¿Qué es un tubo de descarga?
Un tubo de descarga es un objeto que contiene una cierta disposición de electrodos dentro de una cámara de gas. Por lo general, estos objetos están diseñados dentro de un blindaje de vidrio; sin embargo, algunos usan cerámica o metal revestido de vidrio. Funcionan aplicando voltaje para iniciar el movimiento de partículas a través de los conductores eléctricos. Esto provoca la ionización de gas dentro del tubo de descarga. El resultado final es la iluminación del tubo de descarga de gas.
Los tubos de descarga son células electroquímicas, lo que significa que generan fuerza electromotriz o voltaje, así como también corriente de la reacción química en el gas. Los electrones se liberan y se aceptan en cada extremo del tubo, al igual que una batería. Sin embargo, una descarga difiere de una batería en que generalmente no actúa como una fuente de energía. Cuando los electrones salen de la celda del gas, se conoce como oxidación. Sin embargo, cuando los electrones entran a la célula, se conoce como reducción.
Los tubos de descarga de gas se consideran cátodos en lugar de ánodos, en términos de células electroquímicas. Esto significa que la corriente eléctrica fluye fuera del electrodo. La polaridad puede ser positiva o negativa dependiendo del diseño o la función, sin embargo, la mayoría son generalmente negativas. Los cationes, iones con más protones que electrones y, por lo tanto, cargados positivamente, son atraídos hacia el cátodo. Inversamente, los aniones, iones con más electrones que protones y cargados negativamente, se alejan. Esencialmente, cualquier tubo de descarga que produce energía es positivo y cualquier que consume energía es negativo.
Un tubo de descarga al vacío se conoce como cátodo caliente. Esto emite electrones causados por la emisión termiónica, el flujo de electrones o iones causados por el calor. Básicamente, un cátodo caliente usa un filamento eléctrico para emitir los electrones. Los ejemplos incluyen pistolas de electrones, un microscopio electrónico y la mayoría de las lámparas fluorescentes. Los cátodos fríos, por otro lado, son tubos de descarga que no se calientan de forma independiente, pero que aún pueden emitir luz, como pantallas de cristal líquido en televisores y pantallas de computadora.
Uno de los usos más frecuentes de un tubo de descarga de gas es actuar como un interruptor eléctrico. Ignitron, krytron y thyratron son los ejemplos más comunes de gases utilizados en esta tecnología. Por lo general, no se usan para amplificar señales, como lo haría un tubo de vacío normal, sino que están diseñadas para interrumpir y desviar una corriente a un conductor u otro.
Debido a los efectos ionizantes de los tubos de descarga, uno de los usos más comunes para ellos es para las luces de neón. Otros dispositivos similares usan xenón en forma de lámparas de flash vistas en cámaras y luces estroboscópicas. Otro uso común para el tubo de descarga es en el contador Geiger.