진공 조건: 진공 중의 전류. 진공 속의 전류란 무엇인가?

전류는 전하의 질서 있는 이동이다. 예를 들어 충전된 몸체와 충전되지 않은 몸체를 연결하는 도체에서 얻을 수 있습니다. 그러나 이 전류는 이들 몸체 사이의 전위차가 0이 되는 순간 중단됩니다. 충전된 커패시터의 플레이트를 연결하는 도체에도 정렬된 전류가 존재합니다. 이 경우 전류는 축전기판에 있는 전하의 중화를 수반하며 축전기판의 전위차가 0이 될 때까지 계속됩니다.

이러한 예는 도체의 끝 부분에 서로 다른 전위가 있는 경우, 즉 전기장이 있는 경우에만 도체의 전류가 발생한다는 것을 보여줍니다.

그러나 고려된 예에서는 전하를 이동시키는 과정에서 몸체의 전위가 빠르게 균등화되고 도체의 전기장이 사라지기 때문에 전류가 오래 지속될 수 없습니다.

따라서 전류를 얻기 위해서는 도체 끝단에서 서로 다른 전위를 유지해야 합니다. 이를 위해 다른 도체를 통해 한 몸체에서 다른 몸체로 전하를 전송하여 이에 대한 폐쇄 회로를 형성할 수 있습니다. 그러나 동일한 전기장의 힘의 영향으로 두 번째 몸체의 전위가 첫 번째 몸체의 전위보다 작기 때문에 이러한 전하 이동이 불가능합니다. 따라서 비전기적인 힘에 의해서만 전달이 가능합니다. 그러한 힘의 존재는 회로에 포함된 전류원에 의해 제공됩니다.

전류 소스에 작용하는 힘은 전위가 낮은 물체에서 전위가 높은 물체로 전하를 전달하는 동시에 작업을 수행합니다. 그러므로 에너지가 있어야 합니다.

전류원은 갈바니 전지, 배터리, 발전기 등입니다.

따라서 전류 발생의 주요 조건은 전류원과 폐쇄 회로의 존재입니다.

회로의 전류 흐름에는 쉽게 관찰할 수 있는 여러 가지 현상이 수반됩니다. 예를 들어, 일부 액체에서는 전류가 통과할 때 액체에 담긴 전극에서 물질의 방출이 관찰됩니다. 가스의 전류는 종종 가스의 빛 등을 동반합니다. 가스와 진공의 전류는 프랑스의 뛰어난 물리학자이자 수학자인 Andre Marie Ampere에 의해 연구되었으며, 덕분에 우리는 이제 그러한 현상의 본질을 알고 있습니다.

아시다시피 진공은 최고의 단열재, 즉 공기가 펌핑되는 공간입니다.

그러나 진공에서 전류를 얻는 것이 가능하며, 이를 위해서는 전하 캐리어를 도입해야 합니다.

공기가 펌핑되는 용기를 가져 갑시다. 이 용기에는 두 개의 금속판, 즉 두 개의 전극이 납땜되어 있습니다. 그 중 하나(양극)를 양극 전류원에 연결하고 다른 K(음극)를 음극 전류원에 연결합니다. 사이의 전압은 80 - 100V를 적용하기에 충분합니다.

민감한 밀리암미터를 회로에 연결해 보겠습니다. 장치에 전류가 표시되지 않습니다. 이는 진공 상태에서는 전류가 존재하지 않는다는 것을 나타냅니다.

경험을 바꿔보자. 음극으로서 우리는 와이어를 용기에 납땜합니다. 즉, 끝이 나온 실입니다. 이 필라멘트는 여전히 음극이 됩니다. 다른 전류원을 사용하여 가열합니다. 필라멘트가 가열되자마자 회로에 연결된 장치는 진공 상태에서 전류를 표시하고 필라멘트가 더 많이 가열될수록 전류가 커진다는 것을 알 수 있습니다. 이는 가열되면 스레드가 진공 상태에서 하전 입자의 존재를 보장한다는 것을 의미합니다.

