Electric current sa isang vacuum na halaga. Current, electric current sa isang vacuum. Paglalapat ng electric current sa isang vacuum
Paksa. Agos ng kuryente sa isang vacuum
Layunin ng aralin: ipaliwanag sa mga mag-aaral ang katangian ng electric current sa vacuum.
Uri ng aralin: aralin sa pag-aaral ng bagong materyal.
LESSON PLAN
PAG-AARAL NG BAGONG MATERYAL
Ang vacuum ay isang estado ng gas kung saan ang presyon ay mas mababa kaysa sa atmospera. Mayroong mababa, katamtaman at mataas na mga vacuum.
Upang lumikha ng isang mataas na vacuum, ang kinakailangang rarefaction, kung saan sa gas na nananatili, ang average na libreng landas ng mga molekula ay mas malaki kaysa sa laki ng sisidlan o ang distansya sa pagitan ng mga electrodes sa sisidlan. Dahil dito, kung ang isang vacuum ay nilikha sa isang sisidlan, kung gayon ang mga molekula sa loob nito ay halos hindi nagbanggaan sa isa't isa at malayang lumilipad sa espasyo ng interelectrode. Sa kasong ito, nakakaranas sila ng mga banggaan lamang sa mga electrodes o sa mga dingding ng sisidlan.
Upang umiral ang kasalukuyang sa isang vacuum, kinakailangan na maglagay ng pinagmumulan ng mga libreng electron sa vacuum. Ang pinakamataas na konsentrasyon ng mga libreng electron sa mga metal. Ngunit sa temperatura ng silid hindi nila maaaring iwanan ang metal, dahil ang mga ito ay gaganapin dito sa pamamagitan ng mga puwersa ng Coulomb attraction ng mga positibong ion. Upang mapagtagumpayan ang mga puwersang ito, ang isang elektron ay dapat gumastos ng isang tiyak na enerhiya, na tinatawag na function ng trabaho, upang umalis sa ibabaw ng metal.
Kung ang kinetic energy ng electron ay lumampas o katumbas ng work function, aalis ito sa ibabaw ng metal at magiging libre.
Ang proseso ng paglabas ng mga electron mula sa ibabaw ng isang metal ay tinatawag na emission. Depende sa kung paano inilipat ang enerhiya na kailangan ng mga electron, ilang uri ng paglabas ay nakikilala. Ang isa sa kanila ay ang thermal electron emission.
Ø Ang paglabas ng mga electron ng pinainit na katawan ay tinatawag na thermoelectronic emission.
Ang kababalaghan ng thermionic emission ay nagiging sanhi ng isang heated metal electrode na patuloy na naglalabas ng mga electron. Ang mga electron ay bumubuo ng isang elektron na ulap sa paligid ng elektrod. Sa kasong ito, ang elektrod ay nagiging positibong sisingilin, at sa ilalim ng impluwensya ng electric field ng sisingilin na ulap, ang mga electron mula sa ulap ay bahagyang ibinalik sa elektrod.
Sa estado ng balanse, ang bilang ng mga electron na umalis sa electrode bawat segundo ay katumbas ng bilang ng mga electron na bumalik sa electrode sa panahong ito.
Para umiral ang kasalukuyang, dalawang kundisyon ang dapat matugunan: ang pagkakaroon ng mga free charged na particle at isang electric field. Upang lumikha ng mga kundisyong ito, dalawang electrodes (cathode at anode) ang inilalagay sa silindro at ang hangin ay ibinubomba palabas ng silindro. Bilang resulta ng pag-init ng katod, lumilipad ang mga electron mula dito. Ang isang negatibong potensyal ay inilalapat sa katod, at isang positibong potensyal ay inilalapat sa anode.
Ang isang modernong vacuum diode ay binubuo ng isang baso o metal-ceramic cylinder, kung saan ang hangin ay lumikas sa isang presyon ng 10-7 mm Hg. Art. Dalawang electrodes ang ibinebenta sa silindro, isa sa mga ito - ang katod - ay may anyo ng isang patayong metal na silindro na gawa sa tungsten at kadalasang pinahiran ng isang layer ng alkaline earth metal oxides.
Mayroong insulated conductor sa loob ng cathode na pinainit ng alternating current. Ang pinainit na katod ay naglalabas ng mga electron na umaabot sa anode. Ang anode ng lampara ay isang bilog o hugis-itlog na silindro na may karaniwang axis sa katod.
