لامپ خلا  وسیله‌ای است که حرکت الکترون ها را در محیط نزدیک به خلاء تشدید می‌کند یا تغییر می‌دهد یا سیگنال الکترونیک در حرکت الکترون‌ها بوجود می‌آورد.

به زبان ساده لامپ خلاء، وسیله ای است که جریان الکتریکی را کنترل (تقویت یا کاهش) می کند.معایب لامپ های خلاء،اندازه بزرگ آن ها و عد م اطمینان و گرمای زیادی است که هیتر یا فیلمن داخل آن ایجاد میکند.

لامپ‌های خلاء در پیدایش فناوری الکترونیک که باعث تجارتی شدن رادیو،تلوزیون،رادار، دستگاه‌های تقویت صوت، شبکه‌های بزرگ تلفنی، گونه‌های مدرن کامپیوترهای دیجیتالی و پردازشگرهای صنعتی شد نقش مهمی داشتند. در بسیاری از کاربردها، عناصر حالت جامد مانند ترانزیستور و عناصر نیمه‌هادی دیگر، جایگزین لامپ‌های خلأ شده‌اند.لامپ های خلاء در دو حالت دیود و ترایود هستند.ترایود ها در واقع لامپ خلاءی هستند که یک اتصال الکتریکی که گاهی به صورت یک مشبکه فلزی است با ورودی دلخواه به آن وارد می شود.اگر به این اتصال قطب منفی وصل شود جریان را کاهش و اگر قطب مثبت متصل شود جریان الکتریکی افزایش میابد و بدین صورت جریان الکتریکی کنترل می شود.لامپ خلاء درکامپیوترهای اولیه به عنوان سویچ استفاده می شد به این معنی که ماژول یا بخشی را روشن و خاموش می کرد.

تاریخچه تشکیل و نحوه عملکرد لامپ خلاء

در ابتدا بر میگردیم به سال ۱۹۰۴ میلادی . جان آمبورز فلمینگ اول،  دانشمند بریتانیایی (برای بهبود دریافت سیگنالهای بیسیم تحقیق می کرد) بود که وسیله خود را که مبدل جریان متناوب به مستقیم بود را نمایش گذاشت . نحوه کار دیود فلیمینگ بر اساس اثری بود که توماس ادیسون در سال ۱۸۸۰ میلادی آن را کشف کرده بود” (اثر ادیسون ، گرایش ذرات سیاه برای سیاه کردن سطح داخلی لامپ حبابی در نتیجه ی عبور جریان در یک جهت )” ولی این اثر در آن زمان کاربرد چندانی نداشت . این دیود اصولا شامل یک لامپ برق و الکتریکی با نور سیمابی ( نوری که از گداخته شدن تابش میشود ) و یک الکترود اضافی  (که به آن آند می گویند) در آن تشکیل شده بود . هنگامی که فیلامان لامپ داغ میشد باعث می شد که الکترونن ها روی سطح آن آزادانه شروع به حرکت کنند به گونه ای که بتوانند از آن خارج شوند . در این حالت الکترود دارای بار مثبت تری نسبت فیلامان بود از طرفی هم دمای کمتری نسبت به فیلامان داشت همین عوامل باعث میشد که الکنرون های متحرک فقط یه طرف آند (الکترود) حرکت کنند  و این باعث بوجود آمدن جریان الکتریکی در داخل لامپ می شد . در نتیجه یک سیگنال متناوب میتواند به یک سیگنال مستقیم تبدیل شود  . دیود فلیمینگ برای اولین بار به عنوان آشکار ساز سیگنال های ضعیف تلگراف بیسیم مورد استفاده قرار گرفت.
فلمینگ سیستم گیرنده ی رادیویی را با لامپ حبابی که دارای دو الکترود بود مجهز کرد ، در نتیجه ی این اصلاح لامپ حبابی ، الکترونها از کاتود به آند جریان پیدا می کردند . به محض اینکه جریان از الکترود منفی به الکترود مثبت در داخل حباب جاری می شد،نوسان سیگنال ورودی در جهت جریان قابل آشکار شدن یکسو می گردید .  بعد ها  از آن به عنوان مبدل جریان متناوب به مستقیم در منبع تغذیه ورودی تجهیزات الکترونیکی مورد استفاده قرار گرفت .
گام بعدی که در این زمینه برداشته شد اختراع یک آمریکایی با نام Lee De Forest بود این اختراع او یک نو آوری بود که در لامپ خلاء فلمینپ انجام داد. این نو آوری اضافه کردن الکترود سوم بود . این الکترود شبکه ای از سیمهای کوچک بود که که کاتود را احاطه کرده بودند . پتانسیل منفی این الکترود ، جریان الکترود ها را از کاتود به آنود کنترل می کرد ، با کاهش پتانسیل منفی الکترود میزان جاری شدن الکترون ها از داخل حباب افزایش می یافت به ان ترتیب یک تقویت کننده جریان ساخته شد.

