Elektrovakuumenheter. Elektrisk strøm i vakuum
Vakuum er tilstanden til en foreldet gass, der den gjennomsnittlige frie banen til molekylerλ er større enn dimensjonene til fartøyet d, der gassen befinner seg.
Fra definisjonen av vakuum følger det at det praktisk talt ikke er noen interaksjon mellom molekyler, derfor kan ionisering av molekyler ikke forekomme, derfor kan gratis ladningsbærere ikke oppnås i et vakuum, derfor er en elektrisk strøm umulig i den;
For å lage en elektrisk strøm i et vakuum, må du plassere en kilde med gratis ladede partikler i den. Metallelektroder koblet til en strømkilde plasseres i et vakuum. En av dem er oppvarmet (kalt katoden), som et resultat av at ioniseringsprosessen skjer, dvs. elektroner flyr ut av stoffet, positive og negative ioner dannes. Virkningen av en slik kilde av ladede partikler kan være basert på fenomenet termionisk emisjon.
Termionisk emisjon er prosessen med å sende ut elektroner fra en oppvarmet katode. Fenomenet termionisk emisjon fører til at en oppvarmet metallelektrode kontinuerlig avgir elektroner. Elektronene danner en elektronsky rundt elektroden. Elektroden lades positivt, og under påvirkning av det elektriske feltet til den ladede skyen går elektroner fra skyen delvis tilbake til elektroden. I likevekt er antallet elektroner som forlater elektroden per sekund lik antallet elektroner som returnerer til elektroden i løpet av denne tiden. Jo høyere temperatur metallet har, jo høyere tetthet har elektronskyen. Arbeidet som elektronet må gjøre for å forlate metallet kalles arbeidsfunksjonen A ut.
[A ut] = 1 eV
1 eV er energien som et elektron får når det beveger seg i et elektrisk felt mellom punkter med en potensialforskjell på 1 V.
1 eV = 1,6 * 10 -19 J
Forskjellen mellom temperaturen på varme og kalde elektroder loddet inn i et kar som luft evakueres fra fører til ensidig ledning av elektrisk strøm mellom dem.
Når elektrodene kobles til en strømkilde, oppstår det et elektrisk felt mellom dem. Hvis den positive polen til strømkilden er koblet til en kald elektrode (anode), og den negative polen til en oppvarmet (katode), blir vektoren til den elektriske feltstyrken rettet mot den oppvarmede elektroden. Under påvirkning av dette feltet forlater elektroner delvis elektronskyen og beveger seg mot den kalde elektroden. Den elektriske kretsen er lukket og en elektrisk strøm etableres i den. Med motsatt polaritet for å slå på kilden, blir feltstyrken rettet fra den oppvarmede elektroden til den kalde. Det elektriske feltet skyver skyelektronene tilbake mot den oppvarmede elektroden. Kretsen er åpen.
En enhet som har enveisledning av elektrisk strøm kalles en vakuumdiode. Den består av et vakuumrør (beholder), hvorfra luft pumpes ut og hvor det er elektroder koblet til en strømkilde. Strømspenningskarakteristikk for en vakuumdiode. Signere delene av I - V karakteristiske diode gjennomstrømningsmodus og lukket ?? Ved lave anodespenninger når ikke alle elektronene som sendes ut av katoden frem til anoden, og den elektriske strømmen er liten. Ved høye spenninger når strømmen metning, d.v.s. maksimal verdi. En vakuumdiode brukes til å rette opp elektrisk vekselstrøm. Foreløpig brukes vakuumdioder praktisk talt ikke.
Hvis det lages et hull i anoden til vakuumrøret, vil en del av elektronene akselerert av det elektriske feltet fly inn i dette hullet og danne en elektronstråle bak anoden. Elektronstrålen er en strøm av raskt flygende elektroner i vakuumrør og gassutladningsenheter.
Egenskaper til elektronstråler:
- avvike i elektriske felt;
- avbøyd i magnetiske felt under påvirkning av Lorentz-kraften;
- ved retardering av en stråle som faller på et stoff, genereres røntgenstråling;
- forårsaker glød (luminescens) av noen faste og flytende legemer;
- varme stoffet, falle på det.
Katodestrålerør (CRT).
CRT bruker fenomenene termionisk emisjon og egenskapene til elektronstråler.
