3. 5. Электрический ток в вакуумном диоде
Явление испускания электронов нагретыми металлами называется термоэлектронной эмиссией. С повышением температуры возрастает кинетическая энергия электронов и они получают возможность, преодолев работу выхода, покинуть поверхность металла. Термоэлектронная эмиссия лежит в основе работы электронных ламп. Простейшая электронная лампа — вакуумный диод, — представляет собой вакууммированный стеклянный или металлический баллон, внутри которого находятся два электрода: нагреваемый нитью накала, металлический катод К и холодный металлический анод А. Высокий вакуум в диоде создается для того, чтобы электроны при своем движении не сталкивались с молекулами воздуха. На рис.3.4 приведена схема включения вакуумного диода. Батарея БН служит для нагревания нити накала и далее катода. Напряжение между анодом и катодом создается с помощью батареи Ба.
Вакуумный диод обладает односторонней проводимостью, то есть электроны могут двигаться только от катода к аноду, притягиваясь Кулоновскими силами к положительно заряженному аноду. Если же анод заряжен батареей Ба отрицательно, то анод отталкивает испускаемые нагретым катодом электроны обратно и они образуют «электронное облако», которое сосредоточено вблизи катода. Такое же «электронное облако» образуется при нулевом и даже при положительном напряжении анода за счет притяжения электронов к катоду, где после вылета электронов возникает поверхностный, положительный заряд. При увеличении положительного анодного напряжения все большая часть электронов будет лететь прямо к аноду, не задерживаясь в «электронном облаке», его плотность начнет уменьшаться и количество электронов, притягиваемых анодом в каждую секунду, будет увеличиваться. Электроны, долетевшие до анода, двигаются далее по проводам под действием батареи Ба , доходят до катода и снова испускаются к аноду.
Рис.3.5. Вольт-амперные характеристики диода при различных температурах катода.
В замкнутой цепи возникает электрический ток, называемый анодным током. Зависимость анодного токаIа от анодного напряжения Uа называется вольтамперной характеристикой диода. На рис.3.5 представлены три вольт-амперные характеристики, снятые при различных температурах катода Т1Т2Т3. На всех трех кривых видно, что при определенных значениях Uа=Uнас (напряжение насыщения) рост анодного тока прекращается, кривые становятся практически параллельными оси абсцисс. Максимальное значение анодного тока называется током насыщения Iнас. Это означает, что все электроны, покидающие катод в единицу времени, под действием достаточно сильного поля двигаются сразу к аноду, не создавая облака. Дальнейшее увеличение Uа не может привести к росту анодного тока, так как число электронов, вылетающих каждую секунду из катода, зависит от температуры катода, но не зависит от величины анодного напряжения. Поэтому, плотность тока насыщения jнас определяется плотностью тока термоэлектронной эмиссии (они равны по величине), которая рассчитывается по формуле Ричардсона-Дешмена: , гдеIнас — ток насыщения, k — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура, АВЫХ — работа выхода электрона из металла катода, С=1.210 6 А/м 2 К 2 — эмиссионная постоянная Ричардсона.
На участках кривых при UАUнас зависимость анодного тока от анодного напряжения описывается формулой Богуславского-Ленгмюра или законом «трех вторых» , где В — константа, зависящая от размеров, формы и взаимного расположения катода и анода.
С ростом температуры катода увеличивается число испускаемых им электронов, растет плотность «электронного облака». Для рассеивания объемного заряда облака требуется большее анодное напряжение. Поэтому при увеличении температуры катода насыщение анодного тока наступает при больших значениях Uа и сама величина тока насыщения Iнас также возрастает.
Явление термоэлектронной эмиссии используется в различных электронных лампах, рентгеновских трубках, электронном микроскопе и т.д. Рассмотренная выше двухэлектродная лампа применяется в электро- и радиотехнике, автоматике и телемеханике для выпрямления переменного тока, усиления тока и электрических сигналов, для генерирования электромагнитных колебаний.
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Свойство односторонней проводимости диодов широко используется в промышленной электронике для преобразования переменного тока в постоянный. Если к цепи, состоящей из последовательно соединенных диода и нагрузки RH ( рис. 1.7), приложено переменное напряжение, то совершенно очевидно, что через нагрузку RH будет проходить ток лишь одного направления. [3]
Вследствие односторонней проводимости диода ток в цепи может иметь направление, указанное на схеме. [4]
Чем объясняется односторонняя проводимость диода . [5]
Это свойство односторонней проводимости диода используется для выпрямления переменного тока. [6]
Выпрямление происходит благодаря односторонней проводимости диода Д, а сглаживание пульсаций — RC-фильтром: в те моменты, когда диод пропускает ток, конденсатор фильтра заряжается, уменьшая ток через нагрузку ( громкоговоритель, телефон), зато в промежутках между проходящими импульсами, когда диод заперт, конденсатор частично разряжается через нагрузку, поддерживая уровень тока в нагрузке. [8]
В последовательных диодных ограничителях односторонняя проводимость диода приводит к тому, что выходное напряжение при любом входном напряжении оказывается несимметричным относительно оси времени. [9]
Это объясняется появлением постоянной составляющей напряжения на этом конденсаторе за счет односторонней проводимости диода . [10]
При таком дополнении линия, зарядившаяся до максимума в первую половину периода ( рис. 17.15, б), из-за односторонней проводимости диода не может разрядиться, и напряжение на ней сохраняется постоянным до замыкания коммутатора. [12]
Для выявления неполадок диода один из его выводов отпаивают от печатной схемы и откусывают бокорезом по возможности ближе к дорожке из фольги, после чего, пользуясь омметром, проверяют наличие односторонней проводимости диода . Если при прямом подключении омметра к диоду стрелка в течение нескольких секунд будет медленно перемещаться в сторону уменьшающегося сопротивления диода, то он неисправен, так как имеется утечка. При прямом включении омметра положительный полюс внутренней батареи омметра подключают к входу диода. Измерение прямого сопротивления разными омметрами или одним и тем же омметром, но на разных пределах измерений может дать различные результаты. [13]
Односторонняя проводимость диода ( за счет которой и происходит ограничение) приводит к тому, что выходное напряжение оказывается несимметричным относительно оси времени, даже если входное напряжение обладает симметрией такого рода. Это означает, что напряжение на нагрузке мвых, а следовательно, и ток в цепи содержат постоянные составляющие. [14]
У вас большие запросы!
Точнее, от вашего браузера их поступает слишком много, и сервер VK забил тревогу.
Эта страница была загружена по HTTP, вместо безопасного HTTPS, а значит телепортации обратно не будет.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы отключили сохранение Cookies, а они нужны, чтобы решить проблему.
Почему-то страница не получила всех данных, а без них она не работает.
Обратитесь в поддержку сервиса.
Вы вернётесь на предыдущую страницу через 5 секунд.
Вернуться назад