Ang one-way conductivity ng isang vacuum diode ay dahil sa ang katunayan na, dahil sa pag-init, ang mga electron ay lumilipad sa labas ng mainit na katod at lumipat sa malamig na anode. Ang mga electron ay maaari lamang dumaloy sa diode mula sa cathode hanggang sa anode (iyon ay, ang electric current ay maaari lamang dumaloy sa tapat na direksyon: mula sa anode hanggang sa cathode).
Ipinapakita ng figure ang kasalukuyang boltahe na katangian ng isang vacuum diode (ang isang negatibong halaga ng boltahe ay tumutugma sa kaso kapag ang potensyal ng cathode ay mas mataas kaysa sa potensyal ng anode, iyon ay, ang electric field ay "sinusubukan" na ibalik ang mga electron pabalik sa cathode).
Ang mga vacuum diode ay ginagamit upang itama ang alternating current. Kung maglalagay ka ng isa pang elektrod (grid) sa pagitan ng katod at ng anode, kung gayon kahit na ang isang bahagyang pagbabago sa boltahe sa pagitan ng grid at ang katod ay makabuluhang makakaapekto sa kasalukuyang anode. Ang ganitong electron tube (triode) ay nagpapahintulot sa iyo na palakasin ang mahinang mga signal ng kuryente. Samakatuwid, para sa ilang oras ang mga lamp na ito ay ang mga pangunahing elemento ng mga elektronikong aparato.
Ang electric current sa isang vacuum ay ginamit sa isang cathode ray tube (CRT), kung wala ito sa loob ng mahabang panahon imposibleng isipin ang isang telebisyon o oscilloscope.
Ang figure ay nagpapakita ng isang pinasimple na disenyo ng isang CRT.
Ang "baril" ng elektron sa leeg ng tubo ay ang katod, na naglalabas ng matinding sinag ng mga electron. Ang isang espesyal na sistema ng mga cylinder na may mga butas (1) ay nakatutok sa beam na ito at ginagawa itong makitid. Kapag tumama ang mga electron sa screen (4), magsisimula itong kumikinang. Ang daloy ng mga electron ay maaaring kontrolin gamit ang patayo (2) o pahalang (3) na mga plato.
Ang makabuluhang enerhiya ay maaaring ilipat sa mga electron sa isang vacuum. Ang mga electron beam ay maaari pang gamitin upang matunaw ang mga metal sa isang vacuum.
MGA TANONG SA MGA MAG-AARAL SA PRESENTASYON NG BAGONG MATERYAL
Unang antas
1. Para sa anong layunin nilikha ang isang mataas na vacuum sa mga tubo ng elektron?
2. Bakit ang isang vacuum diode ay nagsasagawa ng kasalukuyang sa isang direksyon lamang?
3. Ano ang layunin ng isang electron gun?
4. Paano kinokontrol ang mga electron beam?
Pangalawang antas
1. Anong mga katangian mayroon ang kasalukuyang-boltahe na katangian ng isang vacuum diode?
2. Gumagana ba sa kalawakan ang radio tube na may basag na salamin?
PAGBUO NG NATUTUHAN NA MATERYAL
1. Ano ang kailangang gawin upang ang isang trielectrode lamp ay maaaring magamit bilang isang diode?
2. Paano mo: a) pataasin ang bilis ng mga electron sa sinag; b) baguhin ang direksyon ng paggalaw ng elektron; c) ihinto ang paglipat ng mga electron?
1. Ang pinakamataas na kasalukuyang anode sa isang vacuum diode ay 50 mA. Gaano karaming mga electron ang ibinubuga mula sa katod bawat segundo?
2. Ang isang sinag ng mga electron, na pinabilis ng isang boltahe U 1 = 5 kV, ay lumilipad sa isang patag na kapasitor sa gitna sa pagitan ng mga plato at kahanay sa kanila. Haba ng kapasitor l = 10 cm, distansya sa pagitan ng mga plato d = 10 mm. Sa anong minimum na boltahe U 2 sa kapasitor ay hindi lilipad ang mga electron mula dito?
Mga solusyon. Ang galaw ng isang elektron ay kahawig ng galaw ng isang katawan na inihagis nang pahalang.
