Vakuum sharoitida elektr toki vakuumda. Vakuumdagi elektr toki nima

Elektr toki - bu elektr zaryadlarining tartibli harakati. Uni, masalan, zaryadlangan va zaryadsiz tanani bog'laydigan o'tkazgichda olish mumkin. Biroq, bu jismlar orasidagi potentsial farq nolga teng bo'lishi bilan bu oqim to'xtaydi. Buyurtma qilingan oqim) zaryadlangan kondansatör plitalarini bog'laydigan o'tkazgichda ham mavjud bo'ladi. Bunday holda, oqim kondansatör plitalaridagi zaryadlarning neytrallanishi bilan birga keladi va kondansatör plitalari orasidagi potentsial farq nolga teng bo'lguncha davom etadi.

Bu misollar shuni ko'rsatadiki, o'tkazgichda elektr toki faqat o'tkazgichning uchlarida turli xil potentsiallar mavjud bo'lganda, ya'ni unda elektr maydoni mavjud bo'lganda paydo bo'ladi.

Ammo ko'rib chiqilgan misollarda oqim uzoq muddatli bo'lishi mumkin emas, chunki harakatlanuvchi zaryadlar jarayonida jismlarning potentsiallari tezda tenglashadi va o'tkazgichdagi elektr maydoni yo'qoladi.

Shuning uchun, oqim olish uchun o'tkazgichning uchlarida turli xil potentsiallarni saqlab turish kerak. Buning uchun siz zaryadlarni bir tanadan boshqasiga boshqa o'tkazgich orqali o'tkazishingiz mumkin, buning uchun yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladi. Biroq, xuddi shu elektr maydonining kuchlari ta'sirida, zaryadlarning bunday uzatilishi mumkin emas, chunki ikkinchi tananing potentsiali birinchisining potentsialidan kamroq. Shuning uchun uzatish faqat elektr bo'lmagan kuchlar bilan mumkin. Bunday kuchlarning mavjudligi sxemaga kiritilgan oqim manbai tomonidan ta'minlanadi.

Joriy manbada ta'sir qiluvchi kuchlar zaryadni potensiali past bo'lgan jismdan yuqori potentsialli jismga o'tkazadi va ishlaydi. Shuning uchun u energiyaga ega bo'lishi kerak.

Oqim manbalari galvanik elementlar, batareyalar, generatorlar va boshqalar.

Shunday qilib, elektr tokining paydo bo'lishining asosiy shartlari: oqim manbai va yopiq kontaktlarning zanglashiga olib kelishi.

Zanjirdagi oqimning o'tishi bir qator oson kuzatiladigan hodisalar bilan birga keladi. Shunday qilib, masalan, ba'zi suyuqliklarda, ular orqali oqim o'tganda, suyuqlikka botirilgan elektrodlarda moddaning chiqishi kuzatiladi. Gazlardagi oqim ko'pincha gazlarning porlashi va boshqalar bilan birga keladi. Gazlar va vakuumdagi elektr tokini taniqli frantsuz fizigi va matematigi - Andre Mari Amper o'rganib chiqdi, biz hozirda bunday hodisalarning mohiyatini bilamiz.

Ma'lumki, vakuum - bu eng yaxshi izolyator, ya'ni havo pompalanadigan joy.

Ammo vakuumda elektr tokini olish mumkin, buning uchun unga zaryad tashuvchilarni kiritish kerak.

Keling, havo pompalanadigan idishni olaylik. Ushbu idishga ikkita metall plastinka lehimlangan - ikkita elektrod. Ulardan biri A (anod) musbat oqim manbaiga, ikkinchisi K (katod) - manfiyga ulangan. O'rtasidagi kuchlanish 80 - 100 V ni qo'llash uchun etarli.

Biz sxemaga sezgir milliampermetrni kiritamiz. Qurilma hech qanday oqim ko'rsatmaydi; bu elektr tokining vakuumda mavjud emasligini ko'rsatadi.

