ویکیوم ٹیوب کیا ہے اور یہ کیسے کام کرتا ہے

ممکن ہے کہ آپ اچھے پرانے ٹیوب کو ماضی کی علامت کی حیثیت سے برخاست کرنے کی آزمائش میں ہوں۔ آخر کار ، ایک جلالی روشنی کے بلب میں دھات کے کچھ ٹکڑے آج کے ٹرانجسٹروں اور مربوط سرکٹس کو کیسے تھام سکتے ہیں؟ اگرچہ کنزیومر الیکٹرانکس کے اسٹور فرنٹ میں ٹیوبیں اپنی جگہ کھو بیٹھی ہیں لیکن وہ اب بھی معمولی استعمال میں ہیں جہاں بہت زیادہ (گیگا ہرٹز رینج) تعدد پر بجلی کی ضرورت ہوتی ہے ، جیسے ریڈیو اور ٹیلی ویژن نشریاتی ، صنعتی حرارتی ، مائکروویو اوون ، سیٹیلائٹ مواصلات ، ذرہ ایکسلریٹرز ، ریڈار ، برقی مقناطیسی ہتھیاروں کے علاوہ کم ایپلی کیشنز کی ضرورت ہوتی ہے جس میں بجلی کی کم سطح اور تعدد کی ضرورت ہوتی ہے ، جیسے تابکاری میٹر ، ایکس رے مشینیں اور آڈیو فائل یمپلیفائر۔

20 سال پہلے زیادہ تر ڈسپلے میں ویکیوم پکچر ٹیوب استعمال کی جاتی تھی ۔ کیا آپ جانتے ہیں کہ آپ کے گھر کے گرد بھی کچھ نلیاں لپٹ رہی ہیں؟ آپ کے مائکروویو وون کے دل میں ، یا میگنیٹرون ٹیوب میں ساکٹ میں بیٹھتا ہے۔ اس کا کام اعلی طاقت اور اعلی تعدد آریف سگنل تیار کرنا ہے جو تندور میں جو بھی ڈالتے ہیں اسے گرم کرنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ اندرونی ٹیوب والا ایک مختلف گھریلو آلہ قدیم سی آر ٹی ٹی وی ہے جو اب ممکنہ طور پر ایک نئے فلیٹ سکرین ٹی وی کی جگہ لینے کے بعد اٹاری کے گتے والے خانے میں بیٹھتا ہے۔ CRT کا مطلب ہے "کیتھڈ رے ٹیوب"- ان ٹیوبوں کو موصولہ ویڈیو سگنل کو ظاہر کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے۔ جب وہ LCD یا ایل ای ڈی ڈسپلے کے مقابلے میں کافی بھاری ، بڑے اور غیر موثر ہوتے ہیں ، لیکن دوسری ٹیکنالوجیز تصویر میں آنے سے پہلے ہی انھوں نے یہ کام کروایا۔ ان کے بارے میں جاننا ایک اچھا خیال ہے کیونکہ ابھی تک جدید دنیا ان پر انحصار کرتی ہے ، زیادہ تر ٹی وی ٹرانسمیٹر ویکیوم ٹیوبوں کو اپنے پاور آؤٹ پٹ ڈیوائس کے طور پر استعمال کرتے ہیں ، کیونکہ وہ ٹرانجسٹروں کے مقابلے میں اعلی تعدد پر زیادہ موثر ہوتے ہیں۔ مقناطیسی ویکیوم ٹیوبوں کے بغیر سستے مائکروویو اوون موجود نہیں ہوں گے ، کیونکہ سیمیکمڈکٹر متبادل ابھی حال ہی میں ایجاد ہوئے تھے اور مہنگے رہے۔ بہت ساری سرکٹس جیسے آسکیلیٹر ، امپلیفائر ، مکسر وغیرہ آسان ہیں تاکہ ٹیوبوں کے ساتھ سمجھاؤ اور یہ دیکھنا کہ وہ کس طرح کام کرتے ہیں ، کیوں کہ کلاسیکی ٹیوبیں ، خاص طور پر ٹائیوڈس ،کچھ اجزاء کے ساتھ تعصب کرنے کے لئے انتہائی آسان ہیں اور ان کے پھیلاؤ عنصر ، تعصب وغیرہ کا حساب لگاتے ہیں۔

