Qu'est-ce qu'un tube à décharge?
Un tube à décharge est un objet contenant un certain agencement d'électrodes dans une chambre à gaz. Habituellement, ces objets sont conçus dans un écran de verre; cependant, certains utilisent de la céramique ou du métal doublé de verre. Ils fonctionnent en appliquant une tension pour démarrer le mouvement des particules à travers les conducteurs électriques. Cela provoque l'ionisation du gaz dans le tube à décharge. Le résultat final est l’éclairage du tube à décharge de gaz.
Les tubes à décharge sont des cellules électrochimiques, ce qui signifie qu’elles génèrent une force électromotrice, ou tension, ainsi que le courant provenant de la réaction chimique dans le gaz. Les électrons sont libérés et acceptés à chaque extrémité du tube, un peu comme une batterie. Cependant, une décharge diffère d'une batterie en ce qu'elle ne fonctionne généralement pas comme une source d'énergie. Lorsque des électrons quittent la cellule du gaz, on parle d'oxydation. Cependant, lorsque les électrons entrent dans la cellule, on parle de réduction.
Les tubes à décharge gazeuse sont considérés comme des cathodes par opposition aux anodes, en termes de cellules électrochimiques. Cela signifie que le courant électrique sort de l'électrode. La polarité peut être positive ou négative en fonction de la conception ou de la fonction, mais la plupart sont généralement négatives. Les cations, les ions avec plus de protons que d'électrons et donc chargés positivement, sont attirés par la cathode. Inversement, les anions, les ions avec plus d'électrons que de protons et chargés négativement, s'éloignent. Essentiellement, tout tube à décharge qui produit de l’énergie est positif et celui qui consomme de l’énergie est négatif.
Un tube à décharge sous vide est appelé cathode chaude. Cela émet des électrons causés par une émission thermoionique, le flux d'électrons ou d'ions provoqué par la chaleur. Fondamentalement, une cathode chaude utilise un filament électrique pour émettre les électrons. Les exemples incluent les canons à électrons, un microscope électronique et la plupart des lampes fluorescentes. Les cathodes froides, en revanche, sont des tubes à décharge qui ne sont pas chauffés de manière indépendante, mais qui sont toujours capables d'émettre de la lumière, tels que les affichages à cristaux liquides dans les téléviseurs et les écrans d'ordinateur.
L'une des utilisations les plus courantes d'un tube à décharge de gaz est son rôle d'interrupteur électrique. Ignitron, le krytron et le thyratron sont les exemples les plus courants de gaz utilisés dans cette technologie. Celles-ci ne sont généralement pas utilisées pour amplifier les signaux, comme le ferait un tube à vide normal, mais sont conçues pour interrompre et dévier un courant vers un conducteur ou un autre.
En raison des effets ionisants des tubes à décharge, l’une des utilisations les plus courantes est le néon. D'autres dispositifs similaires utilisent le xénon sous la forme de lampes flash vues dans les appareils photo et les lumières stroboscopiques. Une autre utilisation courante du tube à décharge est le compteur Geiger.