Keling, tajribani o'zgartiraylik. Katod sifatida biz simni - ipni lehimlaymiz, uchlari tashqi tomonga - idishga chiqariladi. Ushbu filament hali ham katod bo'lib qoladi. Boshqa oqim manbai yordamida biz uni isitamiz. Filament qizdirilishi bilanoq, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan asbob vakuumda elektr tokini ko'rsatishini va qanchalik ko'p bo'lsa, filament shunchalik qiziydi. Bu shuni anglatadiki, qizdirilganda filament vakuumda zaryadlangan zarralar mavjudligini ta'minlaydi, bu ularning manbai.

Bu zarralar qanday zaryadlangan? Tajriba bu savolga javob berishi mumkin. Keling, idishga lehimlangan elektrodlarning qutblarini o'zgartiramiz - biz ipni anodga, qarama-qarshi qutbni - katodga aylantiramiz. Va filament qizdirilsa va zaryadlangan zarralarni vakuumga yuborsa ham, oqim yo'q.

Bundan kelib chiqadiki, bu zarralar manfiy zaryadlangan, chunki ular A elektrod manfiy zaryadlanganda undan qaytariladi.

Bu zarralar nima?

Elektron nazariyaga ko'ra, metalldagi erkin elektronlar xaotik harakatda. Ip qizdirilsa, bu harakat kuchayadi. Shu bilan birga, chiqish uchun etarli energiyaga ega bo'lgan ba'zi elektronlar ipdan uchib chiqib, uning atrofida "elektron buluti" hosil qiladi. Filament va anod o'rtasida elektr maydon hosil bo'lganda, elektronlar, agar u akkumulyatorning musbat qutbiga ulangan bo'lsa, elektrod A tomon uchadi va agar u manfiy qutbga biriktirilgan bo'lsa, filamentga qaytariladi, ya'ni. elektronlar bilan bir xil nomdagi zaryadga ega.

Shunday qilib, vakuumdagi elektr toki elektronlarning yo'naltirilgan oqimidir.

Ushbu darsda biz turli xil muhitlarda, xususan, vakuumda oqimlarning oqimini o'rganishni davom ettiramiz. Erkin zaryadlarning hosil bo'lish mexanizmini ko'rib chiqamiz, biz vakuumdagi oqim tamoyillari asosida ishlaydigan asosiy texnik qurilmalarni ko'rib chiqamiz: diod va katod nurlari trubkasi. Biz elektron nurlarning asosiy xususiyatlarini ham ko'rsatamiz.

Tajriba natijasi quyidagicha izohlanadi: qizdirish natijasida metall bug'lanish vaqtida suv molekulalarining chiqishiga o'xshab, atom tuzilishidan elektronlar chiqara boshlaydi. Qizdirilgan metall elektron bulutni o'rab oladi. Bu hodisa termion emissiya deb ataladi.

Guruch. 2. Edison tajribasining sxemasi

Elektron nurlarning xossasi

Texnologiyada elektron nurlar deb ataladigan narsadan foydalanish katta ahamiyatga ega.

Ta'rif. Elektron nur - uzunligi kengligidan ancha katta bo'lgan elektronlar oqimi. Uni olish juda oson. Tok o'tadigan vakuum trubkasini olish va dispers elektronlar (elektron tabancasi deb ataladigan) anodda teshik ochish kifoya (3-rasm).

Guruch. 3. Elektron qurol

Elektron nurlar bir qator asosiy xususiyatlarga ega:

Yuqori kinetik energiya mavjudligi natijasida ular qulab tushadigan materialga termal ta'sir ko'rsatadi. Bu xususiyat elektron payvandlashda qo'llaniladi. Elektron payvandlash materiallarning tozaligini saqlashda, masalan, yarimo'tkazgichlarni payvandlashda muhim ahamiyatga ega.

• Metalllar bilan to'qnashganda elektron nurlar sekinlashib, tibbiyot va texnologiyada qo'llaniladigan rentgen nurlarini chiqaradi (4-rasm).