I en elektronkanon passerer elektroner som sendes ut av en oppvarmet katode gjennom en kontrollgitterelektrode og akselereres av anodene. Elektronpistolen fokuserer elektronstrålen til et punkt og endrer lysstyrken til gløden på skjermen. De avbøyende horisontale og vertikale platene lar deg flytte elektronstrålen på skjermen til et hvilket som helst punkt på skjermen. Skjermen på røret er dekket med en fosfor, som begynner å lyse når den bombarderes med elektroner.
Det finnes to typer rør:
1) med elektrostatisk kontroll av elektronstrålen (avbøyning av den elektriske strålen kun av det elektriske feltet);
2) Elektromagnetisk styrt (magnetiske avbøyningsspoler er lagt til).
I katodestrålerør dannes det smale elektronstråler, kontrollert av elektriske og magnetiske felt. Disse strålene brukes i: TV-bilderør, dataskjermer, elektroniske oscilloskop i måleteknologi.
Leksjon nummer 40-169 Elektrisk strøm i gasser. Elektrisk strøm i vakuum.
Under normale forhold er en gass et dielektrikum ( R ), dvs. består av nøytrale atomer og molekyler og inneholder ikke frie bærere av elektrisk strøm. Gassleder er en ionisert gass, den har elektron-ionisk ledningsevne.Luft - dielektrisk
Gass ionisering er forfallet av nøytrale atomer eller molekyler til positive ioner og elektroner under påvirkning av en ionisator (ultrafiolett, røntgen og radioaktiv stråling; oppvarming) og forklares med nedbrytning av atomer og molekyler ved kollisjoner i høye hastigheter. Gassutslipp- passasje av elektrisk strøm gjennom gassen. En gassutladning observeres i gassutladningsrør (lamper) når de utsettes for et elektrisk eller magnetisk felt. 
Rekombinasjon av ladede partikler
Ikke-selvbærende gassutslipp er en utslipp som bare eksisterer under påvirkning av eksterne ionisatorer Gassen i røret er ionisert; spenning (U) og en elektrisk strøm (I) oppstår i røret. Med økende U øker strømmen I Når alle ladede partikler dannet på et sekund når elektrodene i løpet av denne tiden (ved en viss spenning ( U *), når strømmen metning (I n). Hvis virkningen av ionisatoren stopper, stopper også utslippet (I = 0). Selvforsynt gassutslipp- en utladning i en gass som vedvarer etter opphør av virkningen av den eksterne ionisatoren på grunn av ioner og elektroner generert som et resultat av støtionisering (= ionisering av et elektrisk sjokk); oppstår med en økning i potensialforskjellen mellom elektrodene (det oppstår et elektronskred). Ved en viss spenningsverdi ( U sammenbrudd) strømstyrke igjen øker. Ionisatoren er ikke lenger nødvendig for å opprettholde utslippet. Elektronstøtionisering oppstår. Et ikke-selvbærende gassutslipp kan forvandles til et selvbærende gassutslipp når U a = U tenning. Elektrisk sammenbrudd av gass- overgang av et ikke-selvbærende gassutslipp til et uavhengig. Typer selvbærende gassutslipp:
1.glød - ved lave trykk (opptil flere mm Hg) - observert i gass-lysrør og gasslasere. (fluorescerende lamper) 2.gnist - ved normalt trykk ( P =
P
atm) og høy elektrisk feltstyrke E (lyn - strømstyrke opptil hundretusenvis av ampere). 3. korona - ved normalt trykk i et inhomogent elektrisk felt (på spissen, lysene til St. Elmo). 4.bue - oppstår mellom tett forskjøvne elektroder - høy strømtetthet, lav spenning mellom elektrodene, (i spotlights, projeksjonskinoutstyr, sveising, kvikksølvlamper)
Plasma- dette er den fjerde aggregeringstilstanden av materie med høy grad av ionisering på grunn av kollisjonen av molekyler ved høy hastighet ved høye temperaturer; forekommer i naturen: ionosfære - svakt ionisert plasma, solen - fullstendig ionisert plasma; kunstig plasma - i gassutladningslamper. Plasma er: 1. - lavtemperatur T 10 5 K. Grunnleggende egenskaper til plasma: - høy elektrisk ledningsevne; - sterk interaksjon med eksterne elektriske og magnetiske felt. Ved T = 20 ∙ 10 3 ÷ 30 ∙ 10 3 K er ethvert stoff plasma. 99 % av stoffet i universet er plasma.
Elektrisk strøm i vakuum.
