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2013年4月 8日 (月)

電圧と電流

真空管は音楽信号(交流電圧)を増幅する働きをします。みなさんご存じですよね。

でも真空管はエネルギーを与えてやらないとこの増幅という仕事ができません。

 このエネルギーが直流電圧と直流電流です。

具体的には、ヒーターを熱すると、ヒーターのそばにあるカソードが熱くなり、そこから電子が飛び出します。プレート側の電圧を高くしておくと、電子はプラスのプレートに向かって飛んでいきます。

不思議ですよね。世の中には電子を発生させる方法がいくつかあります。物質の原子レベルで自由電子を操作して、飛び出させる方法など。真空管は陰極を熱すると電子が発生するという原理を基本にしています。

さて電子が動くと、ちょうどその逆の方向に電流が流れます。これがプレート電流。

真空管のプレートに高電圧を加え、ヒーターを熱するとプレート電流が流れるということ。さてこのとき、グリッドに交流電圧を入力すると、プレートから増幅された交流電圧が出てきます。

真空中の電極間で何が起きているかは見えませんが、そういう現象が発生するのです。直流電圧(電流)は交流信号を増幅させるために真空管に与えるエネルギーです。

交流信号と直流電圧(電流)の関係を舞台のお芝居に例えると、演技をしている役者さんは交流信号。その裏方として大道具を動かしたり、照明を操作している方々は直流電圧(電流)と考えればよいと思います。

真空管は裏方さん。交流信号は外部から入ってきて真空管により大きくしてもらうから、真空管とは別ものと考えた方がいいようです。でも真空管の種類や動作電流の大きさで交流信号の音色も変わるので、真空管の影響は受けます。

ちょうど裏方さんがいい仕事をすると、役者さんも素晴らしい演技ができるように。

さて話は変わって、以前不思議に思っていたのは、プレートに接続されたリード線の中では直流電流も流れ、交流信号も流れているということです。

どうなってるんだろうと、私も昔は考えたものですが、直流と交流は別のレーンを走っていると認識するのが一番、理解しやすいようです。この説明は正確でないかもしれませんが、まあこんなものだろうとお考えください。

以上が真空管の働きです。

長く使っているとヒーターの電子を放出する能力(エミッションと言います)が低下していくことがあります。エミッション減退(エミ減)といいます。やがて寿命を迎えます。

また、真空管が新しいうちに、その電極構造が最初から正しい位置関係になく、使用中に電極同士がタッチしてスパークを起こし、不良品になってしまうこともあります。早死にしてしまうということ。

してみると真空管は長生きしたり、早くに亡くなったり、エネルギーを摂取して、体を熱くして仕事をするので、なんとなく人間に似てるなあと考えているのです。工業製品なのですが生き物と同じだなあと。

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コメント

三浦さん

コメントありがとうございます。
交流の概念はむずかしいですね。交流の代表であるサイン波は瞬間瞬間で流れる方向を変えます。

つまり、電線の中を行ったり来たりしているわけです。

で真空管の中でも行ったり来たりしながら、プレートから出てきても、また行ったり来たりしてるのですが、その波の高さが大きくなってる、ということですね。

ピンと来ませんけどね。

 私も直結シングルアンプを作ったとき、不思議に思った事を思い出します。 電圧は初段の方が低いのに、信号は出力管に向かいます・・・
 こんな話を聞いたことがあります、
 「交流は線の外周を通り、直流は線の中心を通る」
薄学なので本当かどうか解りかねますが、電気って不思議ですよね・・・
 

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