معلومات

صمام تذبذب Fleming أو الصمام الثنائي

صمام تذبذب Fleming أو الصمام الثنائي

يعود الفضل في اختراع أول صمام ثنائي إلى أمبروز فليمنج ، الذي انضم في عام 1884 إلى جامعة كوليدج لندن حيث شغل منصب رئيس التكنولوجيا الكهربائية ، وهو الأول من نوعه في إنجلترا.

عمل فليمنج في البداية على ما يمكن تسميته اليوم بالعلوم الكهربائية ، كما تم تذكر اسمه أيضًا في قاعدة محرك اليد اليسرى لفليمينغ.

قام Fleming أيضًا بعمل رائد في القياسات الكهربائية وحتى يومنا هذا يتم تذكره لهذا الغرض.

تم تعيين المشهد لاختراع صمام الصمام الثنائي

في أواخر القرن التاسع عشر ، كانت ماركوني تختبر تقنية بدون أسلاك كما كانت معروفة في ذلك الوقت. وبينما اعتبر البعض التكنولوجيا اللاسلكية الجديدة ظاهرة مثيرة للاهتمام ، رأى ماركوني فرصة عمل وسعى إلى إيجاد تطبيقات حقيقية لها. كان أحد المجالات الرئيسية هو التواصل مع الشحن حيث لم يكن لديهم أي شكل من أشكال الاتصال خارج خط البصر. نتيجة لذلك ، أراد ماركوني تطوير التكنولوجيا وزيادة المسافة التي يمكن خلالها سماع الإشارات.

أسس ماركوني شركته: "Wireless Telegraph and Signal Company Limited" في بريطانيا في يوليو 1897. أصبح Fleming مستشارًا لماركوني وكان Fleming هو من طور جهاز الإرسال الذي تم استخدامه لأول إرسال عبر المحيط الأطلسي في عام 1901.

في البداية ، ركز فليمنج على معدات الإرسال ، ولكن لاحقًا حول انتباهه إلى تكنولوجيا الاستقبال. كان فليمنغ مدركًا تمامًا للقيود المفروضة على طرق اكتشاف الإشارات اللاسلكية. كانت أدوات التماسك والكاشفات المغناطيسية وأشكال الكاشف الأخرى المتاحة في هذا الوقت غير حساسة للغاية وتتطلب مستويات إشارة كبيرة للعمل. بالإضافة إلى ذلك كانوا غير مستقرين وغير موثوقين للغاية.

نتيجة لذلك ، احتاج فليمنج إلى ابتكار أشكال أفضل لاكتشاف الإشارات.

العمل الأولي

تضمن عمل Fleming الأولي كمقدمة لما أصبح في النهاية صمام التذبذب الخاص به محاولة اكتشاف الإشارات اللاسلكية أو اللاسلكية باستخدام طريقة تقنية يمكنها تشغيل آلية من نوع ما. عانى فليمنغ من تفاقم الصمم ، وبالتالي فإن النظام الذي يستخدم مؤشرًا بصريًا سيكون مفيدًا للغاية.

نتيجة لذلك ، نظر فليمنج إلى استخدام أداة تكشف التيار. كان أكثرها حساسية هو مقياس الجلفانومتر المرآة من d'Arsonval. لاستخدام هذا Fleming يجب أن يكون قادرًا على تصحيح الإشارات أو التذبذبات عالية التردد.

جرب Fleming عدة أشكال من المقومات التي كانت متوفرة في ذلك الوقت ، لكن لم يعمل أي منها. في الوقت الحالي ، كان على هذه الفكرة أن تظل كامنة.

التكنولوجيا الحرارية

وجد Fleming في النهاية الحل لمشكلة تصحيح إشارات التردد اللاسلكي في تقنية المصباح الكهربائي.

مثل إديسون ، كان فليمينغ مفتونًا أيضًا بما سمي بتأثير إديسون. أجرى فليمينغ بعض التجارب حول الفكرة وفي عام 1889 كان لديه بعض المصابيح التي صنعتها له شركة Ediswan في المملكة المتحدة.