이 입자들은 어떻게 충전됩니까? 경험은 이 질문에 대한 답을 제공할 수 있습니다. 용기에 납땜된 전극의 극을 변경해 보겠습니다. 스레드를 양극으로 만들고 반대 극을 음극으로 만듭니다. 필라멘트가 가열되어 하전 입자를 진공 속으로 보내더라도 전류는 없습니다.

이 입자들은 음으로 하전될 때 전극 A로부터 반발되기 때문에 음으로 하전됩니다.

이 입자들은 무엇입니까?

전자 이론에 따르면 금속의 자유 전자는 혼란스럽게 움직입니다. 필라멘트가 가열되면 이 움직임이 강화됩니다. 동시에, 빠져나오기에 충분한 에너지를 획득한 일부 전자는 실 밖으로 날아가서 그 주위에 "전자 구름"을 형성합니다. 필라멘트와 양극 사이에 전기장이 형성되면 전자는 배터리의 양극에 연결되면 전극 A로 날아가고, 음극에 연결되면 필라멘트로 다시 밀어냅니다. 전자와 동일한 전하를 띤다.

따라서 진공에서의 전류는 전자의 방향성 흐름입니다.

이 수업에서 우리는 다양한 매체, 특히 진공 상태에서의 전류 흐름을 계속해서 연구합니다. 우리는 자유 전하 형성 메커니즘을 고려하고 진공 상태에서 전류 원리에 따라 작동하는 주요 기술 장치인 다이오드와 음극선관을 고려할 것입니다. 우리는 또한 전자빔의 기본 특성을 나타낼 것입니다.

실험 결과는 다음과 같이 설명됩니다. 가열 결과 금속은 증발 중 물 분자의 방출과 유사하게 원자 구조에서 전자를 방출하기 시작합니다. 가열된 금속은 전자구름으로 둘러싸여 있습니다. 이 현상을 열이온 방출이라고 합니다.

쌀. 2. 에디슨의 실험 계획

전자빔의 성질

기술에서는 소위 전자빔의 사용이 매우 중요합니다.

정의.전자빔은 길이가 너비보다 훨씬 긴 전자 흐름입니다. 얻는 것은 꽤 쉽습니다. 전류가 흐르는 진공관을 가져와 가속된 전자가 이동하는 양극에 구멍을 만드는 것으로 충분합니다(소위 전자총)(그림 3).

쌀. 3. 전자총

전자빔에는 다음과 같은 여러 가지 주요 특성이 있습니다.

높은 운동 에너지로 인해 충격을 받는 재료에 열 효과가 있습니다. 이 속성은 전자 용접에 사용됩니다. 반도체 용접 등 재료의 순도 유지가 중요한 경우에는 전자 용접이 필요합니다.

• 금속과 충돌하면 전자빔의 속도가 느려지고 의학 및 기술에 사용되는 X선이 방출됩니다(그림 4).

쌀. 4. 엑스레이를 이용하여 촬영한 사진 ()

• 전자빔이 인광체라고 불리는 특정 물질에 닿으면 빛이 나고, 이로 인해 육안으로는 보이지 않는 빔의 움직임을 모니터링하는 데 도움이 되는 스크린을 만들 수 있습니다.
• 전기장과 자기장을 사용하여 빔의 움직임을 제어하는 ​​능력.

열이온 방출이 달성될 수 있는 온도는 금속 구조가 파괴되는 온도를 초과할 수 없다는 점에 유의해야 합니다.

처음에 Edison은 진공 상태에서 전류를 생성하기 위해 다음 설계를 사용했습니다. 회로에 연결된 도체를 진공관의 한쪽에 배치하고 양전하를 띤 전극을 다른 쪽에 배치했습니다(그림 5 참조).