). I et vakuum: - elektrisk strøm er umulig, fordi det mulige antallet ioniserte molekyler kan ikke gi elektrisk ledningsevne; - du kan lage en elektrisk strøm i et vakuum hvis du bruker en kilde til ladede partikler; - virkningen av kilden til ladede partikler kan være basert på fenomenet termionisk utslipp. Termionisk utslipp- fenomenet med utslipp av frie elektroner fra overflaten av oppvarmede legemer, utslipp av elektroner fra faste eller flytende legemer skjer når de varmes opp til temperaturer som tilsvarer den synlige gløden til et varmt metall. Den oppvarmede metallelektroden sender kontinuerlig ut elektroner og danner en elektronsky rundt den.I en likevektstilstand er antallet elektroner som forlater elektroden lik antallet elektroner som returnerer til den (siden elektroden lades positivt når elektroner går tapt). Jo høyere temperatur metallet har, jo høyere tetthet har elektronskyen. Elektrisk strøm i vakuum er mulig i vakuumrør. En elektronisk lampe er en enhet som bruker fenomenet termionisk emisjon. 
Vakuum diode.
VAC (strømspenningskarakteristikk) til en vakuumdiode.
Inngangsstrøm for diodelikeretter Ved lave anodespenninger når ikke alle elektronene som sendes ut av katoden frem til anoden, og strømmen er liten. Ved høye spenninger når strømmen metning, d.v.s. maksimal verdi. Vakuumdioden er enveisledende og brukes til AC-likretting. Elektronstråler er en strøm av raskt flygende elektroner i vakuumrør og gassutladningsenheter. Egenskaper til elektronstråler: - avvike i elektriske felt; - avbøyd i magnetiske felt under påvirkning av Lorentz-kraften; - når man bremser en stråle som faller på et stoff, oppstår røntgenstråling; - forårsaker gløden (luminescens) til noen faste og flytende legemer (luminoforer); - varme stoffet, falle på det.
Katodestrålerør (CRT)
Emne. Elektrisk strøm i vakuum
Hensikten med leksjonen: å forklare elevene hva elektrisk strøm har i et vakuum.
Leksjonstype: leksjon i å lære nytt materiale.
TIMEPLAN
STUDERE NYTT MATERIAL
Vakuum er tilstanden til en gass der trykket er mindre enn atmosfærisk trykk. Skille mellom lavt, middels og høyt vakuum.
For å skape et høyt vakuum, den nødvendige sjeldenheten, for hvilken den gjennomsnittlige frie banen til molekyler er større enn dimensjonene til fartøyet eller avstanden mellom elektrodene i fartøyet. Følgelig, hvis det skapes et vakuum i fartøyet, kolliderer molekylene i det nesten ikke med hverandre og flyr fritt gjennom interelektroderommet. I dette tilfellet opplever de kollisjoner bare med elektrodene eller med veggene i fartøyet.
For at en strøm skal eksistere i et vakuum, må en kilde til frie elektroner plasseres i et vakuum. Den høyeste konsentrasjonen av frie elektroner i metaller. Men ved romtemperatur kan de ikke forlate metallet, fordi de holdes i det av kreftene til Coulomb-tiltrekningen av positive ioner. For å overvinne disse kreftene må elektronet bruke en viss mengde energi, som kalles arbeidsfunksjonen, for å forlate metalloverflaten.
Hvis den kinetiske energien til et elektron overstiger eller er lik arbeidsfunksjonen, vil det forlate metalloverflaten og bli fri.
Prosessen med å sende ut elektroner fra en metalloverflate kalles emisjon. Avhengig av hvordan energien ble overført til elektronene, skilles flere typer utslipp. En av dem er termoelektronisk utslipp.
Ø Emisjonen av elektroner fra oppvarmede legemer kalles termoelektronisk emisjon.
Fenomenet termionisk emisjon fører til at en oppvarmet metallelektrode kontinuerlig avgir elektroner. Elektronene danner en elektronsky rundt elektroden. I dette tilfellet lades elektroden positivt, og under påvirkning av det elektriske feltet til den ladede skyen går elektroner fra skyen delvis tilbake til elektroden.
I en likevektstilstand er antallet elektroner som forlater elektroden per sekund lik antallet elektroner som har returnert til elektroden i løpet av denne tiden.
For at strømmen skal eksistere, må to betingelser være oppfylt: tilstedeværelsen av gratis ladede partikler og et elektrisk felt. For å skape disse forholdene plasseres to elektroder (katode og anode) i ballongen og luft pumpes ut av ballongen. Som et resultat av oppvarming av katoden, sendes det ut elektroner fra den. Et negativt potensial påføres katoden, og et positivt potensial på anoden.