باستخدام هذه المصابيح ، أعاد إنتاج تأثير Edison ، على الرغم من أن هذا تم إجراؤه مرة أخرى باستخدام شحنة ثابتة. لم يكن إلا بعد بضع سنوات حتى لاحظ أنه إذا تم تمرير تيار متناوب بتردد يتراوح بين 80 و 100 هرتز عبر المصباح ، فسيتم تمرير نصف الدورة فقط. بعبارة أخرى ، تم تصحيحه لإنتاج تيار مباشر.

في هذا الوقت كان هناك نقص في الفهم حول تشغيل الجهاز مما حال دون إحراز مزيد من التقدم. لكن الوضع تحسن عندما اكتشف السير جوزيف طومسون أن الذرات تتكون من جسيمات أصغر ، أحدها جسيم سالب الشحنة ، وهو الإلكترون. وفقًا لذلك ، تم إدراك أن الإلكترونات هي التي تنبعث من الفتيل الساخن في المصباح ، كما أنها قدمت سبب انجذابها إلى قطب كهربائي بشحنة موجبة.


صمام تذبذب Fleming
Marconi plc - بإذن

في نوفمبر 1904 ، مع وجود أفكار في رأسه حول تطوير طرق أفضل لاكتشاف إشارات الراديو والحاجة إلى تصحيحها ، كان لديه ما أسماه "فكرة مفاجئة سعيدة للغاية" بينما كان يسير على طول شارع غوير في ويست إند في لندن.

تساءل فليمينغ عما إذا كان يمكن استخدام تأثير إديسون لتصحيح ما أسماه "الحركات الضعيفة ذهابا وإيابا للكهرباء من سلك هوائي". أصدر فليمينغ تعليمات لمساعده بإعداد تجربة وبهجة كبيرة تمكنوا بسرعة من إثبات نجاح الفكرة.

كتب فليمنج بكلماته الخاصة:

"ثم وهناك قررت أن أرى ما إذا كانت [المصابيح أو المصابيح الكهربائية] تفي بالغرض. ذهبت إلى الخزانة وأخرجت المصابيح نفسها التي استخدمتها في تحقيقاتي السابقة. ساعدني مساعدي في بناء جهاز تذبذب دائرة بوعائين من برطمانات ليدن ، وإطار خشبي ، وملف تحريضي. ثم صنعنا دائرة أخرى ، أدخلنا فيها أحد المصابيح وجلفانومتر ، وبعد ذلك نضبطه على نفس تردد الدائرة الأولى ".

"كانت الساعة حوالي الخامسة مساءً عندما اكتمل الجهاز. كنت ، بالطبع ، أكثر حرصًا على تجربة التجربة دون مزيد من ضياع الوقت. لقد وضعنا الدائرتين على مسافة ما في المختبر وبدأت التذبذبات في الدائرة الأولية ".

"من دواعي سروري أنني رأيت إبرة الجلفانومتر تشير إلى مرور تيار كهربائي مباشر ثابت ، ووجدت أن لدينا في هذا النوع الغريب من المصباح الكهربائي ، حلاً لمشكلة تصحيح التيارات اللاسلكية عالية التردد."

J A Fleming ، كيف أضع الإلكترونات للعمل في زجاجة راديو ، راديو شعبي ، مارس ١٩٢٣.


صمامات تذبذب Fleming
Marconi plc - بإذن

"صمام التذبذب" من فلمنج

أطلق فليمنج على اختراعه الجديد اسم "صمام التذبذب" لأنه يعمل بطريقة مشابهة لصمام في مضخة تسمح للغاز أو الماء بالتحرك في اتجاه واحد فقط.

على الرغم من أن الأنبوب المفرغ كان لا يزال في مهده ، إلا أنه كان لا يزال يمثل تحسنًا كبيرًا على الكاشفات المتماسكة أو الكاشفات المغناطيسية التي كانت متوفرة في ذلك الوقت.

براءة اختراع صمام التذبذب

سرعان ما حصل فليمنغ على براءة اختراع لفكرة صمام التذبذب الخاص به لأنه من الواضح أنه كان منتشيًا باكتشافه. في تشرين الثاني (نوفمبر) 1904 ، بعد فترة وجيزة من التجربة الناجحة ، شوهد فليمينغ "ينطلق في شارع جاور" في لندن ، غافلاً عن كل من حوله وهو في طريقه لتسجيل براءة الاختراع للفكرة.