ویکیوم نلیاں کیسے کام کرتی ہیں؟

باقاعدگی سے ویکیوم ٹیوبیں ایک رجحان کی بنیاد پر کام کرتی ہیں جسے ترمامیٹک اخراج کہا جاتا ہے ، جسے ایڈیسن اثر بھی کہا جاتا ہے. ذرا تصور کریں کہ گرمی کا گرما گرم دن ہے جس کی لمبائی کے ساتھ ہیٹر لگنے والی دیوار کے آگے آپ ایک بھرے کمرے میں قطار میں انتظار کر رہے ہیں ، کچھ دوسرے لوگ بھی قطار میں کھڑے ہیں اور کوئی حرارتی راستے پر چلا جاتا ہے ، لوگ اس جگہ سے ہٹنا شروع کردیں۔ ہیٹر - پھر کوئی کھڑکی کھولتا ہے اور ٹھنڈا ہوا چلنے دیتا ہے ، جس کی وجہ سے ہر ایک اس میں منتقل ہوجاتا ہے۔ جب ویکیوم ٹیوب میں تھرمیونک اخراج ہوتا ہے تو ، ہیٹر والی دیوار کیتھوڈ ہوتی ہے ، تنت سے گرم ہوتی ہے ، لوگ الیکٹران ہوتے ہیں اور ونڈو انیوڈ ہوتا ہے۔ زیادہ تر ویکیوم ٹیوبوں میں سلنڈرک کیتھوڈ کو تنت سے گرم کیا جاتا ہے (لائٹ بلب میں ایک سے بہت مختلف نہیں) ، کیتھڈ کو منفی الیکٹرانوں کا اخراج ہوتا ہے جو مثبت چارج شدہ انوڈ کی طرف راغب ہوتے ہیں ، جس کی وجہ سے بجلی کا بہاؤ انوڈ میں بہتا ہے اور کیتھوڈ سے باہر (یاد رکھیں ،الیکٹرانوں کے مقابلہ میں موجودہ مخالف سمت میں جاتا ہے)۔

ذیل میں ہم ویکیوم ٹیوب کے ارتقا کی وضاحت کر رہے ہیں: ڈایڈڈ ، ٹرائوڈ ، ٹیٹروڈ اور پینٹोड کے ساتھ ساتھ کچھ خاص قسم کی ویکیوم ٹیوبیں جیسے میگنیٹرن ، سی آر ٹی ، ایکسرے ٹیوب وغیرہ۔

شروع میں ڈیوڈس تھے

اس کا استعمال آسان ترین ویکیوم ٹیوب میں کیا جاتا ہے- ڈایڈڈ ، تنت ، کیتھوڈ اور انوڈ پر مشتمل ہے۔ بجلی کا موجودہ وسط میں تنت سے گذرتا ہے ، جس کی وجہ سے یہ حرارت آتی ہے ، چمکتی ہے اور تھرمل تابکاری خارج کرتی ہے - لائٹ بلب کی طرح ہے۔ گرم تنت کے ارد گرد کے بیلناکار کیتھوڈ کو گرم کردیتا ہے ، جس سے کام کی افادیت پر قابو پانے کے لئے الیکٹرانوں کو کافی توانائی ملتی ہے ، جس سے الیکٹرانوں کے بادل کو اسپیس چارج ریجن کہا جاتا ہے ، گرم کیتھڈ کے ارد گرد تشکیل پاتا ہے۔ مثبت ان چارج والے انوڈ اسپیس چارج والے خطے سے الیکٹرانوں کو اپنی طرف متوجہ کرتے ہیں جس کی وجہ سے ٹیوب میں بجلی کا بہاؤ ہوتا ہے ، لیکن اگر انوڈ منفی ہوتا تو پھر کیا ہوگا؟ جیسا کہ آپ جانتے ہیں کہ ہائی اسکول کے طبیعیات کے اسباق جیسے چارجز کو پسپا کرنا - منفی انوڈ الیکٹرانوں کو پیچھے ہٹاتا ہے اور کوئی بہاؤ نہیں ، یہ سب خلا میں ہو رہا ہے ، کیوں کہ ہوا برقی روانی کو روکتی ہے۔ اس طرح AC کو بہتر بنانے کے لئے ڈایڈڈ استعمال ہوتا ہے۔

اچھے پرانے ٹرائیڈ کی طرح کچھ نہیں!

