Kas ir izlādes caurule?

Izlādes caurules ir elektroķīmiskas šūnas, kas nozīmē, ka tās rada elektromotora spēku vai spriegumu, kā arī strāvu ķīmiskās reakcijas rezultātā gāzē. Elektroni tiek atbrīvoti un pieņemti katrā caurules galā, līdzīgi kā akumulators. Tomēr izlāde atšķiras no akumulatora ar to, ka tā parasti nedarbojas kā enerģijas avots. Kad elektroni atstāj gāzes šūnu, to sauc par oksidāciju. Tomēr, kad elektroni nonāk šūnā, to sauc par reducēšanu.

Elektroķīmisko elementu ziņā gāzizlādes caurules tiek uzskatītas par katodiem, nevis anodiem. Tas nozīmē, ka elektriskā strāva izplūst no elektroda. Polaritāte var būt pozitīva vai negatīva atkarībā no konstrukcijas vai funkcijas, tomēr lielākā daļa parasti ir negatīvas. Katodam tiek piesaistīti katjoni, joni ar vairāk protonu nekā elektroniem un tādējādi pozitīvi lādēti. Un otrādi, anjoni, joni ar vairāk elektronu nekā protonu un negatīvi lādēti, attālinās. Būtībā jebkura izlādes caurule, kas ražo jaudu, ir pozitīva, un jebkura, kas patērē jaudu, ir negatīva.

Vakuuma izlādes caurule ir pazīstama kā karstais katods. Tas izstaro elektronus, ko izraisa termiskā emisija, siltuma izraisīta elektronu vai jonu plūsma. Būtībā karstais katods elektronu izstarošanai izmanto elektrisko kvēldiegu. Piemēri ir elektronu lielgabali, elektronu mikroskops un lielākā daļa dienasgaismas spuldžu. Savukārt aukstie katodi ir izlādes lampas, kuras nav neatkarīgi apsildāmas, taču spēj izstarot gaismu, piemēram, šķidro kristālu displeji televizoros un datoru ekrānos.

Viens no visizplatītākajiem gāzizlādes caurules lietojumiem ir darboties kā elektriskais slēdzis. Ignitrons, kritrons un tiratrons ir visizplatītākie šajā tehnoloģijā izmantoto gāzu piemēri. Tos parasti neizmanto signālu pastiprināšanai, kā to darītu parasta vakuuma caurule, bet tie ir paredzēti, lai pārtrauktu un novirzītu strāvu uz vienu vai otru vadītāju.

Izlādes cauruļu jonizējošās iedarbības dēļ viens no visizplatītākajiem to lietojumiem ir neona gaismas. Citas līdzīgas ierīces izmanto ksenonu zibspuldzes lampu veidā, kas redzamas kamerās un strobo gaismās. Vēl viens izplatīts izplūdes caurules lietojums ir Geigera skaitītājs.