Guruch. 4. Rentgen nurlari yordamida olingan rasm ()

• Elektron nurlari fosfor deb ataladigan ba'zi moddalarga tegsa, porlash paydo bo'ladi, bu nurning harakatini kuzatishga yordam beradigan ekranlarni yaratishga imkon beradi, albatta, ko'zga ko'rinmas.
• Elektr va magnit maydonlar yordamida nurlarning harakatini boshqarish qobiliyati.

Shuni ta'kidlash kerakki, termion emissiyaga erishish mumkin bo'lgan harorat metall konstruktsiyasi vayron bo'lgan haroratdan oshmasligi kerak.

Avvaliga Edison vakuumda tok olish uchun quyidagi konstruksiyadan foydalangan. Sxemaga kiritilgan o'tkazgich vakuum trubkasining bir tomoniga, boshqa tomoniga esa musbat zaryadlangan elektrod qo'yilgan (5-rasmga qarang):

Guruch. 5

O'tkazgich orqali oqimning o'tishi natijasida u musbat elektrodga tortilgan elektronlarni chiqarib, qizib keta boshlaydi. Oxir-oqibat, elektronlarning yo'naltirilgan harakati mavjud bo'lib, u aslida elektr tokidir. Biroq, shu tarzda chiqarilgan elektronlar soni juda kichik, shuning uchun har qanday foydalanish uchun juda kam oqim beradi. Ushbu muammoni boshqa elektrod qo'shish orqali bartaraf etish mumkin. Bunday salbiy potentsial elektrodga bilvosita cho'g'lanma elektrod deyiladi. Uning ishlatilishi bilan harakatlanuvchi elektronlar soni ko'p marta ortadi (6-rasm).

Guruch. 6. Bilvosita yondirgichdan foydalanish

Shunisi e'tiborga loyiqki, vakuumdagi oqimning o'tkazuvchanligi metallar bilan bir xil - elektron. Ushbu erkin elektronlarning paydo bo'lish mexanizmi butunlay boshqacha bo'lsa-da.

Termionik emissiya hodisasi asosida vakuumli diod deb ataladigan qurilma yaratildi (7-rasm).

Guruch. 7. Elektr zanjiridagi vakuum diodining belgilanishi

vakuumli diod

Keling, vakuum diodini batafsil ko'rib chiqaylik. Ikki turdagi diodlar mavjud: filamentli va anodli diodli va filamentli diodli, anodli va katodli. Birinchisi to'g'ridan-to'g'ri filamentli diod, ikkinchisi - bilvosita filament deb ataladi. Texnologiyada ham birinchi, ham ikkinchi turlar qo'llaniladi, ammo to'g'ridan-to'g'ri filamentli diodning shunday kamchiliklari borki, qizdirilganda ipning qarshiligi o'zgaradi, bu diod orqali oqimning o'zgarishiga olib keladi. Va diodlar yordamida ba'zi operatsiyalar butunlay doimiy oqimni talab qilganligi sababli, ikkinchi turdagi diodlardan foydalanish ko'proq mos keladi.

Ikkala holatda ham samarali emissiya uchun filamentning harorati bo'lishi kerak .

Diyotlar o'zgaruvchan toklarni to'g'rilash uchun ishlatiladi. Agar diod sanoat oqimlarini aylantirish uchun ishlatilsa, u kenotron deb ataladi.

Elektron chiqaradigan element yaqinida joylashgan elektrod katod (), ikkinchisi anod () deb ataladi. To'g'ri ulanganda, kuchlanish kuchayishi bilan oqim kuchayadi. Teskari ulanish bilan oqim umuman oqmaydi (8-rasm). Shu tarzda, vakuum diodlari yarimo'tkazgichli diodlar bilan ijobiy taqqoslanadi, ular qayta yoqilganda, minimal bo'lsa-da, oqim mavjud. Ushbu xususiyat tufayli vakuum diodlari o'zgaruvchan toklarni to'g'rilash uchun ishlatiladi.

