Conditions de vide : courant électrique dans le vide. Qu'est-ce que le courant électrique dans le vide ?

Le courant électrique est le mouvement ordonné des charges électriques. Il peut être obtenu, par exemple, dans un conducteur qui relie un corps chargé et non chargé. Cependant, ce courant s'arrêtera dès que la différence de potentiel entre ces corps deviendra nulle. Un courant ordonné existera également dans le conducteur reliant les plaques d'un condensateur chargé. Dans ce cas, le courant s'accompagne de la neutralisation des charges situées sur les plaques du condensateur et se poursuit jusqu'à ce que la différence de potentiel des plaques du condensateur devienne nulle.

Ces exemples montrent qu'un courant électrique dans un conducteur se produit uniquement lorsqu'il existe des potentiels différents aux extrémités du conducteur, c'est-à-dire lorsqu'il existe un champ électrique.

Mais dans les exemples considérés, le courant ne peut pas être de longue durée, car lors du déplacement des charges, les potentiels des corps s'égalisent rapidement et le champ électrique dans le conducteur disparaît.

Par conséquent, pour obtenir du courant, il est nécessaire de maintenir des potentiels différents aux extrémités du conducteur. Pour ce faire, vous pouvez transférer des charges d'un corps à un autre via un autre conducteur, formant ainsi un circuit fermé. Cependant, sous l'influence des forces du même champ électrique, un tel transfert de charge est impossible, puisque le potentiel du deuxième corps est inférieur au potentiel du premier. Le transfert n’est donc possible que par des forces d’origine non électrique. La présence de telles forces est assurée par une source de courant incluse dans le circuit.

Les forces agissant dans la source de courant transfèrent la charge d’un corps avec un potentiel inférieur vers un corps avec un potentiel plus élevé et fonctionnent en même temps. Il doit donc avoir de l’énergie.

Les sources de courant sont les cellules galvaniques, les batteries, les générateurs, etc.

Ainsi, les principales conditions d'apparition du courant électrique sont : la présence d'une source de courant et d'un circuit fermé.

Le passage du courant dans un circuit s’accompagne d’un certain nombre de phénomènes facilement observables. Par exemple, dans certains liquides, lorsqu'un courant les traverse, on observe un dégagement d'une substance sur les électrodes descendues dans le liquide. Le courant dans les gaz est souvent accompagné de lueurs de gaz, etc. Le courant électrique dans les gaz et le vide a été étudié par l'éminent physicien et mathématicien français André Marie Ampère, grâce auquel nous connaissons désormais la nature de tels phénomènes.

Comme vous le savez, le vide est le meilleur isolant, c’est-à-dire l’espace d’où l’air a été pompé.

Mais il est possible d'obtenir un courant électrique dans le vide, pour lequel il faut y introduire des porteurs de charge.

Prenons un récipient dont l'air a été pompé. Deux plaques métalliques sont soudées dans ce récipient - deux électrodes. On connecte l'un d'eux A (anode) à une source de courant positif, l'autre K (cathode) à une source de courant négative. La tension entre les deux est suffisante pour appliquer 80 à 100 V.

Connectons un milliampèremètre sensible au circuit. L'appareil n'affiche aucun courant ; cela indique que le courant électrique n’existe pas dans le vide.

Changeons l'expérience. En tant que cathode, nous soudons un fil dans le récipient - un fil dont les extrémités sont ressorties. Ce filament sera toujours la cathode. En utilisant une autre source de courant, nous le réchauffons. On remarquera que dès que le filament est chauffé, l'appareil connecté au circuit émet un courant électrique dans le vide, et plus il est important plus le filament est chauffé. Cela signifie que lorsqu'il est chauffé, le fil assure la présence de particules chargées dans le vide ; il en est la source.

Comment ces particules sont-elles chargées ? L'expérience peut apporter la réponse à cette question. Changeons les pôles des électrodes soudées dans le récipient - nous ferons du fil une anode et du pôle opposé - une cathode. Et bien que le filament soit chauffé et envoie des particules chargées dans le vide, il n’y a pas de courant.

Il s’ensuit que ces particules sont chargées négativement car elles sont repoussées par l’électrode A lorsqu’elle est chargée négativement.

Quelles sont ces particules ?