En moderne vakuumdiode består av en glass- eller cermetballong, hvorfra luft evakueres til et trykk på 10-7 mm Hg. Kunst. To elektroder er loddet inn i ballongen, hvorav den ene - katoden - har form av en vertikal metallsylinder laget av wolfram og vanligvis dekket med et lag av jordalkalimetalloksider.
En isolert leder er plassert inne i katoden, som varmes opp av en vekselstrøm. Den oppvarmede katoden sender ut elektroner som når anoden. Lampens anode er en rund eller oval sylinder som har en felles akse med katoden.
Ensidig ledningsevne til en vakuumdiode skyldes det faktum at elektroner på grunn av oppvarming flyr ut av den varme katoden og beveger seg til den kalde anoden. Elektroner kan bare bevege seg gjennom dioden fra katoden til anoden (det vil si at den elektriske strømmen bare kan flyte i motsatt retning: fra anoden til katoden).
Figuren gjengir strømspenningskarakteristikken til en vakuumdiode (en negativ spenningsverdi tilsvarer tilfellet når katodepotensialet er høyere enn anodepotensialet, det vil si at det elektriske feltet "prøver" å returnere elektroner tilbake til katoden).
Vakuumdioder brukes til å likerette vekselstrøm. Hvis du plasserer en annen elektrode (gitter) mellom katoden og anoden, vil selv en liten endring i spenningen mellom gitteret og katoden påvirke anodestrømmen betydelig. Et slikt elektronisk rør (triode) kan forsterke svake elektriske signaler. Derfor var disse lampene i noen tid hovedelementene i elektroniske enheter.
En elektrisk strøm i vakuum ble brukt i et katodestrålerør (CRT), uten hvilket en TV eller et oscilloskop ikke kunne tenkes på lenge.
Figuren viser en forenklet utforming av en CRT.
En elektron "pistol" i halsen på røret er en katode som sender ut en intens stråle av elektroner. Et spesielt system av sylindere med hull (1) fokuserer denne strålen, og gjør den smal. Når elektroner treffer skjermen (4), begynner den å lyse. Du kan kontrollere strømmen av elektroner ved å bruke vertikale (2) eller horisontale (3) plater.
Betydelig energi kan overføres til elektroner i et vakuum. Elektronstråler kan til og med brukes til å smelte metaller i et vakuum.
SPØRSMÅL TIL ELEVER UNDER PRESENTASJON AV NYTT MATERIALE
Første nivå
1.Hva er hensikten med å skape høyvakuum i vakuumrør?
2. Hvorfor leder vakuumdioden kun strøm i én retning?
3. Hva er hensikten med elektronkanonen?
4. Hvordan styres elektronstråler?
Andre nivå
1. Hvilke egenskaper har strøm-spenningskarakteristikken til en vakuumdiode?
2. Vil en radiolampe med knust glass fungere i verdensrommet?
SIKRING AV DET STUDEREDE MATERIALET
1. Hva må gjøres for at et trielektroderør kan brukes som diode?
2. Hvordan kan du: a) øke hastigheten til elektronene i strålen; b) endre bevegelsesretningen til elektroner; c) slutte å bevege elektroner?
1. Maksimal anodestrøm i vakuumdioden er 50 mA. Hvor mange elektroner sendes ut fra katoden hvert sekund?
2. En stråle av elektroner, som akselereres av en spenning på U 1 = 5 kV, flyr inn i en flat kondensator midt mellom platene og parallelt med dem. Lengden på kondensatoren er l = 10 cm, avstanden mellom platene er d = 10 mm. For hva er den minste spenningen U 2 over kondensatoren elektroner vil ikke fly ut av den?
Løsninger. Bevegelsen til et elektron ligner bevegelsen til en kropp kastet horisontalt.
Den horisontale komponenten v av elektronhastigheten endres ikke; den faller sammen med elektronhastigheten etter akselerasjon. Denne hastigheten kan bestemmes ved hjelp av loven om bevaring av energi: Her er e en elementær elektrisk ladning, me er massen til et elektron. Den vertikale akselerasjonen a overfører kraften F til elektronet, som virker fra siden av kondensatorens elektriske felt. I følge Newtons andre lov,
hvor er styrken til det elektriske feltet i kondensatoren.
Elektroner vil ikke fly ut av kondensatoren hvis de beveger seg en avstand d/2.