Guruch. 8. Vakuum diodining joriy kuchlanish xarakteristikasi

Vakuumdagi tok oqimi jarayonlari asosida yaratilgan yana bir qurilma elektr trioddir (9-rasm). Uning dizayni diodadan panjara deb ataladigan uchinchi elektrod mavjudligi bilan farq qiladi. Vakuumdagi oqim printsiplariga asoslanib, osiloskop va trubkali televizorlar kabi asboblarning asosiy qismini tashkil etuvchi katod-nurli trubka kabi asbob ishlab chiqariladi.

Guruch. 9. Vakuum triodining diagrammasi

Katod-nurli trubka

Yuqorida aytib o'tilganidek, vakuumda tokning tarqalish xususiyatlariga asoslanib, katod nurlari trubkasi kabi muhim qurilma ishlab chiqilgan. O'z ishining markazida u elektron nurlarning xususiyatlaridan foydalanadi. Ushbu qurilmaning tuzilishini ko'rib chiqing. Katod-nur trubkasi kengaytmali vakuumli kolba, elektron tabanca, ikkita katod va ikkita o'zaro perpendikulyar juft elektrodlardan iborat (10-rasm).

Guruch. 10. Katod nurli trubaning tuzilishi

Ishlash printsipi quyidagicha: termion emissiya natijasida quroldan chiqarilgan elektronlar anodlardagi ijobiy potentsial tufayli tezlashadi. Keyin, nazorat elektrodlari juftlariga kerakli kuchlanishni qo'llash orqali biz elektron nurni o'zimiz xohlagancha gorizontal va vertikal ravishda burishimiz mumkin. Shundan so'ng, yo'naltirilgan nur fosforli ekranga tushadi, bu bizga nurning traektoriyasining tasvirini ko'rish imkonini beradi.

Katod nurlari trubkasi elektr signallarini o'rganish uchun mo'ljallangan osiloskop deb ataladigan asbobda (11-rasm) va kineskopik televizorlarda qo'llaniladi, faqat u erda elektron nurlar magnit maydonlar tomonidan boshqariladi.

Guruch. 11. Osiloskop ()

Keyingi darsda biz suyuqliklarda elektr tokining o'tishini tahlil qilamiz.

Adabiyotlar ro'yxati

1. Tixomirova S.A., Yavorskiy B.M. Fizika (asosiy daraja) - M.: Mnemozina, 2012.
2. Gendenshteyn L.E., Dik Yu.I. Fizika 10-sinf. - M.: Ileksa, 2005 yil.
3. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. Fizika. Elektrodinamika. - M.: 2010 yil.

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

Uy vazifasi

1. Elektron emissiya nima?
2. Elektron nurlarni boshqarish usullari qanday?
3. Yarimo'tkazgichning o'tkazuvchanligi haroratga qanday bog'liq?
4. Bilvosita filamentli elektrod nima uchun ishlatiladi?
5. *Vakuum diodining asosiy xususiyati nimada? Buning sababi nima?

Elektr toki nafaqat metallarda, balki vakuumda ham, masalan, radio trubalarda, katod nurli naychalarda ham hosil bo'lishi mumkin. Keling, vakuumdagi tokning tabiatini bilib olaylik.

Metalllarda ko'p miqdordagi erkin, tasodifiy harakatlanuvchi elektronlar mavjud. Elektron metall yuzasiga yaqinlashganda, unga musbat ionlar tomonidan ta'sir etuvchi va ichkariga yo'naltirilgan jozibador kuchlar elektronning metalldan chiqib ketishiga to'sqinlik qiladi. Vakuumda metalldan elektronni olib tashlash uchun bajarilishi kerak bo'lgan ish deyiladi ishdan chiqish. Turli metallar uchun bu boshqacha. Shunday qilib, volfram uchun u teng 7,2 * 10 -19 j. Agar elektronning energiyasi ish funktsiyasidan kam bo'lsa, u metallni tark eta olmaydi. Xona haroratida ham energiyasi ish funktsiyasidan unchalik katta bo'lmagan ko'plab elektronlar mavjud. Metallni tark etgandan so'ng, ular undan qisqa masofaga uzoqlashadilar va ionlarning tortishish kuchlari ta'sirida metallga qaytadilar, buning natijasida metallga chiqadigan va qaytib keladigan elektronlarning yupqa qatlami hosil bo'ladi. dinamik muvozanatda bo'lgan sirt. Elektronlarning yo'qolishi tufayli metall yuzasi musbat zaryadlangan bo'ladi.