پس از آن لامپ های تریود به معنای سه قطبی ساخته شد که به عنوان تقویت کننده و یا نوسان ساز در مدارهای الکترونیکی به کار می رفت. از این لامپ ها برای کنترل جریان الکترون ها استفاده می شود. ساختمان آنها مانند لامپ دو قطبی است با این تفاوت که یک شبکه فلزی بین کاتد وآند قرار گرفته است.
اگر این شبکه هیچ ولتاژی نداشته باشد، لامپ درست مانند لامپ دو قطبی عمل می کند، یعنی الکترون ها از کاتد خارج و به آند انتقال می یابند. ولی اگر به شبکه فلزی کمی بار منفی داده شود، الکترون هایی که از کاتد خارج می شوند به وسیله شبکه دفع خواهند شد. به این ترتیب تعداد الکترون هایی که به آند می رسد، کاهش خواهد یافت. بنابراین جریان الکتریکی مدار نیز کاهش می یابد. از آنجا که شبکه خیلی به کاتد نزدیک است، می تواند تاثیر زیادی بر روی الکترون ها داشته باشد. در واقع بار منفی کوچکی که به شبکه داده می شود، می تواند الکترون هایی را که بین کاتد و آند

جریان دارند را به میزان زیادی کنترل کند.اگر کمی بار مثبت به شبکه فلزی داده شود، درست عکس حالت قبل، شبکه کمک می کند که آند الکترون های بیشتری را جذب کند. بنابراین جریان الکترون ها از کاتد به آند افزایش می یابد. اگر بار مثبت شبکه کمی افزایش یابد، جریان الکترون ها از کاتد به آند به مقدار بسیار زیادی افزایش خواهد یافت. می بینید که وقتی شبکه را تغییر می دهیم جریان به مقدار زیادی تغییر می کند.
بنابراین اگر بار مثبت شبکه را کمی بیشتر کنیم جریان چندین بار بزرگ می شود. پس از لامپ سه قطبی می توان برای تقویت جریان های ضعیف استفاده کرد. مثلا میکروفن مطابق ارتعاشات صدا، نوساناتی در جریان الکتریکی تولید می کند. حال اگر این نوسانات به شبکه یک لامپ سه قطبی منتقل شود، در این صورت جریان به مقدار زیادی تقویت می شود. این جریان را می توان به وسیله سیم های الکتریکی به مناطق دور دست ارسال کرد.
اگر آند یک لامپ سه قطبی به شبکه لامپ سه قطبی دیگری متصل شود، جریان خیلی بیشتر تقویت خواهد شد. امواجی که از طریق آنتن رادیو دریافت می شوند، خیلی کوچک اند به گونه ای که نمی توان آنها را شنید. پس برای این که قادر به شنیدن برنامه های رادیویی شویم، این امواج باید در چند مرحله تقویت شوند، این کار به وسیله لامپ های سه قطبی انجام می گیرد.

این متن به سفارش وبسایت پارسیان الکتریک لاله زاربخش مقالات برق و الکتریک والکتریک گرد آوری شده است.شمارگان50

گردآوری وتدوین خانم همتی