Så, 
- tidspunktet for bevegelse av elektronet i kondensatoren. Herfra
Ved å kontrollere mengdeenhetene og erstatte de numeriske verdiene, får vi U 2 = 100 B.
HVA VI LÆRTE I LEKSJONEN
Vakuum er en gass så sjeldne at den gjennomsnittlige frie banen til molekyler overstiger de lineære dimensjonene til karet.
Energien som et elektron trenger å bruke for å forlate metalloverflaten kalles arbeidsfunksjonen.
Emisjonen av elektroner fra oppvarmede legemer kalles termoelektronisk emisjon.
Elektrisk strøm i et vakuum er retningsbevegelsen av elektroner generert av termionisk emisjon.
Vakuumdioden har enveis ledningsevne.
Et katodestrålerør lar deg kontrollere bevegelsen av elektroner. Det var CRT som gjorde TV mulig.
Hjemmelekser
1. Under-1: § 17; under-2: § 9.
Рів1 nr. 6.12; 6,13; 6.14.
Рів2 nr. 6.19; 6,20; 6,22, 6,23.
3. D: forberede seg på selvstendig arbeid nr. 4.
OPPGAVER FRA UAVHENGIG ARBEID nr. 4 "DC LOVER"
Oppgave 1 (1,5 poeng)
Bevegelsen av hvilke partikler skaper en elektrisk strøm i væsker?
En bevegelse av atomer.
Bevegelse av molekyler.
Bevegelsen av elektroner.
D Bevegelse av positive og negative ioner.
Figuren viser en elektrisk utladning i luft opprettet med en Tesla-transformator.
Og den elektriske strømmen i enhver gass er rettet i retningen der negative ioner beveger seg.
W Konduktiviteten til enhver gass skyldes bevegelsen av bare elektroner.
B Konduktiviteten til enhver gass skyldes bevegelsen av bare ioner.
D Konduktiviteten til enhver gass skyldes bevegelsen av bare elektroner og ioner.
Oppgave 3 har som mål å etablere en korrespondanse (logisk par). For hver linje merket med en bokstav, match setningen merket med et tall.
A Halvledere av n-type.
B Halvledere p -type.
Elektronisk ledningsevne.
D Hullledningsevne.
1 Halvledere hvor hull er hovedladningsbærere.
2 Halvledere, hvor elektroner er de viktigste ladningsbærerne.
3 Konduktivitet til en halvleder på grunn av bevegelse av hull.
4 Konduktivitet til en halvleder på grunn av bevegelse av elektroner.
5 Halvledere der elektroner og hull er de viktigste ladningsbærerne.
Hvilken strøm var elektrolysen av en vandig løsning av CuSO 4, hvis i 2 min. 160 g kobber ble frigjort på katoden?
Dette er en kort oppsummering.
Arbeidet med fullversjonen fortsetter
Foredrag20
Vakuumstrøm
1. Et notat om vakuum
Det er ingen elektrisk strøm i et vakuum, fordi det er ingen partikler i det termodynamiske vakuumet.
Imidlertid er det beste praktisk oppnådde vakuumet
,
de. en enorm mengde partikler.
Likevel, når de snakker om en strøm i et vakuum, mener de et ideelt vakuum i termodynamisk forstand, dvs. fullstendig fravær av partikler. Partikler hentet fra en hvilken som helst kilde er ansvarlig for strømmen.
2. Arbeidsutgang
Som du vet, er det i metaller en elektrongass, som holdes av tiltrekningskraften til krystallgitteret. Under normale forhold er energien til elektronene ikke stor, så de holdes inne i krystallen.
Hvis vi nærmer oss elektrongassen fra det klassiske synspunktet, dvs. vurdere at den adlyder Maxwell-Boltzmann-fordelingen, så er det åpenbart at det er en stor andel partikler hvis hastigheter er høyere enn gjennomsnittet. Følgelig har disse partiklene nok energi til å bryte ut av krystallen og danne en elektronsky i nærheten av den.
I dette tilfellet er overflaten av metallet positivt ladet. Det dannes et dobbeltlag, som hindrer fjerning av elektroner fra overflaten. Derfor, for å fjerne et elektron, er det nødvendig å gi ekstra energi til det.
Definisjon: Arbeidsfunksjonen til elektroner fra metall er energien som må gis til et elektron for å fjerne det fra metalloverflaten til det uendelige i en tilstand med nullE k
.Arbeidsfunksjonen er forskjellig for ulike metaller.