쌀. 5

도체를 통해 전류가 흐르면 가열되기 시작하여 양극에 끌리는 전자를 방출합니다. 결국 전자의 방향성 이동이 발생하는데, 이는 실제로 전류입니다. 그러나 이렇게 방출된 전자의 수가 너무 적어 어떤 용도로도 사용할 수 없는 전류가 너무 적습니다. 이 문제는 다른 전극을 추가하여 극복할 수 있습니다. 이러한 음전위 전극을 간접 필라멘트 전극이라 한다. 이를 사용하면 움직이는 전자의 수가 몇 배로 증가합니다(그림 6).

쌀. 6. 간접 필라멘트 전극 사용

진공 상태에서의 전류 전도도는 금속 전자의 전도도와 동일하다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 이러한 자유 전자의 출현 메커니즘은 완전히 다릅니다.

열이온 방출 현상을 바탕으로 진공 다이오드라는 장치가 만들어졌습니다(그림 7).

쌀. 7. 전기 다이어그램에서 진공 다이오드 지정

진공 다이오드

진공 다이오드에 대해 자세히 살펴 보겠습니다. 다이오드에는 필라멘트와 양극이 있는 다이오드와 필라멘트, 양극 및 음극이 있는 다이오드의 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째는 직접 필라멘트 다이오드라고 하고 두 번째는 간접 필라멘트 다이오드라고 합니다. 기술적으로는 첫 번째 유형과 두 번째 유형이 모두 사용되지만 직접 필라멘트 다이오드는 가열되면 필라멘트의 저항이 변경되어 다이오드를 통과하는 전류가 변경된다는 단점이 있습니다. 그리고 다이오드를 사용하는 일부 작업에는 완전히 일정한 전류가 필요하므로 두 번째 유형의 다이오드를 사용하는 것이 더 좋습니다.

두 경우 모두 효과적인 방출을 위한 필라멘트 온도는 다음과 같아야 합니다. .

다이오드는 교류를 정류하는 데 사용됩니다. 다이오드가 산업용 전류를 변환하는 데 사용되는 경우 이를 키노트론이라고 합니다.

전자 방출 소자 근처에 위치한 전극을 음극()이라고 하고, 다른 전극을 양극()이라고 합니다. 올바르게 연결되면 전압이 증가함에 따라 전류도 증가합니다. 역방향으로 연결하면 전류가 전혀 흐르지 않습니다(그림 8). 이러한 방식으로 진공 다이오드는 다시 켜졌을 때 전류가 최소화되지만 존재하는 반도체 다이오드와 유리하게 비교됩니다. 이러한 특성으로 인해 진공 다이오드는 교류를 정류하는 데 사용됩니다.

쌀. 8. 진공 다이오드의 전류-전압 특성

진공에서의 전류 흐름 과정을 기반으로 만들어진 또 다른 장치는 전기 삼극관입니다(그림 9). 그 디자인은 그리드라고 불리는 세 번째 전극이 있다는 점에서 다이오드 디자인과 다릅니다. 오실로스코프나 진공관 텔레비전과 같은 장치의 대부분을 구성하는 음극선관과 같은 장치 역시 진공에서의 전류 원리에 기초하고 있습니다.

쌀. 9. 진공 삼극관 회로

음극선 관

위에서 언급한 바와 같이, 진공에서의 전류 전파 특성을 바탕으로 음극선관과 같은 중요한 장치가 설계되었습니다. 이 연구는 전자빔의 특성에 기반을 두고 있습니다. 이 장치의 구조를 살펴 보겠습니다. 음극선관은 팽창부가 있는 진공 플라스크, 전자총, 두 개의 음극 및 서로 수직인 두 쌍의 전극으로 구성됩니다(그림 10).

