Válvulas Electrónicas

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Tecnologia-Vlvulas

Vlvulas ElectrnicasElectrnica Analgica

Electrnica Analgica24-11-2011Por : Lus Timteon

SCH ETC Timteo24-11-2011ETNA-DAE-GEG1

Generalidades Histricas Efeito TermoinicoEm 1883, Thomaz Edison fazendo experincias com diversos tipos de filamentos para obteno de uma lmpada elctrica incandescente prtica, nota um fenmeno que ficou conhecido como "Efeito dison.

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Rplica de uma das primeiras lmpadas incandescente feitas por Edison.O Efeito dison ou emisso termoinica, o processo pelo qual os electres atingem energia suficiente, por meio do calor, para escapar da superfcie do elemento metlico emissor. O efeito Termoinico deve-se estrutura atmica dos metais. Todo corpo metlico possui electres livres que, a qualquer temperatura, possuem um movimento desordenado em virtude de sua agitao trmica. temperatura ambiente, os electres no conseguem libertar-se do metal porque so atrados pelos ies positivos da rede cristalina e no possuem energia suficiente para vencer esta atraco. Contudo, se a temperatura do corpo for aumentada, a agitao trmica dos electres tambm aumentar e um grande nmero deles conseguir escapar da atraco dos ies positivos. Estes electres que escapam do material passam a formar uma nuvem electrnica prxima superfcie do corpo. Se houver um outro corpo metlico positivamente carregado prximo a essa nuvem, os electres sero atrados e uma corrente elctrica se estabelecer.

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Efeito dison edison_effect_PT.swf

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O Diodo de Fleming

Generalidades Histricas4O efeito Edison permaneceu esquecido por algum tempo at que em 1904 o fsico ingls John Ambrose Fleming, descobriu que este fenmeno podia ser usado na deteco de ondas Hertzianas.

ilustrao de uma vlvula de FlemingA vlvula de Fleming ou diodo como foi denominada mais tarde, ainda no tinha condies de amplificar os sinais detectados pela antena actuando ainda como os primitivos detectores a cristalO dispositivo de Fleming consistia em envolver o filamento de uma lmpada elctrica por uma placa cilndrica; a este conjunto denominou de vlvula uma vez que podia controlar o fluxo da corrente semelhante a uma vlvula num circuito hidrulico.

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O Trodo

Por volta de 1906, o inventor americano Lee DeForest acrescentou um terceiro elemento ao dispositivo de Fleming. Era a grade que patenteou sob o nome de Audion, mais conhecido como vlvula triodo.

Entretanto, apesar do enorme potencial tecnolgico da vlvula Audion, a sua aplicao no foi imediata. Inicialmente foi usada mais como deteco de ondas Hertzianas do que como um elemento de amplificao; Como amplificadora deu inicio era electrnica da Vlvula(Por analogia com a vlvula mecnica em que a conduo s num sentido)

Generalidades Histricas

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Em 1906 a Vlvula amplificadora de vcuo, o mais recente antecessor do Transistor, tinha nascido.Mesmo nos dias de hoje em que a tecnologia de estado slido de semicondutores, e a Electrnica, tm tido um desenvolvimento impressionante, h duas importantes reas em que as vlvulas dominam, que a potncia e as Micro-ondas.A Vlvula ElectrnicaA reproduo de msica de recreio outra histria mais controversa e complicada...Desde o incio do sculo XX at dcada de 50s o reinado foi da vlvula de vcuo, tendo a electrnica evoludo de modo assombroso como hoje!...

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Computadores a Vlvulas K2W- AmpOp de uso geral, para computadores analgicosO Reinado da vlvula durou at dcada de 50 do sculo XX, altura em que foi inventado o transistorNo entanto, microondas, Radares, Raios X, alta fidelidade de luxo, e altas potncias, altas frequncias, etc. ainda hoje pertencem a esse reinado!...O UNIVAC I (UNIVersal Automatic Computer I, foi o primeiro computador fabricado para fins comerciais. Foi desenhado por J. Presper Eckert e John Mauchly. Pesava 7257 kg e usava cerca de 5300 vlvulas e um clock de 2.25 MHz .O primeiro UNIVAC foi entregue United States Census Bureau em 31 de Maro de 1951, e foi usado nas presidenciais Americanas de 1952. Com 1% de amostragem o UNIVAC I conseguiu acertar nas previses da eleio do General Eisenhower, coisa que inicialmente ningum pensava.

Sala do Computador

Painel de Controlo

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11 anos de trabalhoO efeito transistor observado pela primeira vez por Bardeen, Shockley e Brattain nos laboratrios da Bell.

