Анодное напряжение и напряжение на аноде
Можно ли считать, что анодное напряжение и напряжение на аноде — одно и то же?
Говоря об анодном напряжении, обычно подразумевают напряжение источника питания анодных цепей приемника: выпрямителя или батареи. Напряжением же на аноде называется напряжение, фактически действующей между анодом и катодом лампы.
В каком же отношении находятся между собой два этих напряжения и может ли напряжение на аноде быть меньше анодного напряжения, быть равно ему и быть больше него?
Может. В действующих приемниках напряжение на аноде лампы может быть меньше напряжения источника анодного питания, может быть таким же, как оно, и даже оказаться больше него.
Нормально напряжение на аноде бывает меньше анодного. В анодной цепи лампы всегда имеется какая-либо нагрузка, через которую проходит анодный ток и в которой поэтому происходит падение напряжения. В усилителях на сопротивлениях это падение напряжения может быть очень большим и в соответствии с этим напряжение на аноде весьма малым.
Например, у ламп типа 6Г7 и 6Г2 при анодном напряжении 250 вольт напряжение на аноде обычно не превышает 100 вольт, а на анодах ламп 6Ж7 в каскадах усиления низкой частоты на сопротивлениях часто оказывается напряжение всего 50—70 вольт. Естественно, что при расчете усилителей приходится ориентироваться именно на эти фактически действующие величины напряжения на аноде.
Реже напряжение на аноде может сравняться с анодным напряжением. Почти равным анодному оно бывает в усилителях высокой частоты, где анодной нагрузкой служат колебательные контуры. Сопротивление контурной катушки постоянному току ничтожно, поэтому падение напряжения в нем можно не принимать во внимание и считать, что напряжение на аноде равно анодному напряжению.
Такое же совпадение обеих величин напряжения может иметь место в отдельные моменты времени и в усилителях на сопротивлениях. Во время работы каскада напряжение на сетке лампы изменяется. Вместе с ним изменяется и анодный ток, а следовательно, и падение напряжения на анодной нагрузке. Когда на сетке плюс,
анодный ток увеличивается, а с ним увеличивается и падение напряжения на нагрузке, что приводит к уменьшению напряжения на аноде. Во время отрицательных полупериодов анодный ток уменьшается, а напряжение на аноде возрастает. Если размах колебаний на сетке настолько велик, что при отрицательных полупериодах анодный ток спадает до нуля, то напряжение на аноде сравнивается с напряжением источника питания.
Наиболее странными кажутся случаи, когда напряжение на аноде превышает анодное напряжение. Однако такие случаи обычны в усилителях с анодной нагрузкой в виде низкочастотных трансформаторов или дросселей, в частности в оконечных каскадах, где нагрузкой является выходной трансформатор. При поступлении на сетку переменного напряжения анодный ток начнет изменяться с частотой сигнала: он будет то увеличиваться, то уменьшаться. Эти колебания вызовут появление на нагрузке (на первичной обмотке трансформатора) переменного напряжения, нужного для воздействия на громкоговоритель.
При отсутствии сигнала напряжение на аноде выходной лампы почти равно анодному, так как падение напряжения в трансформаторе незначительно. При наличии сигнала развивающееся на первичной обмотке трансформатора переменное напряжение складывается с постоянным напряжением источника питания: В течение одной половины периода эти два напряжения имеют одинаковый знак, в течение второй — обратный. Следовательно, в течение одной половины периода напряжение на аноде может превышать анодное напряжение. Фактически это превышение может быть очень значительным, например превышения на 100—150 вольт не являются редкими.
Как же физически объясняется появление этого добавочного напряжения?
Источником его является ЭДС самоиндукции первичной обмотки трансформатора. При положительных полупериодах напряжения на сетке лампы ЭДС самоиндукции противодействует увеличению тока — направление ее противоположно напряжению источника анодного питания и фактическое напряжение на аноде уменьшается. При отрицательных полупериодах ЭДС самоиндукции по знаку совпадает с напряжением батареи или выпрямителя и складывается с ним.
Энергия, нужная для создания добавочной ЭДС, запасается в магнитном поле, создаваемом вокруг катушки трансформатора во время положительных полупериодов.