Ang pahalang na bahagi v ng bilis ng elektron ay hindi nagbabago; Ang bilis na ito ay maaaring matukoy gamit ang batas ng konserbasyon ng enerhiya: Narito ang e ang elementarya na singil ng kuryente, ang me ay ang masa ng elektron. Ang vertical acceleration a ay nagpapadala sa electron ng puwersa F na kumikilos mula sa electric field ng capacitor. Ayon sa ikalawang batas ni Newton,
nasaan ang lakas ng patlang ng kuryente sa kapasitor.
Ang mga electron ay hindi makakatakas mula sa kapasitor kung sila ay inilipat sa layo na d/2.
Kaya, 
- oras ng paggalaw ng isang elektron sa isang kapasitor. Mula dito
Pagkatapos suriin ang mga yunit ng mga dami at palitan ang mga numerical na halaga, nakuha namin ang U 2 = 100 B.
ANG NATUTUHAN NATIN SA ARALIN
Ang vacuum ay isang gas na napakabihirang na ang ibig sabihin ng libreng landas ng mga molekula ay lumampas sa mga linear na sukat ng sisidlan.
Ang enerhiya na dapat gugulin ng isang electron upang umalis sa ibabaw ng metal ay tinatawag na work function.
Ang paglabas ng mga electron ng mga pinainit na katawan ay tinatawag na thermoelectronic emission.
Ang electric current sa isang vacuum ay ang direktang paggalaw ng mga electron na nagreresulta mula sa thermionic emission.
Ang vacuum diode ay may one-way conductivity.
Pinapayagan ka ng isang cathode ray tube na kontrolin ang paggalaw ng mga electron. Ito ay ang CRT na ginawang posible ang paglikha ng telebisyon.
Takdang-aralin
1. Sub-1: § 17; Sub-2: § 9.
Riv1 No. 6.12; 6.13; 6.14.
Riv2 No. 6.19; 6.20; 6.22, 6.23.
3. D: maghanda para sa malayang gawain No. 4.
MGA GAWAIN MULA SA SELF-WORK No. 4 “BATAS NG DC CURRENT”
Gawain 1 (1.5 puntos)
Ang paggalaw ng aling mga particle ay lumilikha ng isang electric current sa mga likido?
Isang Paggalaw ng mga atomo.
Ito ay ang paggalaw ng mga molekula.
B Paggalaw ng mga electron.
D Paggalaw ng positibo at negatibong mga ion.
Ang figure ay nagpapakita ng isang electrical discharge sa hangin na nilikha gamit ang isang Tesla transformer.
At ang electric current sa anumang gas ay nakadirekta sa direksyon kung saan gumagalaw ang mga negatibong ion.
Ang conductivity ng anumang gas ay dahil sa paggalaw ng mga electron lamang.
B Ang conductivity ng anumang gas ay dahil sa paggalaw ng mga ions lamang.
D Ang conductivity ng anumang gas ay dahil sa paggalaw ng mga electron at ions lamang.
Ang Gawain 3 ay naglalayong magtatag ng isang korespondensiya (lohikal na pares). Para sa bawat linyang may markang titik, pumili ng pahayag na may markang numero.
Isang N-type na semiconductor.
B-uri ng mga semiconductor.
Electronic conductivity.
D Hole conductivity.
1 Semiconductor kung saan ang mga pangunahing tagadala ng singil ay mga butas.
2 Semiconductor kung saan ang mga pangunahing tagadala ng singil ay mga electron.
3 Conductivity ng isang semiconductor dahil sa paggalaw ng mga butas.
4 Conductivity ng isang semiconductor dahil sa paggalaw ng mga electron.
5 Semiconductor kung saan ang mga pangunahing tagadala ng singil ay mga electron at butas.
Sa anong kasalukuyang lakas ang electrolysis ng isang may tubig na solusyon ng CuSO 4 natupad, kung sa 2 minuto. 160 g ng tanso ang pinakawalan sa katod?
Ang electric current ay ang nakaayos na paggalaw ng mga singil sa kuryente. Maaari itong makuha, halimbawa, sa isang konduktor na nag-uugnay sa isang naka-charge at hindi naka-charge na katawan. Gayunpaman, ang kasalukuyang ito ay titigil sa sandaling maging zero ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga katawan na ito. Ang isang naka-order na kasalukuyang ay magkakaroon din sa konduktor na kumukonekta sa mga plato ng isang sisingilin na kapasitor. Sa kasong ito, ang kasalukuyang ay sinamahan ng neutralisasyon ng mga singil na matatagpuan sa mga capacitor plate at nagpapatuloy hanggang sa ang potensyal na pagkakaiba ng mga capacitor plate ay nagiging zero.