Selon la théorie électronique, les électrons libres d’un métal sont en mouvement chaotique. Lorsque le filament est chauffé, ce mouvement s'intensifie. Dans le même temps, certains électrons, acquérant une énergie suffisante pour sortir, s'envolent du fil, formant autour de lui un « nuage d'électrons ». Lorsqu'un champ électrique se forme entre le filament et l'anode, les électrons volent vers l'électrode A si elle est connectée au pôle positif de la batterie, et sont repoussés vers le filament s'il est connecté au pôle négatif, c'est-à-dire qu'il a la même charge que les électrons.

Ainsi, le courant électrique dans le vide est un flux dirigé d’électrons.

Dans cette leçon, nous continuons à étudier la circulation des courants dans divers milieux, en particulier dans le vide. Nous examinerons le mécanisme de formation des charges libres, considérerons les principaux dispositifs techniques qui fonctionnent sur les principes du courant dans le vide : une diode et un tube cathodique. Nous indiquerons également les propriétés fondamentales des faisceaux d'électrons.

Le résultat de l'expérience s'explique comme suit : à la suite du chauffage, le métal commence à émettre des électrons de sa structure atomique, semblable à l'émission de molécules d'eau lors de l'évaporation. Le métal chauffé est entouré d'un nuage d'électrons. Ce phénomène est appelé émission thermoionique.

Riz. 2. Schéma de l'expérience d'Edison

Propriété des faisceaux d'électrons

En technologie, l’utilisation de faisceaux d’électrons est très importante.

Définition. Un faisceau d’électrons est un flux d’électrons dont la longueur est bien supérieure à sa largeur. C'est assez facile à obtenir. Il suffit de prendre un tube à vide à travers lequel circule le courant et de faire un trou dans l'anode, vers lequel vont les électrons accélérés (ce qu'on appelle le canon à électrons) (Fig. 3).

Riz. 3. Pistolet à électrons

Les faisceaux d’électrons ont un certain nombre de propriétés clés :

Du fait de leur énergie cinétique élevée, ils ont un effet thermique sur le matériau qu’ils impactent. Cette propriété est utilisée en soudage électronique. Le soudage électronique est nécessaire dans les cas où le maintien de la pureté des matériaux est important, par exemple lors du soudage de semi-conducteurs.

• Lorsqu'ils entrent en collision avec des métaux, les faisceaux d'électrons ralentissent et émettent des rayons X utilisés en médecine et en technologie (Fig. 4).

Riz. 4. Photo prise aux rayons X ()

• Lorsqu'un faisceau d'électrons frappe certaines substances appelées phosphores, une lueur se produit, ce qui permet de créer des écrans permettant de surveiller le mouvement du faisceau, qui, bien entendu, est invisible à l'œil nu.
• La capacité de contrôler le mouvement des faisceaux à l’aide de champs électriques et magnétiques.

Il est à noter que la température à laquelle l'émission thermoionique peut être réalisée ne peut excéder la température à laquelle la structure métallique est détruite.

Au début, Edison a utilisé la conception suivante pour générer du courant dans le vide. Un conducteur connecté à un circuit a été placé d'un côté du tube à vide et une électrode chargée positivement a été placée de l'autre côté (voir Fig. 5) :

Riz. 5

À la suite du passage du courant à travers le conducteur, celui-ci commence à chauffer, émettant des électrons attirés par l'électrode positive. En fin de compte, un mouvement dirigé des électrons se produit, qui est en fait un courant électrique. Cependant, le nombre d’électrons ainsi émis est trop faible, ce qui entraîne un courant trop faible pour une quelconque utilisation. Ce problème peut être résolu en ajoutant une autre électrode. Une telle électrode à potentiel négatif est appelée électrode à filament indirect. Avec son utilisation, le nombre d'électrons en mouvement augmente plusieurs fois (Fig. 6).

Riz. 6. Utilisation d'une électrode à filament indirect

Il convient de noter que la conductivité du courant dans le vide est la même que celle des métaux - électronique. Bien que le mécanisme d’apparition de ces électrons libres soit complètement différent.

Basé sur le phénomène d'émission thermoionique, un dispositif appelé diode à vide a été créé (Fig. 7).

Riz. 7. Désignation d'une diode à vide sur un schéma électrique

Diode à vide

Regardons de plus près la diode à vide. Il existe deux types de diodes : une diode avec un filament et une anode et une diode avec un filament, une anode et une cathode. La première est appelée diode à filament direct, la seconde est appelée diode à filament indirect. En technologie, les premier et deuxième types sont utilisés, cependant, la diode à filament direct présente l'inconvénient que lorsqu'elle est chauffée, la résistance du filament change, ce qui entraîne une modification du courant traversant la diode. Et comme certaines opérations utilisant des diodes nécessitent un courant totalement constant, il est plus conseillé d'utiliser le deuxième type de diodes.

