Нагрев в холодной спирали
Обязательным условием хорошей работы радиолампы является высокий вакуум. Но для того чтобы обеспечить нужную степень вакуума, недостаточно только выкачать из баллона лампы воздух. В металле, из которого сделаны электроды лампы и их держатели, содержится довольно много газов: кислорода, водорода, азота и др. Их называют окклюдированными газами.
С течением времени, в особенности в связи с неизбежным при работе лампы нагревом электродов, окклюдированные газы выделяются из металла, вакуум ухудшается, и лампа перестает работать нормально.
Составить представление о количестве содержащихся в металле газов можно по такому примеру: если из 1 мм3 никеля, часто служащего материалом для изготовления анодов ламп, удалить весь окклюдированный в нем газ, то этот газ при нормальном атмосферном давлении займет объем 100 мм?.
Лучше всего освобождать металл от газов нагреванием, но нагрев надо производить в уже откачанном баллоне, продолжая откачку по мере выделения газа. Как же это сделать? Ведь не так-то легко нагреть металлические части, находящиеся внутри стеклянного баллона.
На вакуумных заводах нагрев электродов осуществляют очень простым и эффектным способом. На баллон лампы, находящейся на откачном станке, надвигается спираль из нескольких витков медной трубки, и все металлические части, находящиеся внутри баллона, почти моментально раскаляются докрасна. Температура их доходит до 1 000°С. При таком сильном нагреве из металла выделяется весь газ, который сейчас же откачивается насосом. Вакуум лампы теперь обеспечен.
Но что же это за чудодейственная спираль? Попробуем осторожно прикоснуться к ней рукой. Странно, на ощупь она совсем холодная. В ее внутреннее пространство тоже можно поместить палец без всякого опасения— палец никакого тепла чувствовать не будет. Но если у вас на палец надето кольцо, то вам этот опыт проделать нельзя: кольцо немедленно раскалится и обожжет палец.
Секрет удивительной спирали, накаливающей докрасна металлы и совершенно холодной на ощупь, прост. По спирали пропускаются токи высокой частоты. Для поля, создаваемого этой спиралью, стеклянная колба и пустота внутри нее не являются преградой. Создаваемое спиралью быстропеременное магнитное поле пересекает металлические предметы, находящиеся в зоне его действия, вследствие чего в них развиваются столь сильные вихревые токи, что металл раскаляется. Но наше тело магнитное поле не нагревает: из-за большого сопротивления в нем не могут возникнуть сколько-нибудь значительные токи, поэтому мы можем безнаказанно помещать руку внутрь спирали.
Метод нагрева токами высокой частоты с его замечательными возможностями был перенесен из вакуумной промышленности в другие отрасли народного хозяйства, где он находит все более широкое применение.