फ्लेमिंग वाल्व

फ्लेमिंग वाल्व, जिसे फ्लेमिंग दोलन वाल्व भी कहा जाता है, 1904 में अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जॉन एम्ब्रोस फ्लेमिंग द्वारा विद्युत चुम्बकीय विकिरण वायरलेस टेलीग्राफी में उपयोग किए जाने वाले प्रारंभिक रेडियो रिसीवर के लिए डिटेक्टर (रेडियो) के रूप में आविष्कार किया गया, जो थर्मिओनिक वाल्व या वेक्यूम - ट्यूब था। यह पहला व्यावहारिक वैक्यूम ट्यूब और पहला थर्मिओनिक डायोड था, वैक्यूम ट्यूब जिसका उद्देश्य एक दिशा में विद्युत् का संचालन करना और विपरीत दिशा में बहने वाली विद्युत् को रोकना है। थर्मिओनिक डायोड को बाद में रेक्टिफायर के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया गया था - उपकरण जो प्रत्यावर्ती धारा (एसी) को एकदिश धारा (डीसी) में परिवर्तित करता है - इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की विस्तृत श्रृंखला की विद्युत् आपूर्ति में, जब तक सेलेनियम रेक्टिफायर द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जाता है। 1930 के दशक के प्रारंभ में और 1960 के दशक में सेमीकंडक्टर डायोड द्वारा लगभग पूरी तरह से परिवर्तित कर दिया गया। फ्लेमिंग वाल्व सभी वैक्यूम ट्यूबों का अग्रदूत था, जो 50 वर्षों तक इलेक्ट्रॉनिक्स पर प्रभावी रहा था। आईईईई ने इसे इलेक्ट्रॉनिक्स के इतिहास में सबसे महत्वपूर्ण विकासों में से एक के रूप में वर्णित किया है, और यह इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के लिए आईईईई मील के पत्थर की सूची में है।

यह कैसे कार्य करता है
वाल्व में खाली कांच का बल्ब होता है जिसमें दो इलेक्ट्रोड होते हैं: "विद्युत फिलामेंट" के रूप में कैथोड, कार्बन या ठीक टंगस्टन तार का लूप, जो समय के प्रकाश बल्बों में उपयोग होता है, और एनोड (प्लेट) जिसमें शीट मेटल प्लेट होती है। चूंकि प्रारंभिक संस्करणों में एनोड कैथोड के निकट में रखी सपाट धातु की प्लेट थी, बाद के संस्करणों में यह कैथोड के आसपास धातु सिलेंडर बन गया। कुछ संस्करणों में, बाहरी विद्युत क्षेत्रों के प्रभाव से बचाने के लिए जमी हुई तांबे की स्क्रीन ने बल्ब को घेर लिया।

संचालन में, कैथोड "फिलामेंट" के माध्यम से अलग धारा प्रवाहित होती है, इसे गर्म करता है जिससे धातु के कुछ इलेक्ट्रॉन ट्यूब के वैक्यूम में अपने मूल परमाणुओं से बचने के लिए पर्याप्त ऊर्जा प्राप्त कर सकें, इस प्रक्रिया को थर्मिओनिक उत्सर्जन कहा जाता है। रेक्टीफाइड एसी को फिलामेंट और प्लेट के बीच लगाया जाता है। जब प्लेट में फिलामेंट के संबंध में सकारात्मक वोल्टेज होता है, तो इलेक्ट्रॉन इसकी ओर आकर्षित होते हैं और विद्युत प्रवाह फिलामेंट से प्लेट में प्रवाहित होता है। इसके विपरीत, जब प्लेट में फिलामेंट के संबंध में नकारात्मक वोल्टेज होता है, तो इलेक्ट्रॉन इसकी ओर आकर्षित नहीं होते हैं और ट्यूब के माध्यम से कोई धारा प्रवाहित नहीं होता है (फिलामेंट के विपरीत, प्लेट इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन नहीं करती है)। चूंकि धारा केवल एक दिशा में वाल्व से निकल सकती है, इसलिए यह एसी को स्पंदित डीसी धारा में सुधारता है।

वाल्व में अवशिष्ट हवा की उपस्थिति से यह सरल संचालन कुछ जटिल था, क्योंकि फ्लेमिंग के समय के वैक्यूम पंप आधुनिक वैक्यूम ट्यूबों में उपस्थित उच्च वैक्यूम बनाने में असमर्थ थे। उच्च वोल्टेज पर, वाल्व अस्थिर हो सकता है और दोलन कर सकता है, लेकिन यह सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले वोल्टेज से अधिक ऊपर होता है।

