Por que os aquecedores termiônicos de válvulas / tubos geralmente são projetados para 6,3 V?

Por que os aquecedores geralmente são de 6,3 V (ou múltiplos)?

Isso proporciona uma relação de enrolamento fácil do transformador quando usado em países com rede elétrica de 120 VCA ou 240 VCA?

Eles costumam puxar uma corrente bastante significativa e, como geralmente há uma fonte de tensão mais alta disponível, uma tensão mais alta e um fio mais fino poderiam ter sido usados.

Quais são as vantagens de ter uma fonte de baixa tensão para os aquecedores?

vacuum-tube tube

— Colin
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Eu teria um palpite e diria que é histórico, algo a ver com rádios e baterias de válvulas antigas. Também a sua metade de um padrão de 12V levar voltagem terminal da bateria em carga completa ácido (~ 12,6 V)

— Crowie

Obrigado pelo seu comentário, isso faz sentido, mas mesmo assim um aquecedor de 12 volts não seria mais sensato; caso contrário, você precisa de vários aquecedores em série ou de algum outro elemento para desperdiçar bastante energia.

— Colin

Apenas um resistor realmente, talvez as baterias de rádio antigas fossem 6v?

— Crowie

Uma célula de chumbo-ácido tem uma voltagem de 2,1 volts. Os rádios de válvulas antigos costumavam usar uma bateria contendo 3 deles para alimentar os aquecedores.

— Keith Miller

Havia também válvulas "2V" para rádios portáteis, e 4V era o padrão para muitas válvulas pré-Segunda Guerra Mundial na Grã-Bretanha, usando 1 e 2 células para o fornecimento de aquecedor, respectivamente.

— Brian Drummond

Respostas:

Quando os rádios de tubos a vácuo foram inventados, apenas uma fração das casas possuía eletricidade, portanto, os primeiros rádios (e seus tubos) eram alimentados por bateria, usavam três baterias:

Bateria "A" para aquecedores. Como os aquecedores requerem muita energia, esta foi uma bateria recarregável. Uma bateria de chumbo-ácido de 6V geralmente está em 6,3V, então essa tensão foi escolhida como padrão.
Bateria "B" para ânodos. Era uma bateria não recarregável de alta tensão, mas durou mais que a bateria "A".
Bateria "C" para viés de grade negativo. Como as grades realmente não usam corrente, essa bateria durou muito tempo.

Eu acho que os aquecedores de 6,3V continuaram a ser usados apenas porque não havia motivo real para alterar a tensão. Usar um aquecedor de alta tensão (220V) seria problemático porque você precisaria de um fio muito fino para o aquecedor (o aquecedor de 220V 9mA precisaria de um fio realmente fino e longo) e a alta tensão pode afetar o sinal no tubo.

Alguns tubos foram projetados para serem alimentados pela rede elétrica, seus aquecedores foram projetados para que todos consumam a mesma corrente (em voltagens diferentes).

Os tubos posteriores destinados à operação com bateria usavam aquecedores de 1,2V ou 2,4V, que é um múltiplo de uma tensão de bateria de NiCd.

— Pentium100
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As válvulas (tubos) alimentadas por bateria geralmente eram acionadas a partir de células secas (carbono de zinco), portanto eram classificadas em 1,4V. As células NiCd quase nunca foram usadas, embora fossem compatíveis.

— Kevin White

@KevinWhite, os poucos tubos de bateria que encontrei tinham tensão nominal de filamento de 1,2V ou 2,4V (alguns, como 2П1П, podem ser conectados como aquecedor em série ou paralelo com 1,2 ou 2,4V). Por outro lado, se alimentada a partir de uma célula seca, a tensão do filamento ainda funciona porque a maior parte do tempo a tensão da bateria estará dentro da tolerância do filamento (sobretensão leve com bateria nova, subtensão leve com bateria quase descarregada).

— Pentium100

Os tubos de 6,3V tornaram-se comuns no momento em que os primeiros rádios para carros (e, suspeito, outros eletrônicos montados em veículos, geralmente não para uso civil pessoal) foram desenvolvidos. 6V era o padrão para baterias de carros naquela época; As aplicações de 12V foram facilmente tratadas através da construção inteligente de circuitos em série de aquecedores - as correntes do aquecedor a 6V foram especificadas nas folhas de dados. Os conversores de tensão CC eram difíceis de construir e dispendiosos atualmente (embora muitas vezes sejam necessários para a tensão do ânodo - mas por que torná-los maiores ou mais complicados do que o necessário); solução.

— rackandboneman
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As tensões foram selecionadas para minimizar a corrente das baterias disponíveis e obter a maior duração de aquecimento.

Entretanto, à medida que a tensão aumentava, os efeitos da tensão nos filamentos diretamente aquecidos afetariam o ponto de polarização na extremidade do filamento não aterrado, relacionada à tensão da rede. Isso causaria uma propagação no viés e um ganho se a CC aquecesse com possíveis problemas ao atingir o corte. Também causaria um componente AC maciço na corrente do cátodo que seria amplificado se o filamento fosse aquecido por CA.

Parte desse ruído foi removida usando filamentos AC aterrados no centro, para que as extremidades opostas cancelassem parte do problema e também o aquecimento indireto do cátodo, quando prático para ocultar os potenciais do filamento.

Uma voltagem de 6,3V foi um compromisso que levou em conta o máximo de limitações possível. Era próximo aos múltiplos de química celular de 2V e 1.5V, que permitiam usar 3 células de ácido-chumbo ou 4 células de cloreto de zinco.

— KalleMP
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