Tubo de Rayos Catódicos
El Tubo de Rayos Catódicos (TRC) es el dispositivo mediante el cual el
osciloscopio muestra la señal. Todas sus entradas son eléctricas, mientras que
su salida es una representación gráfica de la señal de entrada. Está constituido
por el tubo al vacío, cañón electrónico, sistema de deflexión, sistema
acelerador, postdeflexión, pantalla y gratícula.
Partes internas de un TRC
Tubo al Vacio
Su principio de funcionamiento se basa en el efecto
termoiónico el cual dice que la acción del calor hace que los electrones de la
capa externa de los átomos de un conductor, puedan adquirir suficiente energía
cinética que les permite escapar del metal. Por tanto el metal queda cargado
positivamente y atrae algunos de los electrones que habían salido.
Efecto Termoiónico
Colocando una diferencia de potencial entre el conductor
calentado (llamado cátodo) y otro conductor (llamado ánodo), se
logra que circule corriente a través del circuito. Es decir, que los electrones
que libera el cátodo por acción del calor, al verse afectados por el campo
eléctrico producido, lleguen hasta el ánodo formando un caudal de electrones
entre cátodo y ánodo. A este sistema se debe agregar un encapsulamiento de
vidrio sin aire (al vacío), debido a que el aire contiene oxigeno y puede
generar combustión haciendo que el filamento se queme.
Cañón Electrónico
En el cañón electrónico se forma un haz de electrones.
La entrada al cañón electrónico es el caudal de electrones provenientes del
cátodo.
Tubo de Rayos Catódicos
La aceleración de los electrones es producida por
el campo eléctrico presente a lo largo del eje del TRC. Este campo es producido
por la diferencia de potencial entre el cátodo y los ánodos de preaceleración y
aceleración. El valor de esta diferencia de potencial puede estar alrededor de
los 2 kV.
Haz de electrones en un TRC
La intensidad del haz de electrones está controlada por el voltaje entre el
cátodo y la rejilla de control. Si ningún electrón puede pasar por la rejilla se
dice que el tubo está en corte.
Intensidad
El voltaje entre la rejilla y el ánodo de preaceleración,
que puede ser de cientos de voltios, produce un campo electrostático que acelera
los electrones que logran salir de la rejilla. Este voltaje también actúa
como un primer enfoque ya que los electrones que salen de la rejilla divergen en
su camino hasta el ánodo de preaceleración. La combinación de los ánodos
de preaceleración, de enfoque y de aceleración, actúa como una lente convergente
sobre los electrones. Para que esto ocurra el ánodo del centro (ánodo de
enfoque) debe estar a un potencial más bajo que los otros dos, los cuales se
encuentran al mismo potencial.
El sistema de deflexión consiste en dos pares de placas ubicadas
ortogonalmente (placas de deflexión vertical y horizontal) las cuales se hacen
coincidir los ejes X e Y de la pantalla. Cuando entre un par de placas
existe una diferencia de potencial, se crea un campo electrostático, el cual
hace que los electrones que pasen entre ellas se deflecten en dirección de la
placa cargada positivamente. El eje del TRC corresponde al eje Z y los
ejes cartesianos de la pantalla son los correspondientes ejes X e Y de deflexión
del haz de electrones.
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