¿Por qué los calentadores de válvulas / tubos termiónicos generalmente están diseñados para ser de 6.3 V?

¿Por qué los calentadores son generalmente 6.3 V (o múltiplos de los mismos)?

¿Proporciona una relación de devanado de transformador fácil cuando se usa en países con 120 VCA o 240 VCA?

A menudo obtienen una corriente bastante significativa, y como generalmente hay un suministro de voltaje más alto disponible, se podría haber usado un voltaje más alto y un cable más delgado.

¿Cuáles son las ventajas de tener un suministro de bajo voltaje para los calentadores?

vacuum-tube tube

— Colin
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Podría adivinar y decir que es histórico, algo que tiene que ver con radios de válvulas y baterías viejas. También es la mitad de un voltaje de terminal de batería de plomo ácido estándar de 12V a carga completa (~ 12.6V)

— crowie

Gracias por su comentario, eso tiene sentido, pero incluso así, un calentador de 12 voltios no hubiera sido más sensato, de lo contrario, necesitaría múltiples calentadores en serie, o algún otro elemento para desperdiciar mucha energía.

— Colin

Solo una resistencia realmente, ¿quizás las viejas baterías de radio eran de 6v?

— crowie

Una celda de plomo ácido tiene un voltaje de 2.1 voltios. Los viejos radios de válvula solían usar una batería que contenía 3 de estos para alimentar los calentadores.

— Keith Miller

También había válvulas de "2V" para radios portátiles, y 4V era el estándar para muchas válvulas anteriores a la Segunda Guerra Mundial en Gran Bretaña, que usaban 1 y 2 celdas para el suministro del calentador, respectivamente.

— Brian Drummond

Respuestas:

Cuando se inventaron las radios de tubos de vacío, solo una fracción de las casas tenía electricidad, por lo tanto, las primeras radios (y sus tubos) funcionaban con baterías, usaban tres baterías:

Batería "A" para calentadores. Como los calentadores requieren mucha energía, esta era una batería recargable. Una batería de plomo-ácido de 6V generalmente está a 6.3V, por lo que este voltaje se eligió como estándar.
Batería "B" para ánodos. Esta era una batería no recargable de alto voltaje, aunque duró más que la batería "A".
Batería "C" para polarización negativa de la red. Como las redes no utilizan realmente ninguna corriente, esta batería duró mucho tiempo.

Supongo que los calentadores de 6.3V continuaron usándose solo porque no había una razón real para cambiar el voltaje. El uso de un calentador de alto voltaje (220 V) sería problemático porque necesitaría un cable muy delgado para el calentador (el calentador de 220 V 9 mA necesitaría un cable realmente delgado y largo) y el alto voltaje puede afectar la señal en el tubo.

Algunos tubos fueron diseñados para alimentarse de la red eléctrica, sus calentadores fueron diseñados para que todos consuman la misma corriente (a diferentes voltajes).

Los tubos posteriores destinados a la operación con batería utilizaron calentadores de 1.2V o 2.4V, que es un múltiplo del voltaje de una batería NiCd.

— Pentium100
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Las válvulas alimentadas por batería (tubos) generalmente se accionaban desde celdas secas (zinc-carbono), por lo que se clasificaron en 1.4V. Las células NiCd casi nunca se utilizaron, aunque serían compatibles.

— Kevin White

@KevinWhite, los pocos tubos de batería que encontré tenían un voltaje de filamento nominal de 1.2V o 2.4V (algunos, como 2П1П, se pueden conectar como calentadores en serie o en paralelo con 1.2 o 2.4V). Por otro lado, si se alimenta desde una celda seca, el voltaje del filamento aún funciona porque la mayoría del tiempo el voltaje de la batería estará dentro de la tolerancia del filamento (sobrevoltaje leve con batería nueva, subvoltaje leve con batería casi muerta).

— Pentium100

Los tubos de 6.3V se volvieron comunes en el momento en que se desarrollaron las primeras radios de automóviles (y, sospecho, otros aparatos electrónicos montados en vehículos, generalmente no para uso civil personal). 6V era el estándar para las baterías de automóviles en aquel entonces; Las aplicaciones de 12 V se resolvieron fácilmente mediante la construcción inteligente de circuitos en serie de calentadores: las corrientes de los calentadores a 6 V se especificaron en las hojas de datos. Los convertidores de voltaje de CC eran incómodos y costosos de construir en estos días (aunque a menudo se necesitaban para el voltaje del ánodo de todos modos, pero por qué hacerlos más grandes o más complicados de lo necesario), por lo que diseñar una serie de válvulas desde cero para el uso del automóvil fue lo más económico solución.

— rackandboneman
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Los voltajes se seleccionaron para minimizar la corriente de las baterías disponibles para obtener la mayor duración del calentamiento.

Sin embargo, a medida que aumentaba el voltaje, los efectos del voltaje en los filamentos calentados directamente afectarían el punto de polarización en el extremo del filamento no conectado a tierra relacionado con el voltaje de la red. Causaría una extensión en el sesgo y la ganancia si DC se calienta con posibles problemas para alcanzar el corte. También causaría un componente de CA masivo en la corriente del cátodo que se amplificaría si el filamento se calentara con CA.

Algo de este ruido se eliminó mediante el uso de filamentos de CA con conexión a tierra central para que los extremos opuestos cancelen parte del problema y también el calentamiento indirecto del cátodo cuando sea práctico para ocultar los potenciales de filamento.

Un voltaje de 6.3V fue un compromiso que tuvo en cuenta la mayor cantidad de limitaciones posible. Estaba cerca de los múltiplos de la química celular de 2V y 1.5V, lo que permitía usar 3 células de plomo ácido o 4 células de cloruro de zinc.

— KalleMP
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