Ang mga halimbawang ito ay nagpapakita na ang isang electric current sa isang konduktor ay nangyayari lamang kapag may iba't ibang potensyal sa mga dulo ng konduktor, iyon ay, kapag mayroong isang electric field sa loob nito.
Ngunit sa mga halimbawang isinasaalang-alang, ang kasalukuyang ay hindi maaaring pangmatagalan, dahil sa proseso ng paglipat ng mga singil, ang mga potensyal ng mga katawan ay mabilis na nagkakapantay at ang electric field sa konduktor ay nawawala.
Samakatuwid, upang makakuha ng kasalukuyang, kinakailangan upang mapanatili ang iba't ibang mga potensyal sa mga dulo ng konduktor. Upang gawin ito, maaari mong ilipat ang mga singil mula sa isang katawan patungo sa isa pa pabalik sa pamamagitan ng isa pang konduktor, na bumubuo ng isang closed circuit para dito. Gayunpaman, sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng parehong electric field, ang naturang paglipat ng singil ay imposible, dahil ang potensyal ng pangalawang katawan ay mas mababa kaysa sa potensyal ng una. Samakatuwid, ang paglipat ay posible lamang sa pamamagitan ng mga puwersa ng hindi de-kuryenteng pinagmulan. Ang pagkakaroon ng gayong mga puwersa ay ibinibigay ng isang kasalukuyang pinagmumulan na kasama sa circuit.
Ang mga puwersang kumikilos sa kasalukuyang pinagmumulan ay naglilipat ng singil mula sa isang katawan na may mas mababang potensyal patungo sa isang katawan na may mas mataas na potensyal at gumagana nang sabay. Samakatuwid, dapat itong magkaroon ng enerhiya.
Ang mga kasalukuyang pinagmumulan ay mga galvanic cell, baterya, generator, atbp.
Kaya, ang mga pangunahing kondisyon para sa paglitaw ng electric current ay: ang pagkakaroon ng isang kasalukuyang mapagkukunan at isang closed circuit.
Ang pagpasa ng kasalukuyang sa isang circuit ay sinamahan ng isang bilang ng mga madaling maobserbahang phenomena. Halimbawa, sa ilang mga likido, kapag ang isang kasalukuyang dumadaan sa kanila, ang isang paglabas ng isang sangkap ay sinusunod sa mga electrodes na nahuhulog sa likido. Ang kasalukuyang sa mga gas ay madalas na sinasamahan ng glow ng mga gas, atbp. Ang electric current sa mga gas at vacuum ay pinag-aralan ng namumukod-tanging French physicist at mathematician na si Andre Marie Ampère, salamat sa kung kanino alam na natin ang likas na katangian ng naturang mga phenomena.
Tulad ng alam mo, ang vacuum ay ang pinakamahusay na insulator, ibig sabihin, ang espasyo kung saan ang hangin ay nabomba palabas.
Ngunit posible na makakuha ng isang electric current sa isang vacuum, kung saan kinakailangan na ipakilala ang mga carrier ng singil dito.
Kumuha tayo ng isang sisidlan kung saan ang hangin ay nabomba palabas. Dalawang metal plate ang ibinebenta sa sisidlang ito - dalawang electrodes. Ikinonekta namin ang isa sa kanila A (anode) sa isang positibong kasalukuyang mapagkukunan, ang isa pang K (cathode) sa isang negatibo. Ang boltahe sa pagitan ay sapat upang ilapat ang 80 - 100 V.
Ikonekta natin ang isang sensitibong milliammeter sa circuit. Ang aparato ay hindi nagpapakita ng anumang kasalukuyang; ito ay nagpapahiwatig na ang electric current ay hindi umiiral sa isang vacuum.
