تريجاترون

التريجاترون هو نوع من مفاتيح الشرارة القابلة للتشغيل ، مصمم لتيارات وفولتيات عالية (عادةً من 10 إلى 100 كيلوفولت ومن 20 إلى 100 كيلوأمبير، مع وجود أجهزة أخرى تعمل بفولتيات تصل إلى ميغا أمبير). يتميز التريجاترون ببساطة تركيبه، وفي كثير من الحالات يُعدّ الخيار الأقل تكلفةً للتبديل عالي الطاقة. يمكن تشغيله في الهواء الطلق، أو يكون مغلقًا، أو مملوءًا بغاز عازل غير الهواء أو بمادة عازلة سائلة . يمكن ضغط الغاز العازل، أو استبداله بمادة عازلة سائلة (مثل الزيت المعدني ) لزيادة نطاق جهد التشغيل. قد يكون التريجاترون مصممًا للاستخدام المتكرر (أكثر من 10000 دورة تبديل)، أو قد يكون مصممًا للاستخدام لمرة واحدة فقط، أي يتلف بعد استخدام واحد.

يحتوي جهاز التريجاترون على ثلاثة أقطاب كهربائية. تُستخدم الأقطاب الرئيسية السميكة لمسار التبديل عالي التيار، بينما يعمل القطب الثالث الأصغر كقطب تشغيل. ^{[ 1 ]} أثناء التشغيل العادي، يكون الجهد بين الأقطاب الرئيسية أقل بقليل من جهد الانهيار الكهربائي، والذي يتناسب مع المسافة بينهما ونوع العازل الكهربائي بينهما (عادةً ما يكون هواءً ، أو خليطًا من الأرجون والأكسجين ، أو نيتروجين ، أو هيدروجين ، أو سداسي فلوريد الكبريت ). لتشغيل الجهاز، تُرسل نبضة جهد عالية إلى قطب التشغيل. يؤدي ذلك إلى تأيين الوسط بينه وبين أحد الأقطاب الرئيسية، مما يُحدث شرارة تُقلل من سُمك الوسط غير المتأين بين الأقطاب. كما تُولد شرارة التشغيل ضوءًا فوق بنفسجيًا وإلكترونات حرة في الفجوة الرئيسية. يؤدي ذلك إلى انهيار كهربائي سريع للفجوة الرئيسية، مُنتجًا قوسًا كهربائيًا منخفض المقاومة بين الأقطاب الرئيسية. يستمر القوس في التوصيل حتى ينخفض ​​تدفق التيار بشكل كافٍ لإخماده.

يُركّب قطب التشغيل عادةً من خلال ثقب في مركز القطب الرئيسي الموجب. أما القطب الرئيسي غير المثقوب فهو القطب السالب. عند تشغيل تيارات عالية، تتعرض الأقطاب لإجهاد حراري كبير، نظرًا لمشاركتها المباشرة في القوس الكهربائي. يؤدي ذلك إلى تبخر أسطحها تدريجيًا، لذا تتضمن بعض التصاميم طرقًا لضبط المسافة بين الأقطاب بسهولة أو استبدالها. تُصنع الأقطاب الرئيسية عادةً من النحاس الأصفر أو النحاس أو سبائكه أو التنجستن أو مركب النحاس والتنجستن ، وذلك لإطالة عمرها.

غالبًا ما يتم توليد نبضة التشغيل بواسطة محول تشغيل . تحتوي بعض وحدات التريجاترون على وحدات تشغيل مدمجة، بينما تستخدم وحدات خارجية في وحدات أخرى. يمكن عزل الملف الثانوي لمحول التشغيل كهربائيًا عن ملفه الابتدائي. توفر بعض الشركات المصنعة وحدات تشغيل يتم التحكم بها بواسطة ألياف بصرية، مما يعزل دائرة التحكم عن تأثيرات التداخل الكهرومغناطيسي للنبضات الكهربائية الحادة والشديدة. عادةً ما تكون نبضة التشغيل الصادرة من خرج المحول عبارة عن نبضة ضيقة ذات جهد عالٍ جدًا، وطاقة منخفضة نسبيًا مقارنةً بالطاقة التي يتحكم بها التريجاترون.

تُستمد طاقة نبضة التشغيل عادةً من مكثف، يُشحن بدوره من مصدر الطاقة الخاص بدائرة التريجاترون. في هذا السياق، تُشبه الدائرة بأكملها إلى حد كبير دائرة الوميض الضوئي القائم على أنبوب الوميض ، حيث يُوفر محول التشغيل التأين داخل الأنبوب، ويعمل الأنبوب في الوقت نفسه كمصدر للضوء وعنصر تحكم في الطاقة. يُعدّ نوع الوميض ذو الفجوة الهوائية ، حيث تحتوي فجوة الوميض نفسها على قطب تشغيل وتعمل كمفتاح، شكلاً من أشكال التريجاترون بنفس الوظيفة المزدوجة.

غالباً ما يتم تغليف أجهزة التريجاترون في "جوارب" من نسيج محبوك فضفاض مشبع بالراتنج، وذلك لاحتواء الشظايا في حالة انفجار الجهاز بسبب الضغط الداخلي الزائد.

تُستخدم التريغاترونات في العديد من تطبيقات الطاقة النبضية . على سبيل المثال، تم استخدامها في مُعدِّلات الرادار المبكرة لتغذية الماغنيترونات بنبضات عالية الطاقة ، أو لاستخدامها مع صواعق التفجير ، أو لتشغيل مولد ماركس .

• كروساترون
• ثيراترون
• كريترون

• تريجاترون ، متحف الصمام الافتراضي
• صورة وبيانات جهاز تريجاترون ، من موقع مايك للأجهزة الكهربائية
• ترايجاترون يمكنك صنعه بنفسك