Dans les deux cas, la température du filament pour une émission efficace doit être égale à .

Les diodes sont utilisées pour redresser les courants alternatifs. Si une diode est utilisée pour convertir des courants industriels, on parle alors de kénotron.

L'électrode située à proximité de l'élément émetteur d'électrons s'appelle la cathode (), l'autre s'appelle l'anode (). Lorsqu'il est connecté correctement, le courant augmente à mesure que la tension augmente. Lorsqu'il est connecté en sens inverse, aucun courant ne circulera (Fig. 8). De cette manière, les diodes à vide se comparent avantageusement aux diodes à semi-conducteurs, dans lesquelles, lorsqu'elles sont rallumées, le courant, bien que minime, est présent. En raison de cette propriété, les diodes à vide sont utilisées pour redresser les courants alternatifs.

Riz. 8. Caractéristique courant-tension d'une diode à vide

Un autre dispositif créé sur la base des processus de circulation du courant dans le vide est une triode électrique (Fig. 9). Sa conception diffère de celle de la diode par la présence d'une troisième électrode, appelée grille. Un appareil tel qu'un tube cathodique, qui constitue l'essentiel des appareils tels qu'un oscilloscope et des téléviseurs à tube, est également basé sur les principes du courant dans le vide.

Riz. 9. Circuit triode à vide

Tube à rayons cathodiques

Comme mentionné ci-dessus, sur la base des propriétés de propagation du courant dans le vide, un dispositif aussi important qu'un tube cathodique a été conçu. Ses travaux s'appuient sur les propriétés des faisceaux d'électrons. Regardons la structure de cet appareil. Un tube cathodique se compose d'une fiole à vide avec une expansion, d'un canon à électrons, de deux cathodes et de deux paires d'électrodes mutuellement perpendiculaires (Fig. 10).

Riz. 10. Structure d'un tube cathodique

Le principe de fonctionnement est le suivant : les électrons émis par le canon du fait de l'émission thermoionique sont accélérés du fait du potentiel positif au niveau des anodes. Ensuite, en appliquant la tension souhaitée aux paires d’électrodes de commande, nous pouvons dévier le faisceau d’électrons comme nous le souhaitons, horizontalement et verticalement. Après quoi le faisceau dirigé tombe sur l'écran phosphorescent, ce qui nous permet de voir l'image de la trajectoire du faisceau sur celui-ci.

Un tube cathodique est utilisé dans un instrument appelé oscilloscope (Fig. 11), conçu pour étudier les signaux électriques, et dans les téléviseurs CRT, à la seule exception que les faisceaux d'électrons y sont contrôlés par des champs magnétiques.

Riz. 11. Oscilloscope ()

Dans la prochaine leçon, nous examinerons le passage du courant électrique dans les liquides.

Bibliographie

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Physique (niveau de base) - M. : Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Physique 10e année. - M. : Ilexa, 2005.
3. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. La physique. Électrodynamique. - M. : 2010.

1. Physique.kgsu.ru ().
2. Cathédrale.narod.ru ().

Devoirs

1. Qu’est-ce que l’émission électronique ?
2. Quels sont les moyens de contrôler les faisceaux d’électrons ?
3. Comment la conductivité d’un semi-conducteur dépend-elle de la température ?
4. A quoi sert une électrode à filament indirect ?
5. *Quelle est la principale propriété d’une diode à vide ? A quoi est-ce dû ?

Le courant électrique peut être généré non seulement dans les métaux, mais aussi sous vide, par exemple dans des tubes radio, dans des tubes cathodiques. Découvrons la nature du courant dans le vide.

Les métaux contiennent un grand nombre d’électrons libres se déplaçant de manière aléatoire. Lorsqu'un électron s'approche de la surface d'un métal, les forces d'attraction agissant sur lui du côté des ions positifs et dirigées vers l'intérieur empêchent l'électron de quitter le métal. Le travail qui doit être effectué pour retirer un électron d’un métal dans le vide s’appelle fonction de travail. C'est différent pour différents métaux. Donc, pour le tungstène, cela est égal à 7,2*10 -19 j. Si l’énergie d’un électron est inférieure au travail de travail, il ne peut pas quitter le métal. Il existe de nombreux électrons, même à température ambiante, dont l'énergie n'est pas très supérieure au travail de travail. Après avoir quitté le métal, ils s'en éloignent sur une courte distance et, sous l'influence des forces d'attraction des ions, retournent au métal, ce qui entraîne une fine couche d'électrons sortants et retournants, qui sont en équilibre dynamique , se forme près de la surface. En raison de la perte d’électrons, la surface métallique se charge positivement.

