるのはπ型といわれる回路です。回路図を見るとπの文字に似ていることからこう呼ばれているようです。他に倍電圧整流とか、トランジスターなど半導体を用いたり、色々変形型があります。
左記図は２極管の構造です。フィラメントというものはタングステンで作られています。他に、ヒーターというものは、絶縁したニクロム線で作られています。

　
　その他の用途では、検波回路に使われています。これは検波管と呼ばれています。５球スーパーでは複合管の6ZDH3Aまたは6AV6などが該当しますが、これらは、冒頭でいいました複合管にあたります。
　検波は、高周波で音声や音楽などを電波に変調したもの(高周波搬送電流)を整流します。つまり、高周波搬送電流の中から人が聞こえる周波数成分を整流して取り出すことをいいます。ちょっと難しいですね。

<2003.10.12>

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