쌀. 10. 음극선관의 구조

작동 원리는 다음과 같습니다. 열이온 방출로 인해 건에서 방출되는 전자는 양극의 양전위로 인해 가속됩니다. 그런 다음 원하는 전압을 제어 전극 쌍에 적용하여 전자 빔을 원하는 대로 수평 및 수직으로 편향시킬 수 있습니다. 그 후 지향된 빔이 형광체 스크린에 떨어지면 그 위에서 빔 궤적의 이미지를 볼 수 있습니다.

음극선관은 전자빔이 자기장에 의해 제어된다는 점을 제외하면 전기 신호를 연구하도록 설계된 오실로스코프(그림 11)라는 기기와 CRT 텔레비전에 사용됩니다.

쌀. 11. 오실로스코프 ()

다음 강의에서는 액체의 전류 흐름에 대해 살펴보겠습니다.

서지

1. Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. 물리학(기본 수준) - M.: Mnemosyne, 2012.
2. Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. 물리학 10학년. -M .: Ilexa, 2005.
3. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. 물리학. 전기 역학. -M.: 2010.

1. Physics.kgsu.ru ().
2. Cathedral.narod.ru ().

숙제

1. 전자 방출이란 무엇입니까?
2. 전자빔을 제어하는 ​​방법은 무엇입니까?
3. 반도체의 전도도는 온도에 어떻게 의존합니까?
4. 간접 필라멘트 전극은 어떤 용도로 사용되나요?
5. *진공 다이오드의 주요 특성은 무엇입니까? 그 이유는 무엇입니까?

전류는 금속뿐만 아니라 진공에서도 생성될 수 있습니다. 예를 들어 라디오관, 음극선관 등에서도 마찬가지입니다. 진공상태에서 전류의 성질을 알아봅시다.

금속에는 무작위로 움직이는 많은 수의 자유 전자가 포함되어 있습니다. 전자가 금속 표면에 접근하면 양이온 쪽에서 안쪽으로 향하는 인력이 전자가 금속 표면을 떠나는 것을 방지합니다. 진공상태에서 금속에서 전자를 떼어내기 위해 행해지는 일을 '일'이라 한다. 작업 기능.금속마다 다릅니다. 따라서 텅스텐의 경우 다음과 같습니다. 7.2*10 -19 j.전자의 에너지가 일함수보다 작으면 금속을 떠날 수 없습니다. 실온에서도 에너지가 일함수보다 크지 않은 전자가 많이 있습니다. 금속을 떠난 후 그들은 짧은 거리에서 멀어지고 이온의 인력의 영향으로 금속으로 돌아가며 그 결과 동적 평형 상태에 있는 나가고 돌아오는 전자의 얇은 층이 생성됩니다. , 표면 근처에 형성됩니다. 전자의 손실로 인해 금속 표면은 양전하를 띠게 됩니다.

전자가 금속을 떠나기 위해서는 전자층의 전기장의 반발력과 금속의 양전하를 띤 표면의 전기장의 힘에 대항하는 작용을 해야 합니다(그림 85.a). 실온에서는 하전된 이중층을 넘어 빠져나올 수 있는 전자가 거의 없습니다.

전자가 이중층을 벗어나기 위해서는 일함수보다 훨씬 큰 에너지를 가져야 합니다. 이를 위해 예를 들어 가열을 통해 외부에서 전자에 에너지가 전달됩니다. 가열된 물체에 의한 전자 방출을 열이온 방출이라고 합니다.이는 금속에 자유 전자가 존재한다는 증거 중 하나입니다.

이러한 실험에서는 열이온 방출 현상을 관찰할 수 있습니다. 전위계를 (전기가 통하는 유리 막대에서) 양전하로 충전한 후 이를 데모 진공 램프의 전극 A에 도체와 연결합니다(그림 85, b). 전위계가 방전되지 않습니다. 회로를 닫은 후 실 K를 가열합니다. 전위계 바늘이 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 전위계가 방전됩니다. 뜨거운 필라멘트에서 방출된 전자는 양전하를 띤 전극 A로 끌려가 전하를 중화시킵니다. 전기장의 영향으로 필라멘트에서 전극 A로의 열전자 흐름은 진공에서 전류를 형성했습니다.