Pour qu'un électron quitte le métal, il doit agir contre les forces répulsives du champ électrique de la couche électronique et contre les forces du champ électrique de la surface chargée positivement du métal (Fig. 85. a). À température ambiante, presque aucun électron ne pourrait s’échapper au-delà de la double couche chargée.

Pour que les électrons s’échappent au-delà de la double couche, ils doivent avoir une énergie bien supérieure au travail de sortie. Pour ce faire, de l’énergie est transmise aux électrons depuis l’extérieur, par exemple par chauffage. L’émission d’électrons par un corps chauffé est appelée émission thermoionique. C'est une des preuves de la présence d'électrons libres dans le métal.

Le phénomène d’émission thermoionique peut être observé dans une telle expérience. Après avoir chargé positivement l'électromètre (à partir d'une tige de verre électrifiée), nous le connectons avec un conducteur à l'électrode A de la lampe à vide de démonstration (Fig. 85, b). L'électromètre ne se décharge pas. Après avoir fermé le circuit, on chauffe le fil K. On voit que l'aiguille de l'électromètre tombe - l'électromètre est déchargé. Les électrons émis par le filament chaud sont attirés vers l'électrode A chargée positivement et neutralisent sa charge. Le flux d'électrons thermoioniques du filament vers l'électrode A sous l'influence d'un champ électrique formait un courant électrique dans le vide.

Si l’électromètre est chargé négativement, il ne se déchargera pas dans une telle expérience. Les électrons qui s'échappent du filament ne sont plus attirés par l'électrode A, mais en sont au contraire repoussés et retournent vers le filament.

Assemblons un circuit électrique (Fig. 86). Lorsque le fil K n'est pas chauffé, le circuit entre celui-ci et l'électrode A est ouvert - l'aiguille du galvanomètre est à zéro. Il n'y a pas de courant dans son circuit. En fermant la clé, on chauffe le filament. Un courant circulait dans le circuit du galvanomètre, tandis que des électrons thermoioniques fermaient le circuit entre le filament et l'électrode A, formant ainsi un courant électrique dans le vide. Le courant électrique dans le vide est un flux dirigé d’électrons sous l’influence d’un champ électrique. La vitesse du mouvement directionnel des électrons formant le courant dans le vide est des milliards de fois supérieure à la vitesse du mouvement directionnel des électrons formant le courant dans les métaux. Ainsi, la vitesse du flux d'électrons à l'anode des lampes des récepteurs radio atteint plusieurs milliers de kilomètres par seconde.

Ceci est un bref résumé.

Le travail sur la version complète continue

Conférence20

Courant dans le vide

1. Une note sur le vide

Il n'y a pas de courant électrique dans le vide, car dans le vide thermodynamique, il n'y a pas de particules.

Cependant, le meilleur vide pratique obtenu est

,

ceux. un grand nombre de particules.

Cependant, lorsqu'ils parlent de courant dans le vide, ils entendent un vide idéal au sens thermodynamique, c'est-à-dire absence totale de particules. Les particules obtenues à partir d’une source sont responsables du flux de courant.

2. Fonction de travail

Comme on le sait, les métaux contiennent un gaz d'électrons retenu par la force d'attraction vers le réseau cristallin. Dans des conditions normales, l’énergie des électrons n’est pas élevée, ils sont donc retenus à l’intérieur du cristal.

Si nous approchons le gaz électronique depuis les positions classiques, c'est-à-dire supposons qu'il obéisse à la distribution de Maxwell-Boltzmann, alors il est évident qu'il existe une grande proportion de particules dont les vitesses sont supérieures à la moyenne. Par conséquent, ces particules ont suffisamment d’énergie pour s’échapper du cristal et former un nuage d’électrons à proximité de celui-ci.

La surface métallique devient chargée positivement. Une double couche se forme, qui empêche l’élimination des électrons de la surface. Par conséquent, pour retirer un électron, il est nécessaire de lui conférer une énergie supplémentaire.

