Il tubo 872A della RCA è un diodo a vapore di mercurio progettato per essere utilizzato come raddrizzatore a semionda in radiotrasmittenti e per dispositivi di riscaldamento in radio frequenza.
La bassa caduta di tensione interna, permettendo al tubo di condurre a tensioni applicate relativamente basse, contribuisce ad un funzionamento efficiente.
Per frequenze da 25 a 150 Hz presenta tensione anodica inversa di picco di 10 kV con corrente anodica media di 1,25 A.
Le sue caratteristiche generali sono: tensione di filamento 5,0 V, corrente di filamento 7,5 A, tempo minimo di riscaldamento del filamento 30 s.
Prima di applicare la tensione anodica, deve essere consentito un tempo sufficiente per portare il mercurio, condensato in basso, alla temperatura di esercizio; la temperatura è riferita al bordo superiore della base.
Se il mercurio non è condensato in basso, bisogna tenere acceso il filamento per 15 – 30 minuti prima di dar tensione alla placca.
La caduta di tensione interna del tubo è approssimativamente di 10 V. Corrente massima anodica istantanea (da 25 a 150 Hz) 5,0 A; corrente anodica media 1,25 A per un tempo medio di 15 s.
Le sue dimensioni sono di 20 × 6 cm.
La presenza di campi elettrostatici o magnetici è dannosa per la durata e per il corretto funzionamento del tubo, pertanto in simili casi esso va schermato e si deve provvedere ad una sua adeguata ventilazione e a mantenere la temperatura del mercurio condensato nei valori normali. Nei diodi a vuoto gli elettroni che fuoriescono dal catodo per effetto termoionico, si dirigono verso l’anodo accelerati dal campo elettrico dovuto alla differenza di potenziale anodo-catodo.
Ma se questa è assente, si forma nelle vicinanze del catodo una nube di elettroni (zona di carica spaziale) che vengono attirati dal catodo diventato positivo.
Se invece la tensione anodica è applicata ma non è molto grande una parte della nube elettronica permane per due motivi: nelle vicinanze del catodo la densità della corrente anodica è massima e la velocità degli elettroni è minima. Questa carica spaziale negativa costituisce una sorta di schermo al potenziale anodico.
La densità di carica spaziale dipende dunque dalla velocità degli elettroni e dunque, all’aumentare della tensione anodica la carica stessa diminuisce e la corrente aumenta fino alla saturazione.
Nei normali diodi a vuoto vi sono decine di miliardi di molecole di gas per centimetro cubo, eppure un elettrone può percorrere varie decine di metri senza urtare nessuna molecola.
Siccome la distanza tra anodo e catodo è assai piccola, praticamente la presenza di gas residui non ha alcun effetto sul comportamento del tubo.
Ma se al suo interno aggiungiamo delle goccioline di mercurio, quando il filamento è acceso esso evapora parzialmente facendo aumentare notevolmente il numero di molecole libere. Di conseguenza il libero cammino medio di un elettrone diviene dell’ordine di un millimetro e l’urto diventa molto probabile.
Gli elettroni che, partendo da catodo si dirigono verso l’anodo urtano le molecole del vapore e, se hanno sufficiente energia cinetica dovuta la potenziale anodo-catodo, riescono a ionizzare dette molecole che divengono positive.
Gli elettroni ottenuti per ionizzazione sono poco numerosi rispetto a quelli forniti dal catodo e non influenzano il comportamento del tubo; ma la presenza degli ioni positivi, che lentamente (data la loro massa ben più grande di quella dell’elettrone) si dirigono verso il catodo, forma una carica spaziale che neutralizza quella elettronica descritta sopra.
Il comportamento del diodo cambia notevolmente:
1) È sufficiente una tensione anodica relativamente piccola per ottenere correnti elevate.
2) La potenza dissipata nel tubo, a parità di corrente, è molto minore che nel diodo a vuoto per la minore tensione richiesta.
3) La caduta di tensione ai capi del tubo è dell’ordine di 10-20 volt.
4) La tensione inversa che il tubo può sopportare è molto più alta che nei diodi a vuoto.
Si ricorda che la massima tensione inversa è quella oltre la quale tra anodo e catodo si innesca una scarica che danneggia il tubo.
La corrente-media-anodica è il valore ottenuto integrando la corrente anodica istantanea rispetto ad un tempo specificato e mediando il risultato. Il limite massimo della corrente-media-anodica indica la più alta corrente media che può essere permessa di fluire nel tubo nella direzione di normale conduzione.
Informazioni più complete si trovano ai seguenti indirizzi:
https://frank.pocnet.net/sheets/049/8/872A.pdf
oppure
http://ds.agavaceae.ru/docs/872-A.pdf
istruzioni della RCA da cui sono tratte le tre figure.
ed anche
https://frank.pocnet.net/sheets/081/8/866A.pdf
e inoltre
http://electronbin.com/sheets/026/8/872A.pdf .
Per avere altre informazioni sul diodo a vapori di mercurio, cercare le schede dedicate al tubo Mullard RG3 e al diodo Fivre 872A alla voce Radiotecnica.
Nota: il mercurio fonde a – 38,83 °C e bolle a 356,73 °C
Foto di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo a cura di Fabio Panfili.
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