इतिहास
फ्लेमिंग वाल्व थर्मिओनिक उत्सर्जन का पहला व्यावहारिक अनुप्रयोग था, जिसे 1873 में फ्रेडरिक गुथरी द्वारा खोजा गया था। 1880 में गरमागरम दीपक पर अपने कार्य के परिणामस्वरूप, थॉमस एडीसन ने पाया कि नकारात्मक इलेक्ट्रोड (बाद में इलेक्ट्रॉनों के रूप में खोजा गया) से गर्म सामग्री वैक्यूम के माध्यम से घूम रही थी और सकारात्मक इलेक्ट्रोड पर इकट्ठा हो रही थी, जिसके कारण इसे एडिसन प्रभाव कहा जाने लगा। एडिसन को 1884 में विद्युत संकेतक के हिस्से के रूप में इस उपकरण के लिए पेटेंट दिया गया था, लेकिन इसके लिए कोई व्यावहारिक उपयोग नहीं मिला था। यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन के प्रोफेसर फ्लेमिंग ने 1881-1891 तक एडिसन प्रभाव लाइट कंपनी के लिए और बाद में मार्कोनी वायरलेस टेलीग्राफ कंपनी के लिए परामर्श किया।

1901 में फ्लेमिंग ने पोल्डहु, इंगलैंड से सिग्नल हिल, सेंट जॉन्स, न्यूफ़ाउन्डलंड, कनाडा तक अटलांटिक के पार रेडियो तरंगों के पहले प्रसारण में गुग्लिल्मो मार्कोनी द्वारा उपयोग किए गए ट्रांसमीटर को डिज़ाइन किया। दोनों बिंदुओं के बीच की दूरी लगभग 3,500 km थी। चूँकि संपर्क, जिसकी सूचना 12 दिसंबर, 1901 को दी गई थी, उस समय व्यापक रूप से महान वैज्ञानिक प्रगति के रूप में घोषित किया गया था, प्रमाण के बारे में कुछ संदेह भी है, क्योंकि प्राप्त संकेत, मोर्स कोड अक्षर "एस" के तीन बिंदु, इतने अधिक दुर्बल थे, आदिम रिसीवर को स्थैतिक निर्वहन के कारण होने वाले वायुमंडलीय रेडियो ध्वनि से इसे अलग करने में कठिनाई हुई, बाद के आलोचकों ने सुझाव दिया कि यह यादृच्छिक ध्वनि हो सकती है। तथापि, फ्लेमिंग के लिए यह स्पष्ट था कि वर्तमान ट्रांसमीटर के साथ विश्वसनीय ट्रान्साटलांटिक संचार के लिए अधिक संवेदनशील उपकरण की आवश्यकता थी।

ट्रान्साटलांटिक प्रदर्शन के लिए रिसीवर ने कोहिरर को नियुक्त किया, जिसकी संवेदनशीलता कम थी और रिसीवर के ट्यूनिंग को कम कर दिया। इसने फ्लेमिंग को ऐसे डिटेक्टर की खोज करने के लिए प्रेरित किया जो अधिक संवेदनशील और विश्वसनीय था और साथ ही ट्यून्ड परिपथ के उपयोग के लिए उत्तम अनुकूल था। 1904 में फ्लेमिंग ने इस उद्देश्य के लिए एडिसन प्रभाव बल्ब का प्रयास किया, और पाया कि यह उच्च आवृत्ति दोलनों को ठीक करने के लिए अच्छी तरह से काम करता है और इस प्रकार गैल्वेनोमीटर द्वारा संशोधित संकेतों का पता लगाने की अनुमति देता है। 16 नवंबर, 1904 को, उन्होंने दोलन वाल्व के लिए अमेरिकी पेटेंट के लिए आवेदन किया। इस पेटेंट को बाद में 803,684 नंबर के रूप में प्रचलित किया गया और मोर्स कोड द्वारा भेजे गए संदेशों का पता लगाने में तत्काल उपयोगिता पाई गई। फ्लेमिंग वाल्व का उपयोग मार्कोनी कंपनी द्वारा अपने शिपबोर्ड रिसीवर्स में लगभग 1916 तक किया गया था, जब इसे ट्रायोड द्वारा परिवर्तित कर दिया गया था।