Metall |
Arbeidsfunksjon, eV |
|
1,81 |
|
3. Elektronisk emisjon.
Under normale forhold er energien til elektronene liten nok og de er bundet inne i lederen. Det finnes måter å gi ekstra energi til elektroner. Fenomenet med emisjon av elektroner under ytre påvirkning kalles elektronemisjon, og ble oppdaget av Edison i 1887. Det er 4 typer utslipp avhengig av metoden for energioverføring:
1. Termionisk emisjon (TEE), metode - varmeforsyning (oppvarming).
2. Fotoelektronutslipp (PEE), metode - belysning.
3. Sekundær elektronemisjon (SEE), metode - partikkelbombardement.
4. Feltutslipp (AEE), en metode - et sterkt elektrisk felt.
4. Autoelektronisk utslipp
Under påvirkning av et sterkt elektrisk felt kan elektroner unnslippe fra overflaten av metallet.
Denne spenningsstørrelsen er nok til å trekke ut et elektron.
Dette fenomenet kalles kuldeutslipp. Hvis feltet er sterkt nok, kan antallet elektroner bli stort, og følgelig kan strømmen være stor. I henhold til Joule-Lenz-loven vil en stor mengde varme frigjøres og AEE kan bli til TEE.
5. Fotoelektronutslipp (PEE)
Fenomenet fotoelektrisk effekt har vært kjent i lang tid, se "Optikk".
6. Sekundær elektronemisjon (SE)
Dette fenomenet brukes i fotoelektronmultiplikasjon (PMT).
Under drift oppstår det en skredlignende økning i antall elektroner. Den brukes til å registrere svake lyssignaler.
7. Vakuumdiode.
For å studere TEE brukes en enhet som kalles en vakuumdiode. Oftest, strukturelt, består den av to koaksiale sylindre plassert i en glassvakuumkolbe.
Katoden varmes opp av direkte eller indirekte elektrisk strøm. Med en likestrøm går strømmen gjennom selve katoden, med en indirekte er en ekstra leder, en filament, plassert inne i katoden. Oppvarming skjer til tilstrekkelig høye temperaturer, så katoden gjøres kompleks. Basen er et ildfast materiale (wolfram), og belegget er et materiale med lav arbeidsfunksjon (cesium).
Dioden tilhører ikke-lineære elementer, dvs. den følger ikke Ohms lov. En diode sies å være et enveis ledningselement. Det meste av I - V-karakteristikken til en diode er beskrevet av Boguslavsky - Langmuir-loven eller "3/2"-loven
Med en økning i oppvarmingstemperaturen skifter I - V-karakteristikken oppover og metningsstrømmen øker. Avhengigheten av metningsstrømtettheten av temperaturen er beskrevet av Richardson - Deshman-loven
Ved å bruke kvantestatistikkens metoder kan denne formelen fås medkonst= Bdet samme for alle metaller. Eksperiment viser at konstantene er forskjellig.
8. Halvbølge likeretter
9. Full bølge likeretter (av deg selv).
10. Bruk av lamper.
Fordelene med lamper inkluderer
· enkel kontroll over strømmen av elektroner,
· høy effekt,
· en stor del av en nesten lineær I - V-karakteristikk.
· Lamper brukes i kraftige forsterkere.
Ulempene inkluderer:
Lav effektivitet,
· høyt energiforbruk.
Send det gode arbeidet ditt i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor
Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være veldig takknemlige for deg.
postet på http://www.allbest.ru/
Elelektrisk strøm i vakuum
1. Katodestrålerør
Vakuum er en gasstilstand i et kar der molekyler flyr fra en vegg av karet til en annen, uten å ha kollidert med hverandre.
En vakuumisolator, strømmen i den kan bare oppstå på grunn av kunstig introduksjon av ladede partikler, for dette bruker de utslipp (utslipp) av elektroner fra stoffer. Termionisk emisjon skjer i vakuumlamper med oppvarmede katoder, og fotoelektronisk emisjon skjer i en fotodiode.
La oss forklare hvorfor det ikke er noen spontan utslipp av frie elektroner fra metallet. Eksistensen av slike elektroner i et metall er en konsekvens av den nære nærheten av atomer i en krystall. Imidlertid er disse elektronene frie bare i den forstand at de ikke tilhører spesifikke atomer, men forblir tilhørende krystallen som helhet. Noen av de frie elektronene, som et resultat av kaotisk bevegelse på overflaten av metallet, flyr ut av det. Et mikroområde av metalloverflaten, som tidligere var elektrisk nøytralt, får en positiv ukompensert ladning, under påvirkning av hvilken de utsendte elektronene går tilbake til metallet. Prosessene for avgang - retur skjer kontinuerlig, som et resultat av at det dannes en utskiftbar elektronsky over metalloverflaten, og metalloverflaten danner et dobbelt elektrisk lag, mot holdekreftene som arbeidet må utføres av. Hvis emisjonen av elektroner skjer, betyr det at noen ytre påvirkninger (oppvarming, belysning) har gjort slikt arbeid.