전위계가 음으로 충전되면 이러한 실험에서는 방전되지 않습니다. 필라멘트에서 빠져나온 전자는 더 이상 전극 A에 끌리지 않고, 반대로 전극 A에서 쫓겨나 다시 필라멘트로 돌아옵니다.

전기 회로를 조립해 봅시다 (그림 86). 실 K가 가열되지 않으면 실 K와 전극 A 사이의 회로가 열리고 검류계 바늘은 0에 있습니다. 회로에는 전류가 없습니다. 키를 닫으면 필라멘트가 가열됩니다. 열전자가 필라멘트와 전극 A 사이의 회로를 닫으면서 검류계 회로를 통해 전류가 흐르고, 이에 따라 진공에서 전류가 형성됩니다. 진공 속의 전류는 전기장의 영향을 받는 전자의 방향성 흐름입니다.진공에서 전류를 형성하는 전자의 방향 이동 속도는 금속에서 전류를 형성하는 전자의 방향 이동 속도보다 수십억 배 더 빠릅니다. 따라서 무선 수신기 램프의 양극에서 전자 흐름 속도는 초당 수천 킬로미터에 이릅니다.

이것은 간단한 요약입니다.

정식 버전 작업은 계속됩니다

강의20

진공상태의 전류

1. 진공에 관한 참고 사항

진공상태에서는 전류가 흐르지 않기 때문에 열역학적 진공에는 입자가 없습니다.

그러나 달성된 가장 실용적인 진공은 다음과 같습니다.

,

저것들. 엄청난 수의 입자.

그러나 진공 속의 전류에 대해 말할 때는 열역학적 의미에서 이상적인 진공을 의미합니다. 입자가 전혀 없습니다. 일부 소스에서 얻은 입자는 전류 흐름을 담당합니다.

2. 업무 기능

알려진 바와 같이, 금속에는 결정 격자에 대한 인력에 의해 유지되는 전자 가스가 있습니다. 정상적인 조건에서 전자의 에너지는 높지 않으므로 결정 내부에 유지됩니다.

고전적인 위치에서 전자 가스에 접근하면, 즉 Maxwell-Boltzmann 분포를 따른다고 가정하면 속도가 평균보다 높은 입자의 비율이 높다는 것이 분명합니다. 결과적으로, 이들 입자는 결정에서 빠져나와 그 근처에 전자 구름을 형성하기에 충분한 에너지를 가지고 있습니다.

금속 표면은 양전하를 띠게 됩니다. 이중층이 형성되어 표면에서 전자가 제거되는 것을 방지합니다. 따라서 전자를 제거하려면 추가 에너지를 부여해야 합니다.

정의: 금속에서 전자의 일함수 0 상태에서 금속 표면에서 전자를 무한히 제거하기 위해 전자에 부여되어야 하는 에너지입니다.이자형케이.

일함수는 금속마다 다릅니다.

금속	일함수, eV
	1,81

3. 전자 방출.

정상적인 조건에서 전자의 에너지는 매우 낮으며 도체 내부에 묶여 있습니다. 전자에 추가 에너지를 전달하는 방법이 있습니다. 외부 영향 하에서 전자가 방출되는 현상을 전자 방출이라고 하며, 1887년 에디슨이 발견했습니다. 에너지 전달 방법에 따라 4가지 유형의 방출이 구분됩니다.

1. 열전자 방출(TEE), 방법 – 열 공급(가열).

2. 광전자 방출(PEE), 방법 – 조명.

3. 2차 전자 방출(SEE), 방법 – 입자 충격.

4. 전계 전자 방출(FEE), 방법 – 강한 전기장.

4. 자동 전자 방출

강한 전기장에 노출되면 금속 표면에서 전자가 방출될 수 있습니다.

이 전압 값은 전자를 끌어당기기에 충분합니다.