تم تسجيل براءة اختراع فليمنج البريطانية في 16 نوفمبر 1904 مع تقديم المواصفات الكاملة في 15 أغسطس 1905. تم منح براءة الاختراع البريطانية في 21 سبتمبر 1905 ، رقم براءة الاختراع 24850 لعام 1904.

كما تقدمت فليمنج بطلب للحصول على براءات اختراع في الولايات المتحدة الأمريكية وكذلك في ألمانيا. كان رقم براءة الاختراع الأمريكية 803 684. ولكن في طلبات براءات الاختراع الخاصة به ، طالب Fleming بالاختراع ، ليس فقط للجهاز ، ولكن أيضًا لتطبيقه على التصحيح دون قيود على التردد. كان هذا الادعاء هو الذي أدى لاحقًا إلى الحكم على براءة الاختراع الأمريكية باطلة ، وفتح المجال للآخرين باستخدام فكرة صمام التذبذب من Fleming والبناء عليها.

تطوير صمام التذبذب

بعد أن قام Fleming باكتشافه الأولي حول صمام التذبذب وتصحيحه لإشارات الراديو ، بدأ في القيام بمزيد من العمل لتمكين مقاضاته داخل أنظمة Marconi اللاسلكية.

كان لديه المزيد من الصمامات التي صنعها Edison و Swan والتي يمكن أن تعمل خيوط السخان الخاصة بها من بطارية 12 فولت.

شرع في رسم منحنياتها المميزة حتى يتمكن من فهم عمليتها بشكل أفضل.

قدم فليمينغ أيضًا ورقة إلى الجمعية الملكية في الثامن من فبراير 1905 ، حيث شرح فيها بالتفصيل تشغيل صمام التذبذب.

أرسل فليمينغ أيضًا خمسة من صمامات التذبذب الخاصة به إلى ماركوني لاستخدامها واختبارها في محطة ماركوني بولدو اللاسلكية في كورنوال. خلال هذه الاختبارات ، وجد أن الصمامات تحتاج إلى الفحص باستخدام شاش نحاسي لمنع "الأجسام المشحونة كهربائيًا" القريبة من تعطيل عملها.

أجرى فليمينغ أيضًا تجارب أخرى باستخدام صمام التذبذب الخاص به. لقد حقق في الخصائص بشكل أكثر شمولاً ونظر أيضًا في كيفية تغيرها عند استخدام خيوط مختلفة. قاده هذا إلى استخدام الصمام في تكوين مختلف ، وتشغيل الصمام في أسفل المنحنى المميز عن طريق ضبط إمكانات الأنود وتركيب الإشارة على هذا التحيز الثابت للتيار المستمر. أدى وضع التشغيل هذا إلى زيادة مستوى حساسية الجهاز.

منافسة صمام التذبذب

على الرغم من ميزته الواضحة على أجهزة الكشف الأخرى ، لم يتم استخدام صمام التذبذب أو الأنبوب المفرغ من Fleming على نطاق واسع. كان صنع الصمامات أو الأنابيب صعبًا ومكلفًا وكانت سخاناتها تستهلك كميات كبيرة من الطاقة وكان يجب توفيرها بواسطة بطاريات باهظة الثمن.

بالإضافة إلى ذلك ، تم اكتشاف بعض الأجهزة الأرخص في عام 1906. تم اكتشاف الأجهزة التي كانت في طليعة أجهزة الكشف عن Whisker من Cat والتي كانت تستخدم في مجموعات الكريستال حتى منتصف العشرينات من القرن الماضي. في الواقع ، تم تقديم براءتي اختراع مختلفتين ، واحدة من قبل فرديناند براون لكاشف بلورات باستخدام بلورات رطبة من أكسيد المنغنيز والأخرى بواسطة H. كانت لهذه الأجهزة العديد من القيود ولكنها كانت أرخص بكثير من صمام التذبذب في Fleming ونتيجة لذلك تم تبنيها بسرعة.


شاهد الفيديو: diode دور الصمامات (قد 2021).