Che cos'è un tubo di scarico?
Un tubo di scarica è un oggetto che contiene una certa disposizione di elettrodi all'interno di una camera a gas. Di solito, questi oggetti sono progettati all'interno di schermature di vetro; tuttavia, alcuni usano metallo ceramico o rivestito in vetro. Operano applicando tensione per avviare il movimento di particelle attraverso i conduttori elettrici. Ciò provoca la ionizzazione del gas all'interno del tubo di scarico. Il risultato finale è l'illuminazione del tubo di scarico del gas.
I tubi di scarica sono celle elettrochimiche, nel senso che generano forza elettromotrice o tensione, nonché la corrente della reazione chimica nel gas. Gli elettroni vengono rilasciati e accettati a ciascuna estremità del tubo, proprio come una batteria. Una scarica differisce da una batteria, tuttavia, in quanto generalmente non agisce come una fonte di energia. Quando gli elettroni lasciano la cellula del gas, è noto come ossidazione. Tuttavia, quando gli elettroni entrano nella cellula, si parla di riduzione.
I tubi di scarica del gas sono considerati catodi rispetto agli anodi, in termini di celle elettrochimiche. Ciò significa che la corrente elettrica fuoriesce dall'elettrodo. La polarità può essere positiva o negativa a seconda del design o della funzione, tuttavia, la maggior parte sono generalmente negativi. I cationi, ioni con più protoni degli elettroni e quindi caricati positivamente, sono attratti dal catodo. Inversamente, gli anioni, gli ioni con più elettroni dei protoni e caricati negativamente, si allontanano. In sostanza, qualsiasi tubo di scarica che produce energia è positivo e qualsiasi cosa che consuma energia è negativa.
Un tubo di scarico del vuoto è noto come catodo caldo. Questo emette elettroni causati dall'emissione termoionica, il flusso di elettroni o ioni causato dal calore. Fondamentalmente, un catodo caldo utilizza un filamento elettrico per emettere gli elettroni. Esempi includono pistole elettroniche, un microscopio elettronico e la maggior parte delle lampade fluorescenti. I catodi freddi, d'altra parte, sono tubi di scarica che non sono riscaldati in modo indipendente, ma ancora in grado di emettere luce, come schermi a cristalli liquidi in televisori e schermi di computer.
Uno degli usi più diffusi di un tubo di scarico del gas è agire come un interruttore elettrico. Ignitron, krytron e thyratron sono gli esempi più comuni di gas utilizzati in questa tecnologia. Questi non sono generalmente utilizzati per amplificare i segnali, come farebbe un normale tubo a vuoto, ma sono progettati per interrompere e deviare una corrente verso un conduttore o un altro.
A causa degli effetti ionizzanti dei tubi di scarica, uno degli usi più comuni per loro è per le luci al neon. Altri dispositivi simili usano lo xeno sotto forma di lampade flash viste nelle telecamere e nelle luci stroboscopiche. Un altro uso comune per il tubo di scarico è nel contatore Geiger.