Válvula termiônica

Predefinição:Info/Componente eletrônico Válvula termiônica ^{(português brasileiro)} ou válvula termiónica ^{(português europeu)}, também chamada por vezes de tubo de vácuo é um dispositivo eletrônico formado por um invólucro de vidro de alto vácuo chamada ampola contendo vários elementos metálicos. Já as válvulas do tipo Tiratron, para aplicações de alta potência, são preenchidas com gás.

Constituição interna

Os elementos metálicos internos são, o filamento, cuja função é o aquecimento do cátodo para a emissão de elétrons, o cátodo, emissor de elétrons, a placa, ou ânodo, receptor de elétrons, a grade de controle, que, dependendo de sua polarização, aumenta ou diminui o fluxo eletrônico do cátodo ao ânodo, além de outras grades que podem formar as válvulas tríodos, pentodos, etc.

Diodos

Diagrama simplificado de uma válvula diodo.

Díodos termiônicos, são válvulas eletrônicas de construção mais simplificada, inicialmente construídos por Thomas Alva Edison antes da invenção da lâmpada incandescente.

O díodo é formado mecanicamente de um filamento, cuja função é aquecer ao cátodo, acelerando desta forma os elétrons em direção ao ânodo, ou placa, que consiste num invólucro metálico que veste ao cátodo e filamento.

Funcionamento

Válvula tríodo utilizada em 1906.

O funcionamento do diodo termiônico é bem simples, ao ligarmos uma bateria e um miliamperímetro em série, sendo o polo positivo à placa e o polo negativo ao cátodo, este sendo aquecido a determinada temperatura e a partir de uma certa tensão elétrica aplicada ao sistema, começará fluir uma corrente elétrica constante entre cátodo e placa (ânodo), não importando a oscilação da tensão, a intensidade de corrente será sempre a mesma, a este fenômeno se deu o nome de Efeito Édison.

Pulsos eletromagnéticos intensos, gerados pela explosão de bombas nucleares em elevadas altitudes, podem danificar aparelhos eletrônicos. As válvulas, assim como lâmpadas incandescentes e rádios com antenas internas, possuem relativa imunidade a tais pulsos. O sistema de comunicações das forças militares do Pacto de Varsóvia utilizaram equipamentos valvulados até fins dos anos 1980, provavelmente como forma de prevenir a danos causados por pulsos eletromagnéticos.

Princípio do efeito Edison

Qualquer que seja a polaridade na placa, sempre haverá Efeito Édison, pois os elétrons saltam para o espaço que rodeia ao cátodo formando uma nuvem em grande agitação. A esta nuvem se dá o nome de nuvem eletrônica, que é uma carga espacial negativa que rechaçará constantemente os elétrons para o cátodo e para trás à medida que são emitidos. Este fenômeno é tão efetivo que nenhum dos elétrons atinge a placa, qualquer que seja a tensão elétrica aplicada, para a placa estando negativa.

Polarização

Ao polarizarmos tensão positiva à placa, os elétrons de carga espacial são atraídos, portanto o fluxo de corrente será baixo.

Aumentando a tensão de placa, estando a temperatura de cátodo constante, será atraído maior número de elétrons para a placa e quase não haverá retorno ao cátodo. Haverá um momento neste aumento de tensão em que o diodo atingirá o ponto de saturação, onde todos os elétrons serão absorvidos.

O diodo termiônico só deixa passar a corrente elétrica num sentido, funcionando como retificador.

Válvulas para diversas aplicações.

Válvulas de potência

Válvula tiratron modelo 885 da RCA.

Atualmente ainda são fabricadas válvulas de potência para radiofrequência. Este tipo de válvula termiônica é utilizada em amplificadores de radiofrequência e em transmissores de menos de um kilowatt até muitos kilowatt.

Estas válvulas são de construção moderna e aliam alta potência à robustez mecânica. A placa ou ânodo deste tipo de dispositivo é fabricada com grafite ou metais sinterizados. Isto se deve para suportar altas temperaturas e altas dissipações térmicas.