दोलन वाल्व
फ्लेमिंग वाल्व तकनीकी क्रांति का प्रारंभ सिद्ध हुआ। फ्लेमिंग के 1905 पेपर को उनके दोलन वाल्व पर पढ़ने के बाद, अमेरिकी इंजीनियर ली डे फॉरेस्ट ने 1906 में कैथोड और एनोड के बीच तार नियंत्रण ग्रिड जोड़कर एक तीन-तत्व वैक्यूम ट्यूब, ऑडियोन बनाया। यह पहला इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर उपकरण था, जिससे एम्पलीफायरों और निरंतर तरंग इलेक्ट्रॉनिक एम्पलीफायर का निर्माण हुआ। 1960 के दशक में ट्रांजिस्टर के आगमन तक डी फॉरेस्ट ने शीघ्र से अपने उपकरण को ट्रायोड में परिष्कृत किया, जो 50 वर्षों के लिए लंबी दूरी की टेलीफ़ोन और रेडियो संचार, राडार और प्रारंभिक डिजिटल कंप्यूटर का आधार बन गया। फ्लेमिंग ने अपने वाल्व पेटेंट का उल्लंघन करने के लिए डी फॉरेस्ट पर अभियोग अंकित किया, जिसके परिणामस्वरूप दशकों तक महंगी और विघटनकारी अभियोगबाजी हुई, जो 1943 तक नहीं सुलझाई गई जब संयुक्त राज्य अमेरिका के सुप्रीम कोर्ट ने फ्लेमिंग के पेटेंट को अमान्य करार दिया।

विद्युत् अनुप्रयोग
बाद में, जब डीसी बैटरी के अतिरिक्त एसी विद्युत् प्लग और सॉकेट से वैक्यूम ट्यूब उपकरण संचालित होने लगे, तो फ्लेमिंग वाल्व को अन्य वैक्यूम ट्यूबों द्वारा आवश्यक डीसी प्लेट (एनोड) वोल्टेज का उत्पादन करने के लिए दिष्टकारी के रूप में विकसित किया गया। 1914 के आसपास सामान्य विद्युतीय में इरविंग लैंगमुइर ने केनोट्रॉन नामक उच्च वोल्टेज संस्करण विकसित किया जिसका उपयोग एक्स-रे ट्यूब को विद्युत् देने के लिए किया गया था। रेक्टीफायर के रूप में, ट्यूब का उपयोग उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए किया गया था लेकिन इसकी कम व्यापकता ने इसे कम वोल्टेज, उच्च वर्तमान अनुप्रयोगों में अक्षम बना दिया। 1970 के दशक में जब तक वैक्यूम ट्यूब उपकरण को ट्रांजिस्टर द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया गया था, तब तक रेडियो और टीवी में सामान्यतः एक या अधिक डायोड ट्यूब होते थे।

यह भी देखें

 * पारा रेक्टीफायर

पेटेंट

 * प्रचलित किए गए
 * - वैकल्पिक विद्युत धाराओं को निरंतर धाराओं में परिवर्तित करने के लिए उपकरण (फ्लेमिंग वाल्व पेटेंट)
 * इसके द्वारा उद्धृत
 * , जनवरी 7, 1910: रॉय एलेक्जेंडर वीगेंट द्वारा फ्लेमिंग वाल्व में सुधार|आर. ए वीगेंट
 * , अप्रैल 12, 1910 : जॉन एम्ब्रोस फ्लेमिंग पेटेंट
 * , मार्च 10, 1917: आर. ए. वीगेंट द्वारा फ्लेमिंग वाल्व में सुधार
 * , जनवरी 8, 1918: आर. ए. वीगेंट द्वारा फ्लेमिंग वाल्व में सुधार
 * , सितम्बर 10, 1918: आर. ए. वीगेंट द्वारा फ्लेमिंग वाल्व में सुधार
 * , 31 दिसंबर, 1918: आर. ए. वीगेंट द्वारा फ्लेमिंग वाल्व में सुधार
 * , जून 10, 1919: आर. ए. वीगेंट द्वारा फ्लेमिंग वाल्व परिपथ सुधार
 * , 4 मई, 1920: आर. ए. वीगेंट द्वारा फ्लेमिंग वाल्व में सुधार
 * , 27 जुलाई 1920 : लुईस डब्ल्यू. चब्ब द्वारा इन्वर्टर कन्वर्टर|एल। डब्ल्यू चुब
 * , 31 मई, 1921: आर. ए. वीगेंट द्वारा फ्लेमिंग वाल्व में सुधार
 * , जून 15, 1926 : एल. डब्ल्यू. चूब द्वारा इन्वर्टर कन्वर्टर
 * , 1 मई, 1928: फिलिप ई. एडेलमैन द्वारा फ्लेमिंग वाल्व परिपथ सुधार|पी. ई। एडेलमैन
 * , जून 7, 1949: हैरी एल. रैचफोर्ड द्वारा इलेक्ट्रोड सुधार|एच. एल रैचफोर्ड

बाहरी संबंध

 * IEEE History Center
 * November 1904: Fleming discovers the thermionic (or oscillation) valve, or 'diode'
 * Spark Museum
 * Reverse Time Page
 * Reverse Time Page