Elektron metalldan chiqib ketishi uchun u elektron qatlamning elektr maydonining itaruvchi kuchlariga va metallning musbat zaryadlangan yuzasi elektr maydonining kuchlariga qarshi ish bajarishi kerak (85-rasm. a). Xona haroratida ikki marta zaryadlangan qatlamdan qochib qutula oladigan elektronlar deyarli yo'q.

Elektronlarning ikki qavatdan uchib chiqishi uchun ular ish funktsiyasidan ancha katta energiyaga ega bo'lishi kerak. Buning uchun energiya elektronlarga tashqi tomondan, masalan, isitish orqali beriladi. Isitilgan jism tomonidan elektronlarning chiqarilishi termion emissiya deb ataladi. Bu metallda erkin elektronlar mavjudligining isbotlaridan biridir.

Bunday tajribada termion emissiya hodisasini kuzatish mumkin. Elektrometrni musbat zaryad qilib (elektrlashtirilgan shisha tayoqchadan) biz uni o'tkazgich bilan ko'rgazmali vakuum chiroqining A elektrodiga ulaymiz (85-rasm, b). Elektrometr zaryadsizlanmaydi. Sxemani yopgandan so'ng, biz K ipni porlaymiz. Biz elektrometrning ignasi tushganini ko'ramiz - elektrometr zaryadsizlanadi. Isitilgan filament tomonidan chiqarilgan elektronlar musbat zaryadlangan elektrod A ga tortiladi va uning zaryadini neytrallaydi. Elektr maydoni ta'sirida filamentdan A elektrodga termoelektronlarning oqimi vakuumda elektr tokini hosil qildi.

Agar elektrometr salbiy zaryadlangan bo'lsa, unda bunday tajribada u zaryadsizlanmaydi. Filamentdan uchib chiqqan elektronlar endi A elektrod tomonidan tortilmaydi, aksincha, undan qaytariladi va yana filamentga qaytariladi.

Keling, elektr zanjirini yig'amiz (86-rasm). Isitilmagan K ip bilan u va elektrod A o'rtasidagi kontaktlarning zanglashiga olib kelishi ochiq - galvanometr ignasi nolga teng. Uning zanjirida oqim yo'q. Kalitni yopgandan so'ng, biz filamanni isitamiz. Galvanometr zanjiri orqali oqim o'tdi, chunki termoelektronlar filament va elektrod A orasidagi zanjirni yopdi va shu bilan vakuumda elektr tokini hosil qildi. Vakuumdagi elektr toki elektr maydoni ta'sirida elektronlarning yo'naltirilgan oqimidir. Vakuumda tok hosil qiluvchi elektronlarning yo'naltirilgan harakati tezligi metallarda tok hosil qiluvchi elektronlarning yo'naltirilgan harakati tezligidan milliardlab marta katta. Shunday qilib, radio qabul qilgich lampalarining anodidagi elektronlar oqimining tezligi sekundiga bir necha ming kilometrga etadi.

Bu qisqacha xulosa.

To'liq versiya ustida ishlash davom etmoqda

Leksiya20

vakuumdagi oqim

1. Vakuum haqida eslatma

Vakuumda elektr toki yo'q, chunki termodinamik vakuumda zarrachalar mavjud emas.

