Fleming balbula

Fleming balbulen lehenengo prototipoak, 1904ko urrian eginak.

Fleming balbula komertzial goiztiarrak, 1909.

Fleming balbula, Fleming oszilazio-balbula bezala ere ezagutua, balbula termoioniko edo huts-hodi bat izan zen, John Ambrose Fleming fisikari ingelesak asmatua 1904ean, eta haririk gabeko telegrafia elektromagnetikoan erabilia irrati-hargailu goiztiarrentzat.  Lehenengo huts-hodi praktikoa eta lehenengo diodo termoionikoa izan zen.  Huts-hodi honen helburua korrontea norabide batean eroatea eta kontrako norabidean doan korrontea blokeatzea izan zen. Diodo termoionikoa artezgailu gisa erabili zen geroago —korronte alternoa (AC) korronte zuzen (DC) bihurtzen duen gailu gisa—, hainbat gailu elektronikoren elikatze-iturri gisa, selenio-artezgailuak ordezkatu zuen arte 30eko hamarkada hasieran. 60ko hamarkadan, diodo erdieroaleak ia erabat ordeztu zuen.  Fleming balbula huts-hodi guztien aitzindaria izan zen, eta 50 urtez elektronika menderatu zuen. IEEEk honela deskribatu du: "elektronikaren historiako garapen garrantzitsuenetako bat", eta ingeniaritza elektrikorako IEEE Mugarrien Zerrendan dago^[1].

Funtzionamendua

Fleming balbula eskematikoki, Estatu Batuetako patentetik aterata 803,684.

Balbula beirazko bonbilla huts bat da, bi elektrodo dituena: harizpi formako katodo bat, karbono-begizta bat edo wolfram finezko alanbre bat, garai hartako bonbilletan erabiltzen zenaren antzekoa, eta anodo bat (plaka), metalezko xafla bat. Nahiz eta lehenengo bertsioetan, anodoa katodoaren ondoan jartzen zen metalezko plaka lau bat izan, hurrengo bertsioetan, katodoaren inguruan jartzen zen zilindro metaliko bihurtu zen.  Bertsio batzuetan, kobre lodiko pantaila batek bonbilla inguratzen zuen kanpoko eremu elektrikoen eraginetik babesteko.

Funtzionatzen ari dela, korronte bereizi bat katodoaren harizpitik doa, eta berotu egiten da, metalaren elektroi batzuek energia har dezaten bere atomo gurasoetatik hodiaren hutsera ihes egiteko. Prozesu horri igorpen termoioniko deritzo. Zuzendu beharreko korronte alternoa harizpiaren eta plakaren artean aplikatzen da.  Plakak harizpiarekiko tentsio positiboa duenean, elektroiak erakartzen ditu, eta korronte elektriko bat igarotzen da harizpitik plakara.  Aldiz, plakak harizpiarekiko tentsio negatiboa duenean, elektroiak ez dira plakara erakartzen eta  ez da korronterik sortzen hodian zehar (harizpiak ez bezala, plakak ez du elektroirik igortzen).  Korrontea balbulatik norabide bakarrean pasa daitekeenez, AC bat DC korronte batera zuzentzen du.

Eragiketa sinple hori konplikatua izan zen balbulan hondar-airea zegoelako, hau da, balbula ez zegoen guztiz hustua, Flemingen denborako huts-ponpek ezin baitzuten sortu huts-hodi modernoetan dagoen besteko hutsunea.  Tentsio altuetan, balbula ezegonkor bihurtu eta oszilatzen hasi zitekeen, baina hori ohiko tentsioak baino askoz tentsio handiagoetan gertatu zen.

Historia

Marconi Company-k egindako hargailuak bi Fleming balbula zituen, bat errez gero bestea erabilgarri izateko.

Fleming balbula emisio termoionikoaren lehen aplikazio praktikoa izan zen.  Emisio termoionikoa Frederick Guthriek aurkitu zuen 1873an.  1880an bonbillan egindako lanaren ondorioz, Thomas Edisonek ikusi zuen elektrodo negatiboaren material berotua (geroago elektroiak zirela ikusi zen) hutsean zehar mugitzen eta elektrodo positiboan jasotzen ari zela, eta honi Edison efektua deitu zioten.  Edisonek gailu honen patente bat jaso zuen 1884an, adierazle elektriko baten parte gisa, baina ez zuen erabilera praktikorik aurkitu. Fleming, Londresko University College-ko irakaslea, Edison Electric Light Company-rentzat aholkuaritzan aritu zen 1881etik 1891ra, eta ondoren, Marconi Wireless Telegraph Company-rentzat.

Diodo termoioniko balbulak, Fleming balbulatik deribatuak, 1930etik (ezkerra) 1970era arte (eskuina).

1901ean, Fleming-ek Guglielmo Marconik Atlantikoan zehar joango ziren irrati-uhinen lehen transmisioan erabilitako transmisorea diseinatu zuen. Transmisio hau Poldhutik (Ingalaterra) Signal Hillera, St. John's, Ternua, Kanadara egin zen.  Bi puntuen arteko distantzia 3.500 kilometro ingurukoa zen. Kontaktua, 1901eko abenduaren 12an jakinarazia, aurrerapen zientifiko handi gisa hartu zen une hartan, baina badago baieztapen honi buruzko eszeptizismo pixka bat ere; izan ere, jasotako seinalea, Morse kodearen hiru puntuak, "S" letra, oso ahula izan zen, eta orduko hargailuak zailtasunak izan zituen deskarga estatikoek eragindako atmosferako irrati-zaratatik bereizteko. Horrek, kritikak ausazko zarata izan zitekeela iradokitzera eraman zituen.  Flemingek, ordea, argi zuen transatlantikoko komunikazio fidagarri bat lortzeko hargailu sentikorragoa behar zuela. Honen harira, ikerketa eta saiakuntza batzuk eginez, 1904ko azaroaren 16an, Estatu Batuetako patente bat eskatu zuen, berak izendatu zuen oszilazio-balbularentzat.

Erreferentziak

1. «Milestones:Fleming Valve, 1904» ETHW 2015-12-31 (Noiz kontsultatua: 2023-11-16).

Kanpo estekak