1906 میں ، لی ڈی فارسٹ نامی ایک امریکی انجینئر نے دریافت کیا کہ انوڈ اور کیتھڈ کے مابین ایک گرڈ ، جسے کنٹرول گرڈ کہا جاتا ہے ، شامل کرنے سے انوڈ موجودہ کو کنٹرول کرنے میں مدد ملتی ہے۔ ٹرائوڈ کی تعمیر ڈایڈڈ جیسا ہی ہے ، گرڈ بہت باریک موبییلڈینیم تار سے بنایا گیا ہے۔ گرڈ کو وولٹیج کے ذریعہ بایئسگ کرنے کے ذریعے کنٹرول حاصل کیا جاتا ہے - وولٹیج عام طور پر کیتھوڈ کے سلسلے میں منفی ہوتا ہے۔ جتنا زیادہ وولٹیج منفی ہے ، موجودہ کم ہوگا۔ جب گرڈ منفی ہے تو یہ الیکٹرانوں کو پیچھے ہٹاتا ہے ، انوڈ موجودہ کو کم کرتا ہے ، اگر یہ مثبت زیادہ انوڈ موجودہ بہاؤ ہے تو ، گرڈ کی لاگت سے ایک چھوٹا سا انوڈ بننے سے ، گرڈ موجودہ بننے کا سبب بنتا ہے جس سے ٹیوب کو نقصان پہنچ سکتا ہے۔

ٹریوڈ اور دیگر "گرڈڈ" نلیاں عام طور پر گرڈ اور گراؤنڈ کے مابین ایک اعلی ویلیو ریسسٹریٹر اور کیتھڈ اور گراؤنڈ کے درمیان کم ویلیو ریزٹر سے مربوط کرکے متعصب ہوتی ہیں۔ ٹیوب کے ذریعے بہتا ہوا موجودہ کیتھڈ ریزٹر پر وولٹیج ڈراپ کا سبب بنتا ہے ، جس سے زمینی سلسلے میں کیتھوڈ وولٹیج میں اضافہ ہوتا ہے۔ گرڈ کیتھوڈ کے سلسلے میں منفی ہے ، کیونکہ کیتھوڈ اس زمین سے زیادہ صلاحیت پر ہے جس سے گرڈ منسلک ہوتا ہے۔

ٹرائوڈس اور دیگر باقاعدہ نلکوں کو سوئچ ، ایمپلیفائر ، مکسر کے طور پر استعمال کیا جاسکتا ہے اور منتخب کرنے کے لئے بہت سارے دوسرے استعمال ہوتے ہیں۔ یہ سگنل کو گرڈ پر لاگو کرکے اور انوڈ کرنٹ کو آگے بڑھنے دے کر سگنلز کو بڑھا سکتا ہے ، اگر انوڈ اور بجلی کی فراہمی کے مابین ایک رزسٹر کو شامل کیا جائے تو انوولڈ وولٹیج سے ایملیفائڈڈ سگنل نکالا جاسکتا ہے ، کیونکہ انوڈ ریزٹر اور ٹیوب ایکٹ وولٹیج ڈیوائڈر کی طرح ، ان پٹ سگنل کے وولٹیج کے مطابق ٹرائڈ حص itsے میں اس کی مزاحمت مختلف ہوتی ہے۔

بچاؤ کے لئے Tetrodes!

ابتدائی ٹرائیڈ کم فائدہ اور اعلی پرجیوی صلاحیت سے دوچار تھا۔ 1920 کی دہائی میں یہ پایا گیا کہ پہلے اور انوڈ کے مابین سیکنڈ (سکرین) گرڈ ڈالنے سے فائدہ بڑھتا ہے اور پرجیوی صلاحیت کو کم کیا جاتا ہے ، نئی ٹیوب کو ٹیٹروڈ کا نام دیا گیا تھا ، جس کا مطلب یونانی چار (ٹیٹرا) وے (اوڈ ، لاحقہ) ہے۔. نیا ٹائٹروڈ کامل نہیں تھا ، یہ ثانوی اخراج کی وجہ سے منفی مزاحمت کا سامنا کرنا پڑا جو پرجیوی دوائیوں کا سبب بن سکتا ہے۔ ثانوی اخراج اس وقت ہوا جب دوسرا گرڈ وولٹیج انوڈ وولٹیج سے زیادہ تھا جس کی وجہ سے انوڈ کرنٹ میں کمی واقع ہوئی جس کے ذریعہ الیکٹرانز انوڈ کو ٹکراتے ہیں اور دوسرے الیکٹرانوں کو دستک دیتے ہیں اور الیکٹران مثبت اسکرین گرڈ کی طرف راغب ہوتے ہیں جس کی وجہ سے ممکنہ طور پر نقصان دہ اضافے میں اضافہ ہوتا ہے۔ گرڈ موجودہ