Biroq, amalda erishilgan eng yaxshi vakuum

,

bular. juda ko'p miqdordagi zarralar.

Shunga qaramay, vakuumdagi oqim haqida gapirganda, ular termodinamik ma'noda ideal vakuumni anglatadi, ya'ni. zarrachalarning to'liq yo'qligi. Har qanday manbadan olingan zarralar oqim oqimi uchun javobgardir.

2. Ish funktsiyasi

Ma'lumki, metallarda elektron gaz mavjud bo'lib, u kristall panjaraga tortish kuchi bilan ushlab turiladi. Oddiy sharoitlarda elektronlarning energiyasi yuqori emas, shuning uchun ular kristall ichida saqlanadi.

Agar biz elektron gazga klassik pozitsiyalardan yaqinlashsak, ya'ni. u Maksvell-Boltzman taqsimotiga bo'ysunadi deb hisoblasak, tezliklari o'rtachadan yuqori bo'lgan zarrachalarning katta qismi borligi aniq. Binobarin, bu zarralar kristalldan chiqib ketish va uning yonida elektron bulut hosil qilish uchun yetarli energiyaga ega.

Metallning yuzasi musbat zaryadlangan. Er yuzidan elektronlarni olib tashlashga to'sqinlik qiladigan ikki qavatli qatlam hosil bo'ladi. Shuning uchun elektronni olib tashlash uchun unga qo'shimcha energiya berish kerak.

Ta'rif: Metalldan elektronlarning ish funksiyasi elektronni metall yuzasidan cheksizlikka nol holatda olib tashlash uchun unga berilishi kerak bo'lgan energiya deyiladi.E k.

Turli metallar uchun ish funktsiyasi boshqacha.

Metall	Ish funktsiyasi, eV
	1,81

3. Elektron emissiya.

Oddiy sharoitlarda elektronlarning energiyasi juda kichik va ular o'tkazgich ichida bog'langan. Elektronlarga qo'shimcha energiya berish usullari mavjud. Tashqi ta'sir ostida elektron chiqarish hodisasi elektron emissiya deb ataladi va 1887 yilda Edison tomonidan kashf etilgan. Energiyani uzatish usuliga qarab emissiyaning 4 turi ajratiladi:

1. Termiyonik emissiya (TEE), usul - issiqlik ta'minoti (isitish).

2. Fotoelektron emissiya (PEE), usul - yoritish.

3. Ikkilamchi elektron emissiyasi (SEE), usul - zarrachalarni bombardimon qilish.

4. Avtoelektron emissiya (AEE), usul - kuchli elektr maydoni.

4. Dala emissiyasi

Kuchli elektr maydoni ta'sirida elektronlar metall yuzasidan chiqib ketishi mumkin.

Bu kuchlanish kattaligi elektronni tortib olish uchun etarli.

Bu hodisa sovuq emissiya deb ataladi. Agar maydon etarlicha kuchli bo'lsa, u holda elektronlar soni kattalashishi mumkin va shuning uchun oqim katta bo'lishi mumkin. Joule-Lenz qonuniga ko'ra, katta miqdorda issiqlik chiqariladi va AEE TEEga aylanishi mumkin.

5. Fotoelektron emissiya (PEE)

Fotoelektrik effekt hodisasi uzoq vaqtdan beri ma'lum, "Optika" ga qarang.

6. Ikkilamchi elektron emissiyasi (SEE)

Bu hodisa fotoelektronlarni ko'paytirishda (PMT) qo'llaniladi.

Ish paytida elektronlar sonining ko'chkiga o'xshash ko'payishi sodir bo'ladi. U zaif yorug'lik signallarini ro'yxatga olish uchun ishlatiladi.

7. Vakuumli diod.

TEEni o'rganish uchun vakuumli diod deb ataladigan qurilma ishlatiladi. Ko'pincha, tizimli ravishda, shisha vakuumli idishga joylashtirilgan ikkita koaksiyal tsilindrdan iborat.