Termionisk emisjon er egenskapen til legemer oppvarmet til høy temperatur for å avgi elektroner.
Et katodestrålerør er en glasskolbe der det skapes et høyt vakuum (10 til -6 grader -10 til -7 grader mm Hg). Kilden til elektroner er en tynn trådspiral (også kjent som katoden). Motsatt katoden er det en anode i form av en hul sylinder, som elektronstrålen kommer inn i etter å ha passert gjennom en fokuseringssylinder som inneholder en membran med en smal åpning. En spenning på flere kilovolt opprettholdes mellom katoden og anoden. Elektronene akselerert av det elektriske feltet flyr ut av åpningen til membranen og flyr mot en skjerm laget av et stoff som lyser under påvirkning av elektronstøt.
Elektronstrålen styres av to par metallplater, hvorav den ene er plassert vertikalt og den andre horisontalt. Hvis venstre av platene har et negativt potensial, og den høyre har et positivt potensial, vil strålen avbøyes til høyre, og hvis polariteten til platene endres, vil strålen avbøyes til venstre. Hvis spenning påføres disse platene, vil strålen vibrere i horisontalplanet. Tilsvarende vil strålen oscillere i vertikalplanet hvis vekselspenningen påføres de vertikalt avbøyende platene. De forrige platene er horisontalt avbøyende.
2. Elektrisk strøm i vakuum
Hva er vakuum?
Dette er en slik grad av gassreaksjon hvor det praktisk talt ikke er noen kollisjoner av molekyler;
Elektrisk strøm er umulig, fordi det mulige antallet ioniserte molekyler kan ikke gi elektrisk ledningsevne;
Du kan lage en elektrisk strøm i et vakuum hvis du bruker en kilde til ladede partikler; strålerør vakuumdiode
Virkningen av kilden til ladede partikler kan være basert på fenomenet termionisk utslipp.
3. Vakuum diode
Elektrisk strøm i vakuum er mulig i vakuumrør.
En elektronisk lampe er en enhet som bruker fenomenet termionisk emisjon.
En vakuumdiode er et to-elektrode (A - anode og K - katode) vakuumrør.
Svært lavt trykk bygges opp inne i glassflasken
H - filament plassert inne i katoden for å varme den opp. Overflaten til en oppvarmet katode avgir elektroner. Hvis anoden er koblet til + til strømkilden, og katoden er koblet til -, flyter kretsen
konstant termionisk strøm. Vakuumdioden har enveis ledningsevne.
De. anodestrøm er mulig hvis anodepotensialet er høyere enn katodepotensialet. I dette tilfellet blir elektroner fra elektronskyen tiltrukket av anoden, og skaper en elektrisk strøm i et vakuum.
4. Volt-amperevakuumdiodekarakteristikk
Ved lave anodespenninger når ikke alle elektronene som sendes ut av katoden frem til anoden, og den elektriske strømmen er liten. Ved høye spenninger når strømmen metning, d.v.s. maksimal verdi.
En vakuumdiode brukes til vekselstrøm-likeretting.
Inngangsstrøm for diodelikeretter
Likeretter utgangsstrøm
5. Elektronstråler
Det er en strøm av raskt flygende elektroner i vakuumrør og gassutladningsenheter.
Egenskaper til elektronstråler:
avbøyes i elektriske felt;
Avbøyd i magnetiske felt av Lorentz-kraften;
Når en stråle som treffer et stoff bremses, genereres røntgenstråler;
Forårsaker luminescens (luminescens) av enkelte faste stoffer og væsker (fosfor);
Varm opp stoffet, fall på det.
6. Katodestrålerør (CRT)
Fenomenene termionisk emisjon og egenskapene til elektronstråler brukes.
CRT består av en elektronkanon, horisontale og vertikale avbøyningsplater-elektroder og en skjerm.