پینٹوڈز - آخری فرنٹیئر؟

ثانوی اخراج کو کم کرنے کے طریقوں پر ہونے والی تحقیق کے نتیجے میں 1926 میں ڈچ انجینئرز برنارڈ ڈی ایچ ٹیلجین اور گیلز ہولسٹ کے ذریعہ پینٹوڈ ایجاد ہوا۔ یہ پایا گیا تھا کہ اسکرین گرڈ اور انیوڈ کے مابین ایک تیسری گرڈ ، جسے دبانے والا گرڈ کہا جاتا ہے ، کو جوڑنے سے ، انوڈ سے باہر کھٹکھٹائے گئے الیکٹرانوں کو دوبارہ انوڈ میں دفن کر کے ثانوی اخراج کے اثرات کو ہٹا دیتا ہے کیونکہ یہ یا تو زمین سے منسلک ہوتا ہے یا اس سے کیتھوڈ آج پینٹوڈز 50 میگاہرٹز سے نیچے ٹرانسمیٹر میں استعمال ہوتے ہیں ، کیونکہ ٹرانسمیٹر میں ٹیٹروڈ 500 میگاہرٹز تک اچھ workے کام کرتے ہیں اور گائگورٹز حد تک ٹرائڈ کرتے ہیں ، آڈیو فائل کے استعمال کا ذکر نہیں کرتے۔

ویکیوم نلیاں کی مختلف اقسام

ان "باقاعدہ" ٹیوبوں کے علاوہ بھی متعدد مخصوص صنعتی اور تجارتی نلیاں مختلف استعمال کے ل designed تیار کی گئیں ہیں۔

مقناطیسن

magnetron کو ڈایڈڈ کی طرح ہے، لیکن ٹیوب کے anode اور دو طاقتور میگنےٹ کے درمیان واقع پورے ٹیوب میں سائز کا گونج cavities کے ساتھ. جب وولٹیج کا اطلاق ہوتا ہے تو ، ٹیوب دوپٹنا شروع کردیتا ہے ، الیکٹران انوڈ پر گہاوں کو منتقل کرتے ہیں ، جس سے ریڈیو فریکوینسی سگنلز پیدا ہوتے ہیں ، جیسے سیٹی بجانے کے عمل میں۔

ایکس رے نلیاں

ایکس رے نلیاں طبی یا تحقیقی مقاصد کے لئے ایکس رے تیار کرنے کے لئے استعمال کی جاتی ہیں۔ جب ویکیوم ایک اعلی کافی وولٹیج کا استعمال ویکیوم ٹیوب ڈایڈڈ ایکس رے پر ہوتا ہے تو اس سے زیادہ وولٹیج کی لمبائی کم ہوتی ہے۔ انوڈ کو گرم کرنے سے نمٹنے کے ل elect ، الیکٹرانوں کو مارنے کی وجہ سے ، ڈسک کی شکل والا اینوڈ گھومتا ہے ، لہذا الیکٹران اس کی گردش کے دوران انوڈ کے مختلف حصوں سے ٹکراتے ہیں ، جس سے ٹھنڈک بہتر ہوتی ہے۔

