Hondaさんのエジソン効果の実験

SINCE 2006.5



 愛知県岡崎市のHondaさんは、ふとしたことがきっかけで真空管自体を手作りできないかと考えました。情報収集のために「自作真空管」というキーワ
ードで検索したら当ホームページ(百十番の「自作真空管アンプのホームページ」)が最初にヒットしたということです。掲示板でやりとりさせていただいた
ところ、何とご自身で基礎実験を始められました。



 ご本人と相談の上、貴重な資料(になるかもしれない)のでページに経過をまとめることにしました。(以下ご本人からの報告です)



<真空管は手作りできないものか?>

 最近、真空管は手作りできないものかと真空管の起源や製造法に関するHPを色々探しております。真空管も元は電球から始まっているようなのです
が、電球を改造(プレートとかグリッドとかを付ける)して出来ないものでしょうか?因みに、電球は手作りができるようで、以下の細渕電球株式会社で講
習会もやっているようです。



http://www.hosobuchi-lamp.co.jp/



 で、こちらの会社に手作り真空管はできないものかメールで質問したところ「現在、余力がなく、できておりません。 出来るようになりましたら、ご連絡さ
せていただきます。」とのことでした。まあ、できたとしても、手作りですから性能は製品に及ぶべくもないですが、何となくロマンはありますね。





<最初の問題点>

 「真空管」という名前のとおり管の中を真空にしてやらないと、電子放出しないようですから、そこが問題ですね。そこで、電球に銅テープなんかを貼り
付けて電極(陽極)として使えないかなぁ?・・・などと考えた訳です。まず第一歩として、エジソン効果を確かめる実験からやらないといけないでしょうね。



Q:ところで、この方法で電子はガラスを突き抜けて外へ飛び出すんでしょうか?



と、考えていただけでは解答は出てこないので、実験開始です。





<エジソン効果の実験報告@>

 最終的にしてみたいのは、細渕電球さんの自作電球を応用した自作3極真空管です。ですが、まあ取りあえず身近な部品を使って基礎実験から始め
ようということです。まず、フレミングバルブの代用となる電球探しです。基本的に、2本の電極が電球内にあるランプはということで、ホームセンターで探
しましたが、100v球では見つかりませんでした。似たようなものはグローランプですが、直感的にこれはNGかなあ?・・・で却下です!



 もともと真空管の始まりは直熱管な訳ですから、DC電源が使えるランプ?・・・ということで、思いついたのが自動車のランプです。近くのカーショップで
テールランプ用21W/5Wを見つけました。(2個一パッケージで¥700くらい)都合の良いことに、このランプは21wと5Wの電極がそれぞれ独立して
おり、5Wはヒーター/カソード、21Wはプレートとして使えます。2極真空管の代用として、自動車用の21W/5Wランプを使用しました。・・・2極直熱
管です。5W巻線側をヒーター/カソードとして使います。12Vで0.4A程度流れます。21W巻線側をプレートとして使います。







 結線ですが、

@5W巻線の端子にヒーター電圧源の(+)と(−)を接続します。(接続極性はどっちでも可)

Aヒーター/カソードの−側にプレート電圧源の(−)を接続します。

Bプレート電圧源の(+)に50μA電流計の(−)を接続し、電流計の(+)に21W巻線端子を接続します。(21W巻線端子はどちらか1端子のみに接
続)



 いよいよ、電圧を供給します。

Dヒーター(5W巻線)の明るさを確認しながら徐々に電圧を12Vまでかけていきます。 当然ですがちゃんと明るく光ります。

Eプレート電圧を徐々にかけていきます。・・・15Vあたりから電流が流れ始め、40Vで4μA流れました。(これ以上は電源がないため上げれませんでし
た。)

Fヒーター電圧を変化させましたが、12Vよりも上でも下でもプレート電流は減少しました。・・・これは、もともと巻線の定格が12Vなため、この電圧を外
れるとうまく光らない。即ち、熱電子放出量も減ることを意味します。



 プレート電圧をもっと高く、普通の真空管のように250V程度かけられれば、プレート電流ももっと増えるかも?

240V÷12V=20倍 → 4μA×20=80μA(けど単純に、電圧倍にはならないかも?)



 たった、これだけの実験ですが、エジソン効果を確かめて久々に感動しました。



 次の日、ヒーター電圧=11v、プレート電圧=300V程度にて実験してみましたと ころ、プレート電流が50μA近く流れることが判りました。なお、電流
計が50μAのため、ヒーター電圧は12vまでかかれませんでした。(メーターが振り切れましたため)プレート電圧が250V程度ならば、12vかけられる
かもしれませんが。



<今後の計画>

 一応、エジソン効果は確認できましたが、何せプレート電流は50μAです。

  step1の目標は、直熱2極管ですが、真空管として機能させるには、プレート電流はどの位流せれば良いか?分りません。

  その2は、トラック用24v電球を使って同じ実験をしてみるつもりです。

  その3は、プレート電圧を通常の真空管のように250Vくらいまでにして、プレート電流がどの位にまで流れるか?

  その4は、このバルブで検波(整流)作用ができるかです。・・・たぶん、可能かな?

  その5は、このバルブを使った直熱2極管ラジオの作成です。



 たぶん、電球を使った実験ではここまでが限界かなあ?・・・と思います。夢は直熱3極管の作成ですが、電球ではさすがにチョッと無理でしょうね。因
みに、以下のHPにそれらしい初期のラジオが載っています。



http://www.d3.dion.ne.jp/~t_uchita/koukoku/1904/flemingdiode.htm










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