Algumas válvulas de alta potência possuem em suas composições ligas que contém alguns tipos de materiais cerâmicos e metálicos.

Além da utilização em emissoras de radiodifusão e televisão, algumas espécies de válvulas de potência ainda fabricadas são utilizadas em equipamentos de eletromedicina, como bisturís eletrônicos e equipamentos de diatermia para tratamento fisioterápico.

Muitos não sabem, mas os fornos de microondas possuem uma válvula de alta potência chamada Magnetron. Essa válvula é a responsável pelo sinal de radiofrequência que esquentam os alimentos.

Uso de válvulas em alta fidelidade

Atualmente se empregam válvulas para uso em aparelhos de som de alta fidelidade, que também são conhecidos como hi-fi. Esses aparelhos possuem uma excelente qualidade de reprodução sonora, tida como melhor que os transistorizados.

Uso de válvulas em amplificadores e modificadores para instrumentos musicais

Válvula de potência ainda fabricada.

Desde a criação dos amplificadores transistorizados até os dias atuais existe um conjunto de audiófilos que consideram o som de amplificadores valvulados como superiores em qualidade sonora. Esses audiófilos frequentemente consideram o "som do transistor" como bastante artificial e áspero para a maioria das aplicações em instrumentos musicais, especialmente a guitarra elétrica.

Nunca se deixou de se empregar válvulas para uso em amplificadores para guitarras elétricas, que possuem um som mais aveludado e macio, mesmo com altas taxas de distorção. A distorção harmônica introduzida por circuitos valvulados é de ordem quadrática, guardando semelhanças com amplificadores do tipo MOSFET baseados em transístores. Os amplificadores valvulados, contudo, possuem um grande e pesado transformador causador de impedância na saída; um dos motivos para que o som valvulado pareça mais agradável nos ouvidos de audiófilos talvez possa ser explicado pelos princípios do som valvulado que consiste em um amplificador de tensão elétrica (o som transistorizado é um amplificador de corrente elétrica) e pelo fato da própria natureza da presença do transformador de casamento de impedância, cujo núcleo de liga de ferro-silício acaba por tornar mais suaves os sons de alta frequência devido às perdas de potência devidas ao ciclo de histerese.

O fascínio pelos valvulados sempre existiu, mas a partir da segunda metade da década de 1990 vemos um renascimento no interesse por esses aparelhos. Atualmente, todos os grandes fabricantes de amplificadores para guitarra elétrica têm modelos valvulados, há uma infinidade de artesãos que os constroem sob encomenda e mesmo músicos com algum tino para eletrônica se arriscam a montar seus próprios 'amps'.

Imagens

Dispositivos valvulados:
Radar:	Televisão:	Pré-amplificador:	Computador:	Rádio:
Wurzburg (Alemanha, 1940).	Magneti Marelli RV 175 (Itália, 1938).	Luxman CL-32 (Japão).	Colossus (Reino Unido, 1943). Réplica do modelo Mark II, de 1944.	Aparelho da Zenith Electronics (EUA, c. 1937), característico da Era de Ouro do Rádio.

Ligações externas

• «Válvulas termoiônicas I - Princípios básicos» (em português) 
• «Lendas e Crenças sobre o timbre vintage» (em português) 
• «A Válvula e seus inventores» (em português) 
• «Válvulas Eletrônicas» (em português) 
• «Amperesautomation» (em português) 
• «Electronica-pt» (em português) 
• «Relação de Válvulas e suas características» (em English) 
• «Datasheets de válvulas termiônicas» (em English) 
• «The Fender Amp Field Guide - Esquemáticos de amplificadores valvulados Fender» (em English) 
• «Guitar Tube - Esquemas de amps valvulados para guitarra» (em English) 
• «AX84 - Comunidade de construtores amadores de amps a válvula (com projetos fáceis)» (em English) 
• «Como trabalham as válvulas» (em English) 
• «Amplficador valvulado para guitarra» (em English) 
• «Fabricação manual de uma válvula triodo (Flash Video)» (em français)