Válvulas (ALM397)

A válvula termiônica ou simplesmente válvula tem algumas desvantagens importantes quando comparadas aos componentes equivalentes mais modernos que são os transistores.

Ela é muito maior, trabalha quente e precisa de tensões muito elevadas para funcionar. No entanto, convenientemente usada ela pode fazer as mesmas coisas que os transistores e na verdade, faz isso, muitos anos antes de existir o próprio transistor.

A válvula foi inventada muito antes do transistor.

A válvula diodo (de dois elementos) foi quem deu início a tudo. Ela foi inventada por Fleming em 1904, sendo seguida pela válvula triodo (de três elementos) que é o equivalente mais próximo do transistor, que foi inventada em 1906 por Lee de Forest.

 

A Válvula Diodo

Se num tubo de vidro fizermos o vácuo, ou seja, retirarmos todo o ar, e colocarmos um filamento de tungstênio que possa ser aquecido pela passam de uma corrente, notaremos um fenômeno interessante.

Em torno do filamento, quando ele é aquecido forma-se uma espécie de "nuvem" de elétrons que tecnicamente é denominada "carga espacial", conforme mostra a figura 1.

 


 

 

 

O que ocorre é que o aquecimento provoca uma agitação térmica das partículas que formam o filamento e que acaba por liberar elétrons dos átomos.

Se no interior desta mesma válvula acrescentarmos um elemento metálico a mais, denominado anodo ou placa, e ligarmos este elemento ou eletrodo a uma fonte de tensão positiva, carregando-o com essa carga, ele atrairá os elétrons estabelecendo assim um fluxo de elétrons, ou seja, uma corrente, conforme mostra a figura 2.

 


 

 

Observe, entretanto, que se a placa for negativa o fluxo não ocorre, pois os elétrons são repelidos. Isso significa que a corrente tem um sentido único neste dispositivo: os elétrons só podem fluir do filamento para a placa.

Essa válvula tem as mesmas propriedades dos conhecidos diodos semicondutores, ou seja, conduz a corrente num único sentido sendo, por este motivo, denominada "válvula diodo".

Posteriormente foi feito um aperfeiçoamento nesta estrutura: em lugar de usar o filamento para emitir as cargas o que é denominado "aquecimento direto", foi agregado um novo eletrodo envolvendo o filamento.

Este elemento em forma de tudo é denominado catodo e aparece nas válvulas "de aquecimento indireto", conforme mostra a figura 3.

 


 

 

Essas válvulas diodo de aquecimento direto e indireto podem ser usadas nas mesmas aplicações que os diodos comuns, ou seja, na detecção e retificação e tem seus símbolos mostrados na figura 4.

 


 

 

Observe que temos o símbolo de uma válvula dupla, ou seja, um duplo diodo que tem um catodo comum e um anodo.

Este tipo de válvula é comumente encontrada na fonte de muitos rádios antigos e mesmo televisores dos anos 1940 a 1950.

Uma diferença muito importante das válvulas em relação aos transistores e diodos semicondutores é que as válvulas precisam de tensões mais altas para funcionar e, além disso, uma fonte adicional para aquecer os filamentos.

Para os filamentos é comum encontrarmos tensões de 1,5 a 12 V e para a operação em si, ou seja, polarizar o anodo as tensões podem ficar na faixa dos 80 aos 600 volts tipicamente.

Por outro lado, com uma tensão elevada no anodo, as correntes que fluem entre este elemento e o catodo são relativamente baixas variando entre 10 mA e 500 mA. Se o leitor tiver algum rádio antigo em sua casa pode encontrar válvulas diodos como a 35W4, 6X4 ou 5Y3.

Veja que nas válvulas de nomenclatura americana, como as exemplificadas acima, o primeiro número indica a tensão de filamento: 35, 6 e 5 V.

 

As Válvulas Triodo

Lee de Forest descobriu um fato interessante ao pesquisar o funcionamento das válvulas.

Se entre a placa e o catodo fosse colocada uma tela de metal, uma tensão aplicada nesta tela poderia servir para controlar o fluxo de cargas no interior da válvula.

Bastava carregar a "tela", denominada "grade" com tensões apropriadas para se ter um controle total da corrente circulante entre o anodo e o catodo. Estava criada a válvula triodo cuja estrutura interna e símbolo são mostrado na figura 5.

 


 

 

Na figura 6 mostramos como o controle das cargas pode ser feito: uma tensão negativa bloqueia o fluxo de cargas e uma tensão positiva deixa os elétrons passarem para o anodo, havendo assim uma corrente.

 


 

 

Se um sinal, por exemplo, a corrente que venha de um microfone, for aplicada à grade de uma válvula, a variação da tensão na grade provocará uma variação da corrente que atravessa o dispositivo para a placa ou anodo.

Esta corrente tem a mesma forma de onda do sinal aplicado, mas está amplificada. Isso significa que a válvula pode funcionar como um excelente amplificador para sinais elétricos, conforme mostra a figura 7.

 


 

 

 

Outros Tipos de Válvulas

Com o tempo, visando melhorar o desempenho da válvula, foram acrescentados outros elementos internos.

Assim, temos a válvula tetrodo (com duas grades), pentodo (com três grades), conforme mostra a figura 8.

 


 

 

Numa válvula pentodo, conforme mostra a figura 9, podemos usar uma grade num circuito de realimentação para fazê-la oscilar num transmissor e segunda grade para aplicar o sinal modulador.

A terceira grade será usada como um "supressor" melhorando seu desempenho.

 


 

 

 

Temas Abordados

* Válvula diodo

* Diodo termiônico

* Válvula termiônica

* Válvula triodo

* Válvula pentodo

* Nuvem eletrônica

 

Ver Também:

* Lee De Forest

* Edison

* Fleming

 

 

 


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