Katod to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita elektr toki bilan isitiladi. To'g'ridan-to'g'ri - oqim katodning o'zidan o'tadi, bilvosita - katod ichiga qo'shimcha o'tkazgich qo'yiladi - filament. Isitish etarlicha yuqori haroratlarda sodir bo'ladi, shuning uchun katod murakkab bo'ladi. Baza o'tga chidamli materialdir (volfram), qoplama esa past ish funktsiyasi (seziy) bo'lgan materialdir.

Diyot chiziqli bo'lmagan elementlarga ishora qiladi, ya'ni. u Ohm qonuniga bo'ysunmaydi. Aytishlaricha, diod bir tomonlama o'tkazuvchanlikka ega elementdir. Diyotning CVC ko'p qismi Boguslavskiy-Langmuir qonuni yoki 3/2 qonuni bilan tavsiflanadi.

Filament harorati ko'tarilgach, I-V xarakteristikasi yuqoriga siljiydi va to'yinganlik oqimi ortadi. To'yingan oqim zichligining haroratga bog'liqligi Richardson-Deshman qonuni bilan tavsiflanadi.

Ushbu formulani olish uchun kvant statistikasi usullaridan foydalanish mumkinconst= Bbarcha metallar uchun bir xil. Tajriba shuni ko'rsatadiki, doimiylar boshqacha.

8. Yarim to'lqinli rektifikator

9. to'liq to'lqin rektifikator (mustaqil ravishda).

10. Chiroqlarni qo'llash.

Chiroqlarning afzalliklari orasida

· elektronlar oqimini boshqarish qulayligi,

· katta kuch,

· deyarli chiziqli CVC ning katta qismi.

· Quvurlar kuchli kuchaytirgichlarda qo'llaniladi.

Kamchiliklarga quyidagilar kiradi:

past samaradorlik,

· yuqori energiya iste'moli.

Vakuumdagi elektr toki

Vakuum - bu gazning bosimi atmosfera bosimidan past bo'lgan holati. Past, o'rta va yuqori vakuumni ajrating.

Yuqori vakuum hosil qilish uchun kamdan-kam bo'lish kerak, buning uchun qolgan gazda molekulalarning o'rtacha erkin yo'li idishning o'lchamidan yoki idishdagi elektrodlar orasidagi masofadan kattaroqdir. Binobarin, agar idishda vakuum hosil bo'lsa, undagi molekulalar deyarli bir-biri bilan to'qnashmaydi va elektrodlararo bo'shliqdan erkin uchadi. Bunday holda, ular faqat elektrodlar yoki tomir devorlari bilan to'qnashuvlarni boshdan kechirishadi.

Vakuumda tok mavjud bo'lishi uchun vakuumga erkin elektronlar manbasini joylashtirish kerak. Metalllardagi erkin elektronlarning eng yuqori konsentratsiyasi. Ammo xona haroratida ular metallni tark eta olmaydi, chunki ular musbat ionlarning Coulomb tortishish kuchlari tomonidan ushlab turiladi. Ushbu kuchlarni engish uchun elektron metall sirtini tark etish uchun ma'lum miqdorda energiya sarflashi kerak, bu ish funktsiyasi deb ataladi.

Agar elektronning kinetik energiyasi ish funktsiyasidan oshsa yoki unga teng bo'lsa, u holda u metall sirtini tark etadi va erkin bo'ladi.

Metall yuzasidan elektronlarni chiqarish jarayoni emissiya deb ataladi. Zarur bo'lgan energiya elektronlarga qanday o'tkazilganiga qarab, emissiyaning bir necha turlari mavjud. Ulardan biri termoelektron emissiyadir.

Ø Qizdirilgan jismlar tomonidan elektronlarning chiqishi termoelektron emissiya deyiladi.

Termionik emissiya hodisasi qizdirilgan metall elektrodning doimiy ravishda elektronlar chiqarishiga olib keladi. Elektrodlar elektrod atrofida elektron bulut hosil qiladi. Bunday holda, elektrod musbat zaryadlanadi va zaryadlangan bulutning elektr maydoni ta'sirida bulutdan elektronlar qisman elektrodga qaytadi.