Définition: Fonction de travail des électrons d'un métal est l'énergie qu'il faut communiquer à un électron pour l'éloigner de la surface du métal à l'infini dans un état nulE k.

La fonction de travail est différente pour différents métaux.

Métal	Fonction de travail, eV
	1,81

3. Émission électronique.

Dans des conditions normales, l’énergie des électrons est assez faible et ils sont liés à l’intérieur d’un conducteur. Il existe des moyens de conférer une énergie supplémentaire aux électrons. Le phénomène d'émission d'électrons sous influence externe est appelé émission d'électrons et a été découvert par Edison en 1887. Selon le mode de transport de l'énergie, on distingue 4 types d'émissions :

1. Émission thermoionique (TEE), méthode – apport de chaleur (chauffage).

2. Emission photoélectronique (PEE), méthode – éclairage.

3. Émission d'électrons secondaires (SEE), méthode – bombardement de particules.

4. Émission électronique de champ (FEE), méthode – champ électrique fort.

4. Émissions autoélectroniques

Lorsqu’ils sont exposés à un champ électrique puissant, les électrons peuvent être éjectés de la surface du métal.

Cette valeur de tension est suffisante pour extraire un électron.

Ce phénomène est appelé émission de froid. Si le champ est suffisamment puissant, le nombre d’électrons peut devenir important et, par conséquent, le courant peut devenir important. Selon la loi Joule-Lenz, une grande quantité de chaleur sera dégagée et l'AEE pourra se transformer en TEE.

5. Émission photoélectronique (PEE)

Le phénomène de l'effet photoélectrique est connu depuis longtemps, voir « Optique ».

6. Émission d'électrons secondaires (SEE)

Ce phénomène est utilisé dans les dispositifs photomultiplicateurs (PMT).

Pendant le fonctionnement, une augmentation semblable à une avalanche du nombre d’électrons se produit. Utilisé pour enregistrer des signaux lumineux faibles.

7. Diode à vide.

Pour étudier le TEE, un appareil appelé diode à vide est utilisé. Le plus souvent, il est constitué de deux cylindres coaxiaux placés dans une bouteille isotherme en verre.

La cathode est chauffée par le courant électrique, directement ou indirectement. Avec le courant continu, le courant traverse la cathode elle-même, avec le courant indirect, un conducteur supplémentaire est placé à l'intérieur de la cathode - un filament. Le chauffage se produit à des températures assez élevées, ce qui rend la cathode complexe. La base est un matériau réfractaire (tungstène) et le revêtement est un matériau à faible travail de sortie (césium).

La diode appartient aux éléments non linéaires, c'est-à-dire il n'obéit pas à la loi d'Ohm. On dit qu'une diode est un élément à conductivité unidirectionnelle. La plupart des caractéristiques courant-tension de la diode sont décrites par la loi de Boguslavsky-Langmuir ou la loi « 3/2 ».

À mesure que la température du filament augmente, la caractéristique courant-tension se déplace vers le haut et le courant de saturation augmente. La dépendance de la densité du courant de saturation sur la température est décrite par la loi de Richardson-Deshman

En utilisant les méthodes de statistiques quantiques, on peut obtenir cette formule avecconst= Ble même pour tous les métaux. L'expérience montre que les constantes sont différents.

8. Redresseur demi-onde

9. Pleine vague redresseur (vous-même).

10. Application des lampes.

Les avantages des lampes incluent

· facilité de contrôle du flux d'électrons,

· haute puissance,

· une grande section de caractéristique courant-tension presque linéaire.

· Les tubes sont utilisés dans des amplificateurs puissants.

Les inconvénients comprennent :

· faible efficacité,

· consommation d'énergie élevée.

Courant électrique dans le vide

Le vide est un état du gaz dans lequel la pression est inférieure à la pression atmosphérique. Il existe des vides faibles, moyens et poussés.

Pour créer un vide poussé, il faut une raréfaction, pour laquelle dans le gaz restant, le libre parcours moyen des molécules est supérieur à la taille de la cuve ou à la distance entre les électrodes dans la cuve. Par conséquent, si un vide est créé dans un récipient, les molécules qu'il contient n'entrent presque pas en collision les unes avec les autres et volent librement à travers l'espace interélectrodes. Dans ce cas, ils subissent des collisions uniquement avec les électrodes ou avec les parois du récipient.