1947.Resolveram "voltar no tempo", poca dos antigos rdios a cristal. Ao contrrio dos equipamentos a vlvulas, os velhos rdios experimentais a cristal eram capazes de detectar as altas frequncias, descoberta de Ferdinand Braun, que dizia que cristais podiam transmitir electricidade num nico sentido. A, poderia estar um substituto para as vlvulas...Transient resistor. TransstorTransistor de Contacto

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Efeito de Transistor

Juno com polarizao inversaJuno com polarizao directaEfeito de Transistor

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Antes do Transistor

Os sinais elctricos eram amplificados por vlvulas electrnicas .

As vlvulas:Consumiam muita potncia.Muito maiores e pesadas.Tinham um tempo til de vida curto.As vlvulas electrnicas e os elementos passivos R, C, e L eram componentes dominantes nos dispositivos electrnicos.Generalidades Histricas Com a inveno do transistor, a electrnica iria evoluir At aquilo que hoje!...

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Zero absoluto - (-273C 0 K) No h actividade molecular na matria. Os tomos mantm as distncias entre si e os electres descrevem as suas rbitas regularmente.Agitao Trmica A temperatura altera a regularidade das orbitas dos electres. Quanto maior for a temperatura mais sero os electres livres.Condutores/isoladores Conforme o seu comportamento temperatura ambiente, assim se classificam os condutores, semicondutores ou isoladores consoante o nmero de electres livres.Emisso Electrnica D-se a partir do momento em que os electres ganham energia para vencerem o potencial de barreira (valor de energia que mantm o electro na sua rbita) e libertarem-se.Emisso de Electres:Termoinica quando a energia fornecida de origem trmica.Campos Electrostticos quando a energia fornecida de origem magntica devida a altas cargas elctricas.Secundria Resulta do bombardeamento de uma superfcie metlica por electres ou outras partculas a alta velocidade.Fotovoltaica quando a energia fornecida provem de fotes (luz).Estudo da Emisso de Electres

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A emisso Termoinica um fenmeno detectvel em qualquer superfcie metlica suficientemente aquecida. Vamos analisar a figura 1, que contm duas placas metlicas, denominadas (p) e (k), encerradas em um invlucro onde existe vcuo, uma fonte de tenso (Vb.) e um miliampermetro (A). Se a placa metlica (k), que chamaremos de ctodo, for suficientemente aquecida, passar a emitir uma grande quantidade de electres, produzindo uma determinada corrente elctrica que ser indicada pelo ampermetro. Assim, os electres que partem do ctodo encontram o campo elctrico produzido pela placa (p), que chamaremos de nodo, carregada positivamente, e logo so acelerados em direco a ela.A corrente que pode ser emitida por unidade de superfcie do ctodo depende fundamentalmente da temperatura de operao e da funo de trabalho do material empregado na construo do mesmo. Alcanado o valor mnimo de energia trmica aplicada ao ctodo, valor este determinado pela funo de trabalho do material empregado, a emisso Termoinica inicia e aumenta rapidamente com o aumento da temperatura. A emisso Termoinica normalmente no ocorre, ou ocorre com baixa eficincia, presso atmosfrica normal. Por este motivo, as vlvulas electrnicas so montadas dentro de um invlucro, geralmente de vidro, onde existe alto vcuo.

Figura 1Estudo da Emisso Termoinica

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Estudo da Emisso Termoinica

Figura 1A corrente que circula entre (k) e (p) pode ser limitada de duas formas:1.Se (Vb.) for suficientemente elevada para impedir que os electres emitidos pelo ctodo estacionem no espao interelectrdico, a corrente (I) limitada pela temperatura;2.Quando uma certa quantidade de electres emitidos pelo ctodo no passam instantaneamente para o nodo, estabelece-se uma carga espacial no espao interelectrdico da vlvula. Desta forma, a corrente (I) limitada pela carga espacial.Nas aplicaes prticas com vlvulas electrnicas, o ctodo mantido a uma temperatura bastante elevada, em torno de 1000 graus C. Como nem todos os electres passam instantaneamente para o nodo, pois necessrio um tempo finito de trnsito entre (k) e (p), haver sempre uma carga espacial em torno de (k).

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Estudo da Emisso TermoinicaEsse potencial V a Afinidade do Electro representa o grau de dificuldade que os electres possuem de se libertarem de substncias vrias.Emisso Termoinica quando a energia fornecida de origem trmica.Funo de trabalho Termoinico Mnimo nvel de energia cintica que o electro deve possuir para se libertar de uma substncia.

m massa do electro 9.1x10-31 Kgv velocidade do electro num metal 106 m/s. o trabalho realizado por um electro de carga e ao deslocar-se entre dois pontos de uma diferena de potencial V, de tal modo que seja igual funo representada. Este trabalho W expresso em termos de um potencial V.

Exemplo:Para o Tungstnio temos:m 9.1x10-31 Kge 1,60x10-16 Cv 1,26x106 m/s-Temos:V=4,53V

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Estudo da Emiss