CRT یا کیتھوڈ رے ٹیوب

اس دن میں ، CRT یا "کیتھڈے رے ٹیوب" ڈسپلے کی مرکزی ٹیکنالوجی تھی۔ یک رنگی CRT میں ایک گرم کیتھوڈ یا تنتہ کیتھڈ کے طور پر کام کرنے والے الیکٹرانوں کو خارج کرتا ہے۔ انوڈس کے راستے میں وہ وہیلنٹ سلنڈر میں چھوٹے سوراخ سے گزرتے ہیں ، یہ سلنڈر ٹیوب کے لئے کنٹرول گرڈ کا کام کرتا ہے اور الیکٹرانوں کو ایک سخت بیم میں مرکوز کرنے میں مدد کرتا ہے۔ بعد میں وہ متعدد ہائی وولٹیج انوڈز کی طرف راغب اور مرکوز ہیں۔ ٹیوب کے اس حصے (کیتھوڈ ، وہیلٹ سلنڈر اور انوڈس) کو الیکٹران گن کہا جاتا ہے. انوڈس کو گزرنے کے بعد وہ انحطاطی پلیٹوں کو منتقل کرتے ہیں اور ٹیوب کے فلورسنٹ فرنٹ پر اثر ڈالتے ہیں جس کی وجہ سے جہاں روشن ہوجاتا ہے وہاں ایک روشن جگہ نظر آتی ہے۔ ڈیفیکشن پلیٹوں کو اسکرین میں بیم کو اسکین کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے تاکہ وہ اپنی سمت میں الیکٹرانوں کو اپنی طرف راغب کریں اور اسے پیچھے ہٹا دیں ، ان میں سے دو جوڑے ہیں ، ایک ایکس محور کے لئے اور ایک Y- محور کے لئے۔

ایک چھوٹا سی آر ٹی جس کو آسکلوسکوپس کے ل made بنایا گیا ہے ، آپ واضح طور پر (بائیں سے) وہیلٹ سلنڈر ، سرکلر انوڈس اور خط Y کی شکل میں ڈیفیکشن پلیٹوں کو دیکھ سکتے ہیں۔

ٹریول لہر ٹیوب

ٹریولنگ ویو ٹیوبیں بورڈ مواصلات مصنوعی سیارہ اور دیگر خلائی جہاز پر آریف پاور ایمپلیفائر کے طور پر استعمال کی جاتی ہیں کیونکہ ان کی چھوٹی سائز ، کم وزن اور اعلی تعدد میں کارکردگی ہے۔ بالکل سی آر ٹی کی طرح اس کے پچھلے حصے میں ایک الیکٹران گن موجود ہے۔ "ہیلکس" نامی ایک کوئل الیکٹران بیم کے چاروں طرف زخم لگی ہے ، ٹیوب کا ان پٹ ہیلکس کے اختتام سے الیکٹران گن کے قریب جڑا ہوا ہے اور آؤٹ پٹ دوسرے سرے سے لیا جاتا ہے۔ ہیلیکس سے بہنے والی ریڈیو لہر الیکٹران بیم کے ساتھ بات چیت کرتی ہے ، اسے مختلف نکات میں آہستہ اور تیز کرتی ہے ، جس کی وجہ سے پھیلا ہوا ہوتا ہے۔ ہیلکس چاروں طرف بیم والے فوکس کرنے والے میگنےٹ اور درمیانی حصے میں ایک توجہ دینے والا ہوتا ہے ، اس کا مقصد یہ ہے کہ بڑھا ہوا سگنل ان پٹ پر واپس آنے سے اور پرجیوی دواروں کی وجہ سے روکے۔ ٹیوب کے آخر میں ایک کلکٹر واقع ہے ،یہ ایک ٹرائڈ یا پینٹوڈ کے انوڈ سے موازنہ کیا جارہا ہے لیکن اس سے کوئی آؤٹ پٹ نہیں لیا جاتا ہے ، واقع ہے۔ الیکٹران بیم جمع کرنے والے پر اثر انداز ہوتا ہے ، اور یہ ٹیوب کے اندر اپنی کہانی ختم کرتا ہے۔

جگر – ملر ​​ٹیوبیں

گیجر – مولر ٹیوبیں تابکاری کے میٹروں میں استعمال ہوتی ہیں ، ان میں دھات کا سلنڈر (کیتھڈ) ہوتا ہے جس کے ایک سرے پر سوراخ ہوتا ہے اور گیس کے لفافے کے اندر ایک گیس کے لفافے کے اندر وسط (اینوڈ) میں تانبے کا تار ہوتا ہے۔ جب بھی کوئی ذرہ سوراخ سے گزرتا ہے اور ایک مختصر لمحے کے لئے کیتھوڈ کی دیوار کو متاثر کرتا ہے تو ٹیوب آئنائزز میں گیس ہوتی ہے ، جس سے کرنٹ بہہ جاتا ہے۔ اس تسلسل کو میٹر اسپیکر پر بطور خاصیت کلک کی آواز سنی جا سکتی ہے!