Baguhin natin ang karanasan. Bilang isang katod, naghihinang kami ng isang wire sa sisidlan - isang thread, na may mga dulo na inilabas. Ang filament na ito ay magiging katod pa rin. Gamit ang isa pang kasalukuyang pinagmumulan, pinapainit namin ito. Mapapansin namin na sa sandaling ang filament ay pinainit, ang aparato na nakakonekta sa circuit ay nagpapakita ng isang electric current sa isang vacuum, at mas malaki ang mas maraming filament ay pinainit. Nangangahulugan ito na kapag pinainit, tinitiyak ng thread ang pagkakaroon ng mga sisingilin na particle sa vacuum;
Paano sinisingil ang mga particle na ito? Ang karanasan ay maaaring magbigay ng sagot sa tanong na ito. Baguhin natin ang mga pole ng mga electrodes na ibinebenta sa sisidlan - gagawin natin ang thread na isang anode, at ang kabaligtaran na poste - isang katod. At kahit na ang filament ay pinainit at nagpapadala ng mga sisingilin na particle sa vacuum, walang kasalukuyang.
Ito ay sumusunod na ang mga particle na ito ay negatibong sisingilin dahil sila ay tinataboy mula sa electrode A kapag ito ay negatibong sisingilin.
Ano ang mga particle na ito?
Ayon sa elektronikong teorya, ang mga libreng electron sa isang metal ay nasa magulong paggalaw. Kapag pinainit ang filament, tumitindi ang paggalaw na ito. Kasabay nito, ang ilang mga electron, na nakakakuha ng enerhiya na sapat upang lumabas, ay lumipad palabas ng thread, na bumubuo ng isang "ulap ng elektron" sa paligid nito. Kapag ang isang electric field ay nabuo sa pagitan ng filament at anode, ang mga electron ay lumilipad sa electrode A kung ito ay konektado sa positibong poste ng baterya, at itinataboy pabalik sa filament kung ito ay konektado sa negatibong poste, ibig sabihin, mayroon itong ang parehong singil tulad ng mga electron.
Kaya, ang electric current sa isang vacuum ay isang direktang daloy ng mga electron.
Ito ay isang maikling buod.
Patuloy ang paggawa sa buong bersyon
Lecture20
Kasalukuyang nasa vacuum
1. Isang tala tungkol sa vacuum
Walang electric current sa vacuum, kasi sa isang thermodynamic vacuum walang mga particle.
Gayunpaman, ang pinakamahusay na praktikal na vacuum na nakamit ay
,
mga. isang malaking bilang ng mga particle.
Gayunpaman, kapag pinag-uusapan nila ang tungkol sa kasalukuyang sa isang vacuum, ang ibig nilang sabihin ay isang perpektong vacuum sa termodynamic na kahulugan, i.e. kumpletong kawalan ng mga particle. Ang mga particle na nakuha mula sa ilang pinagmulan ay responsable para sa daloy ng kasalukuyang.
2. Trabaho function
Tulad ng nalalaman, sa mga metal mayroong isang electron gas na hawak ng puwersa ng pagkahumaling sa kristal na sala-sala. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang enerhiya ng mga electron ay hindi mataas, kaya sila ay nananatili sa loob ng kristal.
Kung lalapit tayo sa electron gas mula sa mga klasikal na posisyon, i.e. isaalang-alang na ito ay sumusunod sa pamamahagi ng Maxwell-Boltzmann, kung gayon ay malinaw na mayroong malaking proporsyon ng mga particle na ang mga tulin ay mas mataas kaysa sa karaniwan. Dahil dito, ang mga particle na ito ay may sapat na enerhiya upang makatakas mula sa kristal at bumuo ng isang electron cloud malapit dito.
Ang ibabaw ng metal ay nagiging positibong sisingilin. Ang isang double layer ay nabuo, na pumipigil sa pag-alis ng mga electron mula sa ibabaw. Samakatuwid, upang maalis ang isang elektron, kinakailangan na magbigay ng karagdagang enerhiya dito.
Kahulugan: Work function ng mga electron mula sa isang metal ay ang enerhiya na dapat ibigay sa isang electron upang maalis ito mula sa ibabaw ng metal hanggang sa infinity sa isang estado ng zeroE k.
Ang pag-andar ng trabaho ay naiiba para sa iba't ibang mga metal.
