L’importanza dei tubi a vuoto nelle applicazioni industriali è enorme e ha contribuito a modificare profondamente il settore. Tralasciamo quelle che possono essere considerate funzioni accessorie, come la trasmissione dei dati e le logiche di controllo, e concentriamoci su due dispositivi destinati alla gestione di grosse potenze elettriche e impiegati come raddrizzatori di corrente e attuatori di apparati elettromeccanici.
Uno dei primi dispositivi commerciali conosciuti è il Kenotron, sviluppato da Saul Dushman alla General Electric nel 1914. Si trattava di un diodo capace di gestire 1 Ampere di corrente a 200V. Successivi modelli con prestazioni superiori rimasero in uso come rettificatori di alta tensione nei laboratori di ricerca fino agli anni 60, potendo gestire tensioni superiori a 200.000 Volt.
Nel campo delle commutazioni, ove era invece necessario disporre di interruttori elettronici con elevate portate, nel 1927 venne sviluppato quello che è a tutti gli effetti il primo tubo per uso industriale: il Thyratron. Il nome venne proposto dal suo ideatore, Albert Hull, e deriva dal nome greco della porta,“thyra”, dato che il nuovo tubo si comportava come una vera e propria porta nei confronti della corrente, apribile e richiudibile a piacimento.Dal punto di vista costruttivo assomiglia a un triodo, vi è infatti un catodo, una griglia controllo e un anodo, ma all’interno, invece del vuoto, è presente una certa quantità di gas, generalmente idrogeno, che facilita la conduzione tra gli elettrodi. La caratteristica saliente è il brevissimo tempo di attivazione del dispositivo, inferiore al microsecondo, mentre per tempi ancora più brevi si realizzò un Thyratron con una seconda griglia in grado di mantenere un livello di “preattivazione” e ridurre il tempo a pochi nanosecondi, Il Thyratron ha avuto svariate applicazioni industriali, da comando remoto per motori elettrici a attivatore per più grossi Ignitron. In applicazioni meno gravose, il Thyratron venne usato per
realizzare uno dei primi contatori binari digitali nel 1931, mentre nelle realizzazioni più piccole e maneggevoli, divenne innesco per proiettili di cannone, parte di oscillatore per sintetizzatori musicali o commutatore per laser a eccimeri, apparati in cui è tuttora presente in gran numero.
Quello che invece può, a buona ragione, essere considerato un vero cavallo da tiro è l’Ignitron, un diodo a catodo freddo o a polla di mercurio, sviluppato dopo ben 25 anni di studi da Joseph Slepian della Westinghouse e presentato nel 1932. Mentre in una comune valvola il flusso di elettroni tra il catodo e l’anodo avviene per mezzo di un riscaldamento del catodo e successiva emissione di elettroni, in un tubo a catodo freddo come l’Ignitron, il catodo contiene mercurio che viene vaporizzato al momento opportuno tramite un iniettore. Nel momento in cui si attiva l’iniettore, facendo transitare una certa quantità di corrente, il mercurio si scalda e vaporizza, il vapore di mercurio invade lo spazio tra catodo e anodo creando un arco di conduzione attraverso cui l’Ignitron può far transitare correnti di migliaia di Ampere. Utilizzato come raddrizzatore di tensione nei grandi apparati industriali ha consentito, a partire dagli anni 30, l’elettrificazione dell’industria pesante, mentre impiegato a bordo delle elettromotrici ferroviarie ha consentito l’abbandono del carbone e dei combustibili fossili a favore della più pulita trazione elettrica su linee a tensione alternata.
© Filippo Punzo - UnSecoloDaDiodo