이 현상을 저온 방출이라고 합니다. 자기장이 충분히 강하면 전자의 수가 많아지고 결과적으로 전류도 커질 수 있습니다. 줄-렌츠 법칙에 따르면 많은 양의 열이 방출되고 AEE가 TEE로 변할 수 있습니다.

5. 광전자 방출(PEE)

광전 효과 현상은 오랫동안 알려져 왔습니다. "광학"을 참조하십시오.

6. 2차 전자 방출(SEE)

이 현상은 광전자 증배 장치(PMT)에 사용됩니다.

작동 중에는 눈사태와 같은 전자 수가 증가합니다. 약한 빛 신호를 녹음하는 데 사용됩니다.

7. 진공 다이오드.

TEE를 연구하기 위해 진공 다이오드라는 장치가 사용됩니다. 대부분의 경우 유리 진공 플라스크에 배치된 두 개의 동축 실린더로 구성됩니다.

음극은 직접 또는 간접적으로 전류에 의해 가열됩니다. 직류의 경우 전류는 음극 자체를 통과하고 간접 전류의 경우 추가 도체(필라멘트)가 음극 내부에 배치됩니다. 상당히 높은 온도에서 가열이 발생하므로 음극이 복잡해집니다. 베이스는 내화재료(텅스텐), 코팅은 일함수가 낮은 재료(세슘)이다.

다이오드는 비선형 요소에 속합니다. 옴의 법칙을 따르지 않습니다. 다이오드는 단방향 전도성을 갖는 소자라고 합니다. 다이오드의 전류-전압 특성은 대부분 Boguslavsky-Langmuir 법칙 또는 "3/2" 법칙으로 설명됩니다.

필라멘트 온도가 증가함에 따라 전류-전압 특성은 위쪽으로 이동하고 포화 전류는 증가합니다. 온도에 대한 포화 전류 밀도의 의존성은 Richardson-Deshman 법칙에 의해 설명됩니다.

양자 통계 방법을 사용하면 다음 공식을 얻을 수 있습니다.const= 비모든 금속에 동일합니다. 실험은 상수가 다르다.

8. 반파정류기

9. 풀 웨이브정류기 (자신).

10. 램프의 적용.

램프의 장점은 다음과 같습니다.

· 전자 흐름 제어의 용이성,

· 고전력,

· 거의 선형적인 전류-전압 특성의 큰 부분.

· 튜브는 강력한 앰프에 사용됩니다.

단점은 다음과 같습니다.

· 낮은 효율성,

· 높은 에너지 소비.

진공 속의 전류

진공은 압력이 대기압보다 낮은 가스 상태입니다. 저진공, 중진공, 고진공이 있습니다.

고진공을 생성하기 위해 필요한 희박화는 남아 있는 가스에서 분자의 평균 자유 경로가 용기의 크기 또는 용기의 전극 사이의 거리보다 큽니다. 결과적으로 용기에 진공이 생성되면 용기 안의 분자가 거의 서로 충돌하지 않고 전극 간 공간을 통해 자유롭게 날아갑니다. 이 경우 전극이나 용기 벽과만 충돌이 발생합니다.

진공 중에 전류가 존재하려면 진공 속에 자유전자원이 있어야 한다. 금속에서 자유전자의 농도가 가장 높습니다. 그러나 실온에서는 양이온의 쿨롱 인력에 의해 금속 안에 갇혀 있기 때문에 금속을 떠날 수 없습니다. 이러한 힘을 극복하기 위해 전자는 금속 표면을 떠나기 위해 일함수라고 하는 특정 에너지를 소비해야 합니다.

전자의 운동 에너지가 일함수를 초과하거나 같으면 전자는 금속 표면을 떠나 자유로워집니다.

금속 표면에서 전자가 방출되는 과정을 방출이라고 합니다. 전자에 필요한 에너지가 어떻게 전달되었는지에 따라 여러 유형의 방출이 구별됩니다. 그 중 하나는 열전자 방출입니다.