Metal |
Pag-andar sa trabaho, eV |
|
1,81 |
|
3. Electronic emission.
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang enerhiya ng mga electron ay medyo mababa at sila ay nakatali sa loob ng konduktor. May mga paraan upang magbigay ng karagdagang enerhiya sa mga electron. Ang phenomenon ng electron emission sa ilalim ng external influence ay tinatawag na electron emission, at natuklasan ni Edison noong 1887. Depende sa paraan ng paghahatid ng enerhiya, 4 na uri ng mga paglabas ay nakikilala:
1. Thermionic emission (TEE), paraan - supply ng init (pagpainit).
2. Photoelectron emission (PEE), paraan - pag-iilaw.
3. Pangalawang paglabas ng elektron (SEE), pamamaraan - pagbomba ng particle.
4. Field electron emission (FEE), pamamaraan – malakas na electric field.
4. Autoelectronic emissions
Kapag nalantad sa isang malakas na electric field, ang mga electron ay maaaring ilabas mula sa ibabaw ng metal.
Ang halaga ng boltahe na ito ay sapat na upang hilahin ang isang elektron.
Ang phenomenon na ito ay tinatawag na cold emission. Kung ang patlang ay sapat na malakas, kung gayon ang bilang ng mga electron ay maaaring maging malaki, at, dahil dito, ang kasalukuyang ay maaaring maging malaki. Ayon sa batas ng Joule-Lenz, malaking halaga ng init ang ilalabas at ang AEE ay maaaring maging TEE.
5. Photoelectron emission (PEE)
Ang kababalaghan ng photoelectric effect ay kilala sa mahabang panahon, tingnan ang "Optics".
6. Pangalawang paglabas ng elektron (SEE)
Ang phenomenon na ito ay ginagamit sa photomultiplying device (PMTs).
Sa panahon ng operasyon, nangyayari ang isang tulad ng avalanche na pagtaas sa bilang ng mga electron. Ginagamit para sa pagre-record ng mahinang signal ng liwanag.
7. Vacuum diode.
Upang pag-aralan ang TEE, ginagamit ang isang aparato na tinatawag na vacuum diode. Kadalasan, binubuo ito ng dalawang coaxial cylinder na inilagay sa isang glass vacuum flask.
Ang katod ay pinainit ng electric current, direkta man o hindi direkta. Sa direktang kasalukuyang, ang kasalukuyang dumadaan sa katod mismo, na may hindi direktang kasalukuyang, isang karagdagang konduktor ang inilalagay sa loob ng katod - isang filament. Ang pag-init ay nangyayari sa medyo mataas na temperatura, kaya ang katod ay ginawang kumplikado. Ang base ay isang refractory material (tungsten), at ang coating ay isang materyal na may mababang work function (cesium).
Ang diode ay nabibilang sa mga nonlinear na elemento, i.e. hindi ito sumusunod sa batas ni Ohm. Sinasabi nila na ang isang diode ay isang elemento na may one-way conductivity. Karamihan sa mga katangian ng kasalukuyang boltahe ng diode ay inilalarawan ng batas ng Boguslavsky-Langmuir o ng batas na "3/2"
Habang tumataas ang temperatura ng filament, ang katangian ng kasalukuyang boltahe ay lumilipat paitaas at tumataas ang kasalukuyang saturation. Ang pag-asa ng kasalukuyang density ng saturation sa temperatura ay inilarawan ng batas ng Richardson-Deshman
Gamit ang mga pamamaraan ng quantum statistics, makukuha ng isang tao ang formula na ito gamit angconst= Bpareho para sa lahat ng mga metal. Ipinapakita ng eksperimento na ang mga constants ay magkaiba.
8. Half-wave rectifier
9. Buong alon rectifier (iyong sarili).
10. Paglalapat ng mga lamp.
Ang mga pakinabang ng mga lamp ay kinabibilangan
· kadalian ng kontrol ng daloy ng elektron,
· mataas na kapangyarihan,
· isang malaking seksyon ng halos linear na kasalukuyang-boltahe na katangian.
· Ang mga tubo ay ginagamit sa mga makapangyarihang amplifier.
Kabilang sa mga disadvantage ang:
· mababang kahusayan,
· mataas na pagkonsumo ng enerhiya.
Aralin Blg 40-169 Agos ng kuryente sa mga gas. Agos ng kuryente sa isang vacuum.