I en elektronkanon passerer elektroner som sendes ut av en oppvarmet katode gjennom en kontrollgitterelektrode og akselereres av anodene. Elektronpistolen fokuserer elektronstrålen til et punkt og endrer lysstyrken til gløden på skjermen. De avbøyende horisontale og vertikale platene lar deg flytte elektronstrålen på skjermen til et hvilket som helst punkt på skjermen. Skjermen på røret er dekket med en fosfor, som begynner å lyse når den bombarderes med elektroner.
Det finnes to typer rør:
1) med elektrostatisk kontroll av elektronstrålen (avbøyning av den elektriske strålen kun av det elektriske feltet);
2) Elektromagnetisk styrt (magnetiske avbøyningsspoler er lagt til).
Hovedanvendelse av CRT:
bilderør i fjernsynsutstyr;
datamaskin skjermer;
elektroniske oscilloskoper innen måleteknologi.
Skrevet på Allbest.ru
...Lignende dokumenter
Vakuum - tilstanden til en gass ved et trykk som er mindre enn atmosfærisk. Strømmen av elektroner i et vakuum som en slags elektrisk strøm. Fenomenet termionisk utslipp, dets anvendelse. Vakuumdiode (to-elektrode lampe). Strømspenningskarakteristikk for dioden.
sammendrag, lagt til 24.10.2008
Konseptet med elektrisk strøm og betingelsene for dens forekomst. Superledningsevne av metaller ved lave temperaturer. Begrepene elektrolyse og elektrolytisk dissosiasjon. Elektrisk strøm i væsker. Faradays lov. Egenskaper til elektrisk strøm i gasser, vakuum.
presentasjon lagt til 27.01.2014
Elektrisk strømkonsept. Elektronstrømoppførsel i forskjellige medier. Prinsipper for drift av et vakuumelektronstrålerør. Elektrisk strøm i væsker, metaller, halvledere. Konsept og typer ledningsevne. Fenomenet elektron-hull overgang.
presentasjon lagt til 11.05.2014
Grunnleggende begreper og spesielle deler av elektrodynamikk. Betingelser for eksistensen av elektrisk strøm, beregning av dets arbeid og kraft. Ohms lov for like- og vekselstrøm. Strømspenning som er karakteristisk for metaller, elektrolytter, gasser og en vakuumdiode.
presentasjon lagt til 30.11.2013
Konseptet med elektrisk strøm som en ordnet bevegelse av ladede partikler. Typer elektriske batterier og energikonverteringsmetoder. Enheten til den galvaniske cellen, funksjonene til batteriet. Klassifisering av aktuelle kilder og deres anvendelse.
presentasjon lagt til 18.01.2012
Konseptet med elektrisk strøm, valg av retning, handling og styrke. Bevegelsen av partikler i en leder, dens egenskaper. Elektriske kretser og typer tilkoblinger. Joule-Lenz sin lov om mengden varme som frigjøres av en leder, Ohms lov om styrken til strømmen i kretsdelen.
presentasjon lagt til 15.05.2009
Dannelsen av en elektrisk strøm, eksistensen, bevegelsen og interaksjonen av ladede partikler. Teorien om utseendet til elektrisitet når to forskjellige metaller kommer i kontakt, opprettelsen av en kilde til elektrisk strøm, studiet av virkningen av en elektrisk strøm.
presentasjon lagt til 28.01.2011
Termisk effekt av elektrisk strøm. Essensen av Joule-Lenz-loven. Drivhus og drivhuskonsept. Effektivitet ved bruk av varmevifte og kabeloppvarming av drivhusjord. Termisk effekt av elektrisk strøm i enheten til inkubatorer.
presentasjon lagt til 26.11.2013
Beregning av lineære elektriske kretser av likestrøm, bestemmelse av strømmer i alle grener av metodene for sløyfestrømmer, superposisjon, koagulering. Ikke-lineære DC elektriske kretser. Analyse av den elektriske tilstanden til lineære AC-kretser.
semesteroppgave lagt til 05.10.2013
Elektrisk strømkonsept. Ohms lov for en del av en kjede. Funksjoner av strømflyt i metaller, fenomenet superledning. Termionisk emisjon i vakuumdioder. Dielektriske, elektrolytiske og halvledende væsker; elektrolyseloven.
Presentasjon "profesjonens verden" for grunntrinn Fokus, anvendelsesmuligheter for utvikling
Presentasjon "Funksjon y = cosx, dens egenskaper og graf" Presentasjon av egenskaper og graf for cosinusfunksjonen
Presentasjon av prosjektet "matematisk fortelling"
Yrke - "Sosialarbeider Presentasjon for talen på sosionomens dag