Pour que le courant existe dans le vide, il est nécessaire de placer une source d’électrons libres dans le vide. La plus forte concentration d'électrons libres dans les métaux. Mais à température ambiante, ils ne peuvent pas quitter le métal, car ils y sont retenus par les forces d'attraction coulombienne des ions positifs. Pour vaincre ces forces, un électron doit dépenser une certaine énergie, appelée fonction de travail, afin de quitter la surface métallique.

Si l'énergie cinétique de l'électron dépasse ou est égale au travail de travail, il quittera la surface du métal et deviendra libre.

Le processus d’émission d’électrons depuis la surface d’un métal est appelé émission. Selon la manière dont l'énergie nécessaire aux électrons a été transférée, on distingue plusieurs types d'émission. L’un d’eux est l’émission d’électrons thermiques.

Ø L'émission d'électrons par les corps chauffés est appelée émission thermoélectronique.

Le phénomène d’émission thermoionique amène une électrode métallique chauffée à émettre en continu des électrons. Les électrons forment un nuage électronique autour de l’électrode. Dans ce cas, l'électrode devient chargée positivement et sous l'influence du champ électrique du nuage chargé, les électrons du nuage sont partiellement renvoyés vers l'électrode.

À l'état d'équilibre, le nombre d'électrons qui quittent l'électrode par seconde est égal au nombre d'électrons qui reviennent à l'électrode pendant ce temps.

2. Courant électrique dans le vide

Pour que le courant existe, deux conditions doivent être remplies : la présence de particules chargées libres et un champ électrique. Pour créer ces conditions, deux électrodes (cathode et anode) sont placées dans le cylindre et l'air est pompé hors du cylindre. En chauffant la cathode, des électrons s’en échappent. Un potentiel négatif est appliqué à la cathode et un potentiel positif est appliqué à l'anode.

Le courant électrique dans le vide est le mouvement dirigé des électrons résultant de l’émission thermoionique.

3. Diode à vide

Une diode à vide moderne est constituée d'un cylindre en verre ou en métal-céramique, à partir duquel l'air est évacué jusqu'à une pression de 10 à 7 mm Hg. Art. Deux électrodes sont soudées dans le cylindre, dont l'une - la cathode - a la forme d'un cylindre métallique vertical en tungstène et généralement recouvert d'une couche d'oxydes de métaux alcalino-terreux.

Il y a un conducteur isolé à l’intérieur de la cathode qui est chauffé par courant alternatif. La cathode chauffée émet des électrons qui atteignent l'anode. L'anode de la lampe est un cylindre rond ou ovale qui possède un axe commun avec la cathode.

La conductivité unidirectionnelle d'une diode à vide est due au fait qu'en raison de l'échauffement, les électrons sortent de la cathode chaude et se déplacent vers l'anode froide. Les électrons ne peuvent circuler à travers la diode que de la cathode à l'anode (c'est-à-dire que le courant électrique ne peut circuler que dans la direction opposée : de l'anode à la cathode).

La figure montre la caractéristique courant-tension d'une diode à vide (une valeur de tension négative correspond au cas où le potentiel cathodique est supérieur au potentiel anodique, c'est-à-dire que le champ électrique « essaie » de renvoyer les électrons à la cathode).

Les diodes à vide sont utilisées pour redresser le courant alternatif. Si vous placez une autre électrode (grille) entre la cathode et l'anode, même un léger changement de tension entre la grille et la cathode affectera considérablement le courant anodique. Un tel tube électronique (triode) permet d'amplifier des signaux électriques faibles. Par conséquent, pendant un certain temps, ces lampes ont été les principaux éléments des appareils électroniques.

4. Tube cathodique

Le courant électrique dans le vide était utilisé dans un tube cathodique (CRT), sans lequel il était pendant longtemps impossible d'imaginer un téléviseur ou un oscilloscope.

La figure montre une conception simplifiée d'un CRT.

Le « canon » à électrons situé au col du tube est la cathode, qui émet un intense faisceau d’électrons. Un système spécial de cylindres percés (1) focalise ce faisceau et le rend plus étroit. Lorsque les électrons frappent l'écran (4), celui-ci commence à briller. Le flux d'électrons peut être contrôlé à l'aide de plaques verticales (2) ou horizontales (3).

Une énergie importante peut être transférée aux électrons dans le vide. Les faisceaux d’électrons peuvent même être utilisés pour faire fondre des métaux sous vide.