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang gas ay isang dielectric ( R ), ibig sabihin. ay binubuo ng mga neutral na atomo at molecule at hindi naglalaman ng mga libreng carrier ng electric current. Konduktor na gas ay isang ionized gas, mayroon itong electron-ion conductivity.Air-dielectric
Gas ionization- ito ay ang disintegration ng neutral atoms o molecules sa positive ions at electron sa ilalim ng impluwensya ng isang ionizer (ultraviolet, x-ray at radioactive radiation; heating) at ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagkawatak-watak ng mga atomo at molekula sa panahon ng banggaan sa mataas na bilis. Paglabas ng gas– pagdaan ng electric current sa pamamagitan ng gas. Ang paglabas ng gas ay sinusunod sa mga gas-discharge tubes (lamp) kapag nalantad sa isang electric o magnetic field. 
Recombination ng mga sisingilin na particle
Di-nakapagpapanatili sa sarili na paglabas ng gas- ito ay isang discharge na umiiral lamang sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na ionizer Ang gas sa tubo ay ionized at ibinibigay sa mga electrodes boltahe (U) at isang electric current (I) arises sa tubo. Habang tumataas ang U, tumataas ang kasalukuyang I Kapag ang lahat ng mga sisingilin na particle na nabuo sa isang segundo ay umabot sa mga electrodes sa panahong ito (sa isang tiyak na boltahe ( U*), ang kasalukuyang umabot sa saturation (I n). Kung huminto ang pagkilos ng ionizer, hihinto din ang discharge (I= 0). Paglabas ng gas sa sarili- isang paglabas sa isang gas na nagpapatuloy pagkatapos ng pagwawakas ng panlabas na ionizer dahil sa mga ion at electron na nagreresulta mula sa impact ionization (= ionization ng isang electric shock); ay nangyayari kapag ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng mga electrodes ay tumaas (isang electron avalanche ay nangyayari). Sa isang tiyak na halaga ng boltahe ( U breakdown) kasalukuyang lakas muli tumataas. Hindi na kailangan ang ionizer para mapanatili ang discharge. Nagaganap ang electron impact ionization. Maaaring mag-transform sa isang self-sustaining gas discharge kapag U a = U ignition. Electrical breakdown ng gas- paglipat ng isang di-nakapagpapatuloy na paglabas ng gas tungo sa isang nakakapagpapanatili sa sarili. Mga uri ng independiyenteng paglabas ng gas:
1. nagbabaga - sa mababang presyon (hanggang sa ilang mm Hg) - naobserbahan sa mga gas-light tube at gas laser. (mga fluorescent lamp) 2. spark - sa normal na presyon ( P =
P
atm) at mataas na lakas ng electric field E (kidlat - kasalukuyang lakas hanggang sa daan-daang libong amperes). 3. corona - sa normal na presyon sa isang hindi pare-parehong electric field (sa dulo, apoy ni St. Elmo). 4. arc - nangyayari sa pagitan ng malapit na pagitan ng mga electrodes - mataas na kasalukuyang density, mababang boltahe sa pagitan ng mga electrodes (sa mga spotlight, projection film equipment, welding, mercury lamp)
Plasma- ito ang ikaapat na estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap na may mataas na antas ng ionization dahil sa banggaan ng mga molekula sa mataas na bilis sa mataas na temperatura; matatagpuan sa kalikasan: ang ionosphere ay isang mahinang ionized na plasma, ang Araw ay isang ganap na ionized na plasma; artipisyal na plasma - sa mga gas-discharge lamp. Ang plasma ay: 1. - mababang temperatura T 10 5 K. Mga pangunahing katangian ng plasma: - mataas na electrical conductivity; - malakas na pakikipag-ugnayan sa mga panlabas na electric at magnetic field. Sa T = 20∙ 10 3 ÷ 30∙ 10 3 K, ang anumang substance ay plasma. 99% ng bagay sa Uniberso ay plasma.
Agos ng kuryente sa isang vacuum.
). Sa isang vacuum: - ang electric current ay imposible, dahil ang posibleng bilang ng mga ionized na molekula ay hindi makapagbibigay ng electrical conductivity; - posible na lumikha ng isang electric current sa isang vacuum kung gumagamit ka ng isang mapagkukunan ng mga sisingilin na particle; - ang pagkilos ng isang pinagmumulan ng mga sisingilin na particle ay maaaring batay sa phenomenon ng thermionic emission. Thermionic emission- ang kababalaghan ng paglabas ng mga libreng electron mula sa ibabaw ng pinainit na mga katawan, ang paglabas ng mga electron sa pamamagitan ng solid o likidong mga katawan ay nangyayari kapag sila ay pinainit sa mga temperatura na naaayon sa nakikitang glow ng isang mainit na metal. Ang pinainit na metal electrode ay patuloy na naglalabas ng mga electron, na bumubuo ng electron cloud sa paligid nito.Sa isang equilibrium na estado, ang bilang ng mga electron na umalis sa electrode ay katumbas ng bilang ng mga electron na bumalik dito (dahil ang electrode ay nagiging positibong sisingilin kapag ang mga electron ay nawala). Kung mas mataas ang temperatura ng metal, mas mataas ang density ng electron cloud. Ang electric current sa vacuum ay posible sa vacuum tubes. Ang electron tube ay isang device na gumagamit ng phenomenon ng thermionic emission. 
