Qu'est-ce que la cathode chaude?
Une cathode est l'électrode d'un dispositif électrique dans lequel le courant électrique s'écoule de l'appareil.Une cathode chaude peut être une cathode chauffée directement ou indirectement.Le filament de la cathode est la source des électrons dans le cas d'une cathode directement chauffée.Le filament est isolé électriquement de la cathode dans le cas d'une cathode chauffée indirectement.Une cathode chaude émet plus d'électrons qu'une cathode froide avec la même surface.
La première cathodes chaudes a utilisé un chauffage direct.Ils étaient en tungstène pur et chauffés à l'inlandescence blanche.Les filaments ultérieurs ont été recouverts d'un matériau qui émet des électrons plus facilement que le tungstène, ce qui réduit la température de fonctionnement d'une cathode chaude.D'autres améliorations des cathodes chaudes qui utilisent un chauffage indirect comprennent les filaments fabriqués à partir de tungstène fritté, d'alliages de thorium-tungstène et de tantale.Certaines cathodes chaudes ont également une forme de miroirs paraboliques.
Les cathodes chaudes qui utilisent un chauffage indirect ont un avantage lors de l'utilisation du courant alternatif, car cette configuration produit moins de bourdonnement qu'une cathode qui utilise un chauffage direct.Le filament d'une cathode chaude qui utilise le chauffage indirect est communément appelé le radiateur.Le radiateur est généralement en tungstène et entouré d'un tube en nickel.
Un revêtement d'oxyde sur le filament d'une cathode chaude peut réduire la température de fonctionnement du filament.Le premier choix était l'oxyde de baryum pur, et les formulations ultérieures ont utilisé un mélange d'oxyde de baryum, d'oxyde de calcium et d'oxyde de strontium.Les cathodes chaudes recouvertes de ces composés ont une température de fonctionnement maximale de 1 832 degrés Fahrenheit (1 000 degrés Celsius).Ils sont soumis à une dégradation rapide dans des conditions de haute tension, et ils sont le plus souvent utilisés dans des tubes à vide à basse puissance.
Les cathodes chaudes qui doivent gérer un courant élevé ont généralement des revêtements d'hexaborides tels que l'hexaborure de cérium (CEB6) ou l'hexaboride de lanthanum (LAB6).Les autres types d'hexaborures couramment utilisés pour enrober les cathodes chaudes comprennent l'hexaborure de baryum, l'hexaborure de calcium et l'hexaborure de strontium.Ces types de cathodes chaudes brûlent plus brillamment et ont des durées de vie plus longues que les cathodes chaudes en tungstène, mais elles sont également plus chères.
Les filaments qui contiennent une petite quantité de thorium sont une autre option pour les cathodes chaudes.Le filament est chauffé en incandescence blanche dans une atmosphère contenant des hydrocarbures, ce qui fait migrer le thorium vers la surface du filament.Les filaments thoriés peuvent gérer une haute tension et avoir une longue durée de vie.L'inconvénient principal des filaments thoriés est que le thorium est radioactif.Les alternatives au thorium dans les filaments de cathode chaude comprennent le cérium, le lanthane, le yttrium et le zirconium.