Рис. 31.2. Распределение температуры по длине катода

Число охлажденных концов определяется исходя из конструкции катода. Например, для петлевого катода V-образной формы величина принимается равной трем (рис. 31.3).

Гарантийная наработка вольфрамового катода при постоянном напряжении накала может быть определена приближенно по формуле

7« l,2-10-(dJM,).

Расчет прямонакального карбидированного катода приближенно может быть произведен с учетом рабочей температуры Т - 2000 К и 30%-ного карбидирования.

Эффективность карбидированного катода при выбранной температуре может быть принята равной 0,040-0,070 А/Вт. Для упрощения расчета будем считать катод идеальным. Тогда можно получить следующие расчетные формулы: для мощности накала Рн h/H, ДЛя тока накала /„ = Р„/1/„.

Диаметр катода при заданном токе накала /„ определяется из (31.6). В (31.6) ток накала единичного катода при Г = 2000 К равен 1022 А/см. Поэтому диаметр катода, см,

= l/iUmW. (31.13)

Сопротивление катода

R = RrlJd, (31.14)

где Ri - сопротивление единичного карбидированного катода при Т = = 2000 К, i?i = 88 10 Ом • см.

Из (31.14) определяют длину катода, полагая Rk = UJI„,

lK=(UJI„Ry)d. (31.15)

При расчете реального катода вводят поправку на напряжение накала AU. Для температуры 2000 К поправка на каждый охлажденный конец равна 0,21 В. Длина реального катода, см, с учетом поправки

/к = 1,13 • Ю -d. (31.16)

Рис. 31.3. Закрепление петлевого катода

Рис. 31.4. Карбидированный катод решетчатой конструкции

При вычислении 1 в (31.16) следует подставить U„ - в вольтах, ток накала - в амперах, диаметр катода - в сантиметрах.

Расчет и конструирование геометрии карбидированного катода ре шетчатой конструкции (рис. 31.4) по заданным току эмиссии /д, температуре Гк, 30%-ному карбрщированию, напряжению накала U„ сводится к определению тока, мощности накала и рабочей поверхности одной нити катода, количества нитей, угла их наклона, диаметра и высоты.

Последовательность расчета. По заданной температуре Гк, удельной эмиссии и, используя данные табл. 31.2, определяют могшюсть накала, Вт,

Рн = /з/Я

и площадь рабочей поверхности катода, см,

(31.17)

(31.18)

Задают диаметр проволоки катода и угол наклона нити: с?к = 0=01 0,5 мм и а= 30-ьбО*.

Ток накала и мощность накала на одну нить вычисляют по формулам:

С = З2,зк/; (31-19)

р1 = /„ и„.

(31.20)

Длина нити накала 1. рабочая площадь поверхности одной нити Пк и количество нитей катода определяют соответственно из выражений:

/к = 1.076(Р;/с/к), П; = Tid /к. N = и(К

Количество нитей, образующих ткань катода, должно быть не менее 20-60. В местах перекрещивания эти нити сваривают точечной свар-

Таблица 31.2 Зависимость к Н oi температуры

кой. Верхние и нижние их концы приваривают к сплошным дискам -электродам (см. рис. 9.6).

Определив ток накала на одну нить и выбрав число нитей катода, определяют необходимую мощность накала

н.рас = /„/Лгн (31-21)

и сравнивают ее с рассчитанной по (31.17).

Если окажется, что Рн.рас не соответствует требуемой Р, то необходимо подобрать диаметр проволоки и число нитей N катода.

Диаметр катода D, высота катода и расстояние между пайками на ободе а , мм (рис. 31.4), определяют соответственно по формулам:

Dk ~ (2/кС08а/7:),

где а - угол наклона нити катода,

Як = V/k- i-nDJlY; а = (270) IN.

Расчет оксидных катодов косвенного накала по заданной постоянной составляющей анодного тока Io или тока в импульсе 1, (для импульсных ламп) сводится, по существу, к определению геометрических размеров катода и данных питания подогревателя.

Допустимые плотность тока в непрерывном и импульсном режимах в зависимости от типа лампы и рабочей температуры приведены в табл. 31.3.

Таблица 31.3. Некоторые параметры оксидного катода косвенного накала