Muvozanat holatida elektrodni bir soniyada tark etadigan elektronlar soni shu vaqt ichida elektrodga qaytgan elektronlar soniga teng.

2. Vakuumdagi elektr toki

Oqim mavjudligi uchun ikkita shart bajarilishi kerak: erkin zaryadlangan zarralar va elektr maydoni. Bu sharoitlarni yaratish uchun havo shariga ikkita elektrod (katod va anod) joylashtiriladi va havo shardan tashqariga chiqariladi. Katodni qizdirish natijasida undan elektronlar uchib chiqadi. Katodga salbiy potentsial, anodga esa ijobiy potentsial qo'llaniladi.

Vakuumdagi elektr toki - termion emissiya natijasida hosil bo'lgan elektronlarning yo'naltirilgan harakati.

3. Vakuumli diod

Zamonaviy vakuumli diod shisha yoki seramika-metall silindrdan iborat bo'lib, undan havo 10-7 mm Hg bosimgacha evakuatsiya qilinadi. Art. Balonga ikkita elektrod lehimlanadi, ulardan biri - katod - volframdan yasalgan vertikal metall silindr shakliga ega va odatda gidroksidi tuproqli metal oksidlari qatlami bilan qoplangan.

Izolyatsiya qilingan o'tkazgich katodning ichida joylashgan bo'lib, u o'zgaruvchan tok bilan isitiladi. Qizdirilgan katod anodga yetib boradigan elektronlarni chiqaradi. Chiroq anodi katod bilan umumiy o'qga ega bo'lgan yumaloq yoki oval silindrdir.

Vakuum diodining bir tomonlama o'tkazuvchanligi, isitish tufayli elektronlarning issiq katoddan uchib chiqib, sovuq anodga o'tishi bilan bog'liq. Elektronlar faqat diod orqali katoddan anodga o'tishi mumkin (ya'ni elektr toki faqat teskari yo'nalishda oqishi mumkin: anoddan katodga).

Rasmda vakuum diodining joriy kuchlanish xususiyati aks ettirilgan (salbiy kuchlanish qiymati katod potentsiali anod potentsialidan yuqori bo'lgan holatga to'g'ri keladi, ya'ni elektr maydoni elektronlarni katodga qaytarishga "harakat qiladi") .

Vakuum diodlari o'zgaruvchan tokni to'g'rilash uchun ishlatiladi. Agar katod va anod orasiga yana bitta elektrod (panjara) qo'yilsa, u holda tarmoq va katod orasidagi kuchlanishning ozgina o'zgarishi ham anod oqimiga sezilarli ta'sir qiladi. Bunday vakuum trubkasi (triod) zaif elektr signallarini kuchaytirishga imkon beradi. Shuning uchun, bir muncha vaqt bu lampalar elektron qurilmalarning asosiy elementlari edi.

4. Katod nurli trubkasi

Vakuumdagi elektr toki katod nurlari trubkasida (CRT) ishlatilgan, ularsiz uzoq vaqt davomida televizor yoki osiloskopni tasavvur qilib bo'lmaydi.

Rasmda CRT dizaynining soddalashtirilgan ko'rinishi ko'rsatilgan.

Naychaning bo'ynidagi elektron "qurol" - bu katod bo'lib, u kuchli elektronlar nurini chiqaradi. Teshiklari (1) bo'lgan silindrlarning maxsus tizimi bu nurni to'g'rilab, uni toraytiradi. Elektronlar ekranga (4) tegsa, u porlay boshlaydi. Elektron oqimini vertikal (2) yoki gorizontal (3) plitalar yordamida boshqarish mumkin.

Muhim energiya vakuumda elektronlarga o'tkazilishi mumkin. Elektron nurlar hatto metallarni vakuumda eritish uchun ham ishlatilishi mumkin.