Vacuum diode.
I-V na katangian (volt-ampere na katangian) ng isang vacuum diode.
Kasalukuyang nasa input ng diode rectifier Sa mababang boltahe ng anode, hindi lahat ng mga electron na ibinubuga ng katod ay umaabot sa anode, at ang kasalukuyang ay maliit. Sa mataas na boltahe, ang kasalukuyang umabot sa saturation, i.e. pinakamataas na halaga. Ang isang vacuum diode ay may one-way conductivity at ginagamit upang itama ang alternating current. Mga electron beam ay isang stream ng mabilis na lumilipad na mga electron sa mga vacuum tube at gas-discharge device. Mga katangian ng mga electron beam: - lumihis sa mga electric field; - magpalihis sa mga magnetic field sa ilalim ng impluwensya ng puwersa ng Lorentz; - kapag ang isang sinag na tumama sa isang sangkap ay pinabagal, lumilitaw ang X-ray radiation; - nagiging sanhi ng glow (luminescence) ng ilang solids at likido (luminophores); - painitin ang sangkap sa pamamagitan ng pagkontak dito.
Cathode ray tube (CRT)
Ang pagsusumite ng iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay madali. Gamitin ang form sa ibaba
Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga estudyante, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.
Nai-post sa http://www.allbest.ru/
Elelectric current sa vacuum
1. Cathode ray tube
Ang vacuum ay isang estado ng gas sa isang sisidlan kung saan ang mga molekula ay lumilipad mula sa isang pader ng sisidlan patungo sa isa pa nang hindi kailanman nagbabanggaan sa isa't isa.
Ang isang vacuum insulator, ang isang kasalukuyang sa loob nito ay maaari lamang lumabas dahil sa artipisyal na pagpapakilala ng mga sisingilin na mga particle para sa layuning ito, ang paglabas (paglabas) ng mga electron sa pamamagitan ng mga sangkap; Ang Thermionic emission ay nangyayari sa mga vacuum tube na may heated cathodes, at ang photoelectronic emission ay nangyayari sa isang photodiode.
Ipaliwanag natin kung bakit walang kusang paglabas ng mga libreng electron mula sa metal. Ang pagkakaroon ng gayong mga electron sa isang metal ay bunga ng kalapitan ng mga atomo sa kristal. Gayunpaman, ang mga electron na ito ay libre lamang sa kahulugan na hindi sila kabilang sa mga tiyak na atomo, ngunit nananatiling kabilang sa kristal sa kabuuan. Ang ilan sa mga libreng electron, na natagpuan ang kanilang mga sarili bilang isang resulta ng magulong paggalaw malapit sa ibabaw ng metal, ay lumilipad lampas sa mga hangganan nito. Ang isang micro-section ng ibabaw ng metal, na dati ay neutral sa kuryente, ay nakakakuha ng isang positibong uncompensated charge, sa ilalim ng impluwensya kung saan ang mga emitted electron ay bumalik sa metal. Ang mga proseso ng pag-alis at pagbabalik ay patuloy na nagaganap, bilang isang resulta kung saan ang isang mapapalitan na ulap ng elektron ay nabuo sa itaas ng ibabaw ng metal, at ang ibabaw ng metal ay bumubuo ng isang dobleng electric layer, laban sa mga puwersang humahawak kung saan dapat isagawa ang pag-andar ng trabaho. Kung nangyari ang paglabas ng elektron, nangangahulugan ito na ang ilang mga panlabas na impluwensya (pagpainit, pag-iilaw) ay nakagawa ng ganoong gawain
Ang Thermionic emission ay ang ari-arian ng mga katawan na pinainit sa isang mataas na