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Elektronenröhre

Gasdicht verschlossenes Glas- oder Metallgefäß, in dem in Vakuum oder Gas Elektronen für eine Stromleitung sorgen. Sie enthalten wenigstens zwei Elektroden. Eine, die Kathode, wird durch einen Heizfaden zum Glühen gebracht und sendet dadurch Elektronen aus, die von einer Anode eingefangen werden. Eine E. mit nur einem Elektrodenpaar nennt man Diode. E. sind weitgehend durch Halbleiterbauelemente (Bauelemente) abgelöst worden. Elektrodynamik und Elektrotechnik, Vakuumröhre, ein trägheitsloses elektrisches Steuer- und Verstärkungsgerät für Gleich- und Wechselströme, das die verschiedenartig beeinflussbare Elektronenbewegung im Vakuum ausnutzt. Die Elektronenröhre war lange Zeit das wichtigste Gerät in der Elektrotechnik, bevor viele Funktionen von hochminiaturisierten Halbleiterbauteilen übernommen wurden. Der grundsätzliche Aufbau aller Elektronenröhen besteht aus einem evakuierten Glas- oder Stahlgefäss (ca. 10-5 Pa), in das mindestens zwei Elektroden eingeschmolzen sind. Die Kathode dient dabei als Elektronenquelle, sie ist fast immer ein mit einer Heizspannung geheizter Glühdraht, z.B. aus Wolfram, aus dem die Elektronen durch Glühemission freigesetzt werden. Die Elektronen werden durch eine positive Anodenspannung UA zur Anode hin beschleunigt, die die Kathode meistens zylinderförmig umschliesst. Die Abhängigkeit des Anodenstroms IA von der Anodenspannung wird durch die Strom-Spannungs-Kennlinie beschrieben. Die einfachste Röhre nur mit Kathode und Anode ist die Vakuumdiode. Die Triode besitzt eine zusätzliche Gitterelektrode (Steuerelektrode). Mehrgitterröhren besitzen zusätzliche Steuer-, Schirm- oder Bremselektroden zur Erzeugung verbesserter bzw. spezieller Kennlinien, je nach Anzahl der Elektroden spricht man von Tetroden, Pentoden, Hexoden, Heptoden und Oktoden.

Die wichtigsten Aufgaben von Elektronenröhren waren lange Zeit Gleichrichtung, Demodulation (Vakuumdiode) und Verstärkung (Triode) elektrischer Schwingungen, diese werden heute überwiegend von Halbleiterbauteilen (Halbleiterdiode, Transistor) übernommen, ebenso Aufgaben in der Schalt- und Regelungstechnik sowie der Nachrichtentechnik. Zur Erzeugung hochfrequenter elektrischer Schwingungen werden Röhren dagegen vielfach auch weiter verwendet (Röhrengeneratoren, Mikrowellenröhren, Klystron, Magnetron). Röhren mit Heizspannungen im kV-Bereich sind eine weitverbreitete Quelle von Röntgenstrahlen (Röntgenröhre). Auch in der Messtechnik finden Elektronenröhren noch Verwendung.

Röhren, bei denen die Elektronen in einem scharf gebündelten Strahl zur Bildgebung verwendet werden, heissen Elektronenstrahl- oder Kathodenstrahlröhren (Oszillograph, Fernsehen).

Elektronenröhre: Grundlegende Entdeckungen zur Elektronenröhre.

1869

Hittorf

magnet. Ablenkbarkeit von Elektronen-Kathodenstrahlen

1880/83

Edison

Glühemission

1884

Edison

Patent auf Diode als Spannungsgleichrichter

1882

Goldstein

Kathodenstrahlen

1892

Lenard

Steuerbarkeit des Elektronenstroms

1901

Richardson

theoret. Untersuchungen der Glühemission

1903

Brown

Maschengitter zur Steuerung der Anfangsgeschw. der Elektronen

1904

Fleming

Patent auf Diode bzw. Zweipolröhre

1904

Wehnelt

Patent auf Ventilwirkung

1906

von Lieben

Patent auf Kathodenstrahl-Relais

1906/07

de Forest

Patent auf Audion-Triode

1910

Lieben, Reiss, Strauss

Dichtegesteuerte Verstärkerröhre

1913

Langmuir

Raumladungsgitter, Doppelgitterröhre, Patent auf hochevakuierte Röhren

1915

Schottky

Schirmgitter-Tetrode

1919

Barkhausen, Schottky

Röhrengleichung Röhrentheorie

1923

Loewe

Mehrfachröhre

1926

Jobst, Tellegen

Bremsgitter-Pentode

 

Raster style='margin-top:0cm;margin-right:0cm;margin-bottom:9.0pt; margin-left:0cm;background:silver;mso-shading:windowtext;mso-pattern:solid silver'>Aus dem Vorwort eines Buches zur Elektrotechnik von Barkhausen aus den fünfziger Jahren:
Die Entwicklungsjahre, die Sturm- und Drang-Periode der Elektronenröhren, in der fast jeder Tag interessante Entdeckungen, geistreiche Erfindungen oder neue technische Anwendungen brachte, ist vorüber. Die eigentliche Entwicklung der Elektronenröhre ist abgeschlossen.

 

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