Tiub hampagas (bahagian 2) - tiub sinar katod.

Tiub sinar katod (English-cathode ray tube) ialah salah satu dari jenis-jenis tiub hampagas seperti yang telah dibincangkan sebelum ini.

Berbanding dengan gambar rajah asas tiub hampagas (lihat di bawah), tiub sinar katod memiliki tambahan beberapa elektrod dan bahagian-bahagian khas. Elektrod-elektrod ini ditambah bagi membolehkan alur elektron dipesongkan dari luar tiub, sama ada menggunakan medan elektrik atau magnet.



Tiub sinar katod ialah perkakas utama dalam peti televisyen era 90-an di mana perkakas inilah yang bertanggungjawab menghasilkan gambar. Sejak tahun 2010 hampir kesemua pengeluar peti televisyen dan komputer peribadi tidak lagi mengeluarkan televisyen dan komputer tiub sinar katod, dan telah beralih kepada teknologi paparan hablur cecair (LCD).

Untuk memahami bagaimana tiub sinar katod berfungsi, pembaca perlu mengetahui hanya beberapa fakta penting:
a) Pemanasan sesetengah logam JUGA akan mengeluarkan elektron darinya. Contohnya tungsten.
b) Elektron yang sedang bergerak akan MEMECUT ke arah tamatan positif bekalan kuasa dan MENYAHPECUT ke arah tamatan negatif bekalan kuasa
c) Hentaman elektron ke atas bahan fosfor akan menghasilkan kesan cahaya

Rajah di bawah menunjukkan bahagian-bahagian asas dalam tiub sinar katod:

Sumber: http://hep.physics.indiana.edu/~hgevans/p114/graphics.html

Terjemahan:
Filament – filamen (diperbuat daripada tungsten)
Heater-pemanas
Acceleration – pemecutan
Steering- kawalan ( mengawal pesongan alur elektron)
Vacuum-ruang kurang udara
Fluorescent screen-layar penghasil kesan cahaya

Dari rajah di atas, didapati tiub sinar katod memiliki tambahan empat elektrod lain berbanding rajah asas tiub hampagas. Dua elektrod yang berwarna biru dalam rajah mewakili dua elektrod utama yang mesti dimiliki oleh semua jenis tiub hampagas, dan dua elektrod berwarna merah dan ungu masing-masing adalah elektrod tambahan.


Tiub sinar katod yang kecil. Tiub ini mampu menghasilkan gambar dan berperanan sebagai televisyen kecil.
Sumber: http://www.aade.com/tubepedia/1collection/tubepedia2.htm

Bagaimana tiub sinar katod berfungsi?



Penerangan di bawah adalah berdasarkan rajah di atas.

Filamen diperbuat daripada tungsten dan dialirkan arus elektrik. Tungsten memiliki sifat khas di mana apabila ia dialirkan arus, ia akan memanas dan membebaskan elektron dari permukaannya.

Sebelum pergi lebih jauh, ingin penulis jelaskan mengenai simbol bekalan kuasa atau bateri. Palang menegak yang lebih pendek ialah tamatan negatif atau katod bekalan kuasa, manakala palang yang lebih panjang ialah tamatan positif atau anod bekalan kuasa.

Elektron yang bergerak meninggalkan filamen akan menghentam plat negatif (plat pertama berwarna biru) atau katod pada bateri berwarna biru. Elektron pada plat negatif yang berwarna biru mendapat bekalan tenaga dari dua punca utama : a) elektron dari filamen yang datang menghentamnya dan b) bekalan tenaga elektrik dari bateri yang berwarna biru.

Elektron dari katod yang berwarna biru inilah yang digelar SINAR KATOD (English-cathode ray), kerana ia merambat dari KATOD bateri yang berwarna biru, yang merupakan unsur utama (English-central element) tiub sinar katod. Elektron ini bergerak menuju ke tamatan positif bateri yang dipanggil anod.

Satu perkara unik yang berlaku dalam tiub sinar katod berbanding rekabentuk asas tiub hampagas ialah elektron dari katod tidak ditarik TERUS KE ANOD, sebaliknya HANYA DIPECUTKAN MERENTASINYA. Untuk mengelakkan pembaca dikelirukan oleh rajah dengan menyangka bahawa elektrod di bahagian anod bateri adalah elektrod biasa, ingin penulis nyatakan di sini bahawa elektrod tersebut ialah GELANG atau SILINDER yang membenarkan elektron bergerak ditengahnya tetapi TIDAK MENGHENTAMNYA SECARA TERUS.



Dengan membenarkan elektron melepasi anod, ia boleh dibiarkan menghentam bahan fosfor seterusnya menghasilkan kesan cahaya dan gambar. Jika anod menahan semua elektron dari katod, maka tidak akan terhasil kesan cahaya pada bahan fosfor kerana tiada elektron yang menghentamnya.

Pesongan alur elektron pada paparan tiub yang dilekapi bahan fosfor boleh dilakukan sama ada menggunakan magnet, ataupun bekalan elektrik (berwarna ungu seperti dalam rajah). Dalam rajah di atas elektron tertarik pada tamatan positif (anod) bekalan tetapi tidak menghentamnya, juga sama seperti kes sebelum ini.

Bekalan elektrik akan diubah-ubah mengikut isyarat televisyen yang diterima dari sistem antena, yang mana ia akan mengubah-ubah kawasan hentaman elektron pada bahan fosfor untuk menghasilkan kesan gambar sepertimana yang diterima oleh antena dari stesen pemancar televisyen.

Untuk bahagian seterusnya penulis akan menerangkan mengenai tiub magnetron yang merupakan unsur utama dalam ketuhar gelombang mikro.