Ø 가열된 물체에 의한 전자 방출을 열전자 방출이라고 합니다.

열이온 방출 현상은 가열된 금속 전극이 지속적으로 전자를 방출하게 만드는 현상입니다. 전자는 전극 주위에 전자 구름을 형성합니다. 이 경우 전극은 양전하를 띠게 되고, 하전된 구름의 전기장의 영향으로 구름의 전자가 부분적으로 전극으로 되돌아갑니다.

평형 상태에서 초당 전극을 떠나는 전자의 수는 이 시간 동안 전극으로 돌아오는 전자의 수와 같습니다.

2. 진공 속의 전류

전류가 존재하려면 두 가지 조건, 즉 자유 하전 입자의 존재와 전기장이 충족되어야 합니다. 이러한 조건을 만들기 위해 두 개의 전극(음극과 양극)을 실린더에 배치하고 공기를 실린더 밖으로 펌핑합니다. 음극을 가열하면 전자가 음극 밖으로 날아갑니다. 음극에는 음전위가 적용되고 양극에는 양전위가 적용됩니다.

진공에서의 전류는 열이온 방출로 인해 발생하는 전자의 방향성 이동입니다.

3. 진공 다이오드

최신 진공 다이오드는 유리 또는 금속-세라믹 실린더로 구성되어 있으며, 여기에서 공기가 10-7mmHg의 압력으로 배출됩니다. 미술. 두 개의 전극이 실린더에 납땜되어 있으며 그 중 하나인 음극은 텅스텐으로 만들어진 수직 금속 실린더 형태를 가지며 일반적으로 알칼리 토금속 산화물 층으로 코팅됩니다.

음극 내부에는 교류에 의해 가열되는 절연 도체가 있습니다. 가열된 음극은 양극에 도달하는 전자를 방출합니다. 램프의 양극은 음극과 공통 축을 갖는 원형 또는 타원형 원통형입니다.

진공 다이오드의 단방향 전도성은 가열로 인해 전자가 뜨거운 음극에서 날아와 차가운 양극으로 이동한다는 사실에 기인합니다. 전자는 다이오드를 통해 음극에서 양극으로만 흐를 수 있습니다(즉, 전류는 반대 방향, 즉 양극에서 음극으로만 흐를 수 있습니다).

그림은 진공 다이오드의 전류-전압 특성을 보여줍니다(음의 전압 값은 음극 전위가 양극 전위보다 높은 경우, 즉 전기장이 전자를 음극으로 다시 되돌리려고 "시도"하는 경우에 해당함).

진공 다이오드는 교류를 정류하는 데 사용됩니다. 음극과 양극 사이에 다른 전극(그리드)을 배치하면 그리드와 음극 사이의 전압이 약간만 변화해도 양극 전류에 큰 영향을 미칩니다. 이러한 전자관(삼극관)을 사용하면 약한 전기 신호를 증폭할 수 있습니다. 따라서 한동안 이러한 램프는 전자 장치의 주요 요소였습니다.

4. 음극선관

진공 상태의 전류는 음극선관(CRT)에 사용되었는데, CRT가 없으면 오랫동안 텔레비전이나 오실로스코프를 상상할 수 없었습니다.

그림은 CRT의 단순화된 설계를 보여줍니다.

튜브 목에 있는 전자 "총"은 음극으로, 강렬한 전자 빔을 방출합니다. 구멍(1)이 있는 특수 실린더 시스템이 이 빔의 초점을 맞추고 좁게 만듭니다. 전자가 화면(4)에 닿으면 빛나기 시작합니다. 전자의 흐름은 수직(2) 또는 수평(3) 플레이트를 사용하여 제어할 수 있습니다.

진공 상태에서는 상당한 에너지가 전자로 전달될 수 있습니다. 전자빔은 진공 상태에서 금속을 녹이는 데에도 사용될 수 있습니다.