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Un tubo regulador de voltaje ( tubo VR ) es un componente electrónico que se utiliza como regulador en derivación para mantener un voltaje constante a un nivel predeterminado.
Físicamente, estos dispositivos se parecen a los tubos de vacío , pero existen dos diferencias principales:
Eléctricamente, estos dispositivos se parecen a los diodos Zener , con las siguientes diferencias principales:
Cuando se aplica suficiente voltaje a través de los electrodos, el gas se ioniza , formando una descarga luminosa alrededor del electrodo catódico . El tubo VR actúa entonces como un dispositivo de resistencia negativa ; A medida que aumenta la corriente a través del dispositivo, la cantidad de ionización también aumenta, lo que reduce la resistencia del dispositivo a un mayor flujo de corriente. De esta manera, el dispositivo conduce suficiente corriente para mantener el voltaje a través de sus terminales en el valor deseado.
Debido a que el dispositivo conduciría una cantidad casi ilimitada de corriente, debe haber algún medio externo para limitar la corriente. Normalmente, esto lo proporciona una resistencia externa aguas arriba del tubo VR. Luego, el tubo VR conduce cualquier porción de la corriente que no fluye hacia la carga aguas abajo, manteniendo un voltaje aproximadamente constante a través de los electrodos del tubo VR. El voltaje de regulación del tubo VR sólo estaba garantizado cuando se conducía una cantidad de corriente dentro del rango permitido. En particular, si la corriente a través del tubo es demasiado baja para mantener la ionización, el voltaje de salida puede aumentar por encima de la salida nominal, hasta el voltaje de suministro de entrada. Si la corriente a través del tubo es demasiado alta, puede entrar en un modo de descarga de arco donde el voltaje será significativamente menor que el nominal y el tubo puede dañarse.
Algunos tubos reguladores de voltaje contenían pequeñas cantidades de radionucleidos para producir una ionización más fiable. [1]
El tubo Corona VR es una versión de alto voltaje que se llena de hidrógeno a una presión cercana a la atmosférica y está diseñado para voltajes que oscilan entre 400 V y 30 kV a decenas de microamperios. Tiene forma coaxial ; el electrodo cilíndrico exterior es el cátodo y el interior es el ánodo. La estabilidad del voltaje depende de la presión del gas.
Un tubo regulador de voltaje de hidrógeno exitoso, de 1925, fue el tubo Raytheon , que permitía que las radios de la época funcionaran con alimentación de CA en lugar de baterías.
En Estados Unidos, a los tubos VR se les asignaron números de pieza de tubos RETMA . Al carecer de calentador (filamento), los números de pieza del tubo comenzaban con " " (cero).
En Europa, los tubos de realidad virtual recibieron números de pieza en el sistema profesional (" ZZ1xxx ") y en un sistema dedicado .
En la URSS, los estabilizadores de descarga luminosa recibieron la designación en cirílico con el número de serie de desarrollo. [2] Por ejemplo, "СГ21Б", "СГ204К" y es decir, [2]
Los tubos VR sólo estaban disponibles en ciertos voltajes. Los modelos comunes fueron:
Tubos de base octal, corriente de 5 a 40 mA : [3]
Tubos miniatura, corriente de 5 a 30 mA:
Tubos miniatura, corriente de 1 a 10 mA:
Referencia de voltaje Corriente de 1,5 a 3,0 mA:
Tubos subminiatura:
Tubos de corona en miniatura, corriente de 5 a 55 μA:
Tubos de corona subminiatura con extremos de alambre:
Algunos tubos reguladores de voltaje tienen un puente interno conectado entre dos de las clavijas. Este puente podría usarse en serie con el devanado secundario del transformador. Luego, si se quitara el tubo, en lugar de dejar el voltaje sin regular, la salida se apagaría.
Debido a que la descarga luminosa es un proceso "estadístico", se introduce una cierta cantidad de ruido eléctrico en el voltaje regulado a medida que varía el nivel de ionización. En la mayoría de los casos, esto se puede filtrar fácilmente colocando un pequeño condensador en paralelo con el tubo VR o utilizando una red de desacoplamiento RC aguas abajo del tubo VR. Sin embargo, una capacitancia demasiado grande (>0,1 μF para un 0D3, por ejemplo) y el circuito formará un oscilador de relajación , arruinando definitivamente la regulación de voltaje y posiblemente provocando que el tubo falle catastróficamente.
Los tubos VR se pueden operar en serie para rangos de voltaje mayores. No pueden funcionar en paralelo : debido a variaciones de fabricación, la corriente no se compartiría equitativamente entre varios tubos en paralelo. (Observe el comportamiento equivalente con diodos Zener conectados en serie y en paralelo).
Hoy en día, los tubos VR han sido sustituidos casi por completo por reguladores de estado sólido basados en diodos Zener y diodos de ruptura de avalanchas .
Los tubos VR que funcionan correctamente brillan durante el funcionamiento normal. El color del resplandor varía según la mezcla de gases utilizada para llenar los tubos.
Aunque carecen de calentador, los tubos VR a menudo se calientan durante el funcionamiento debido a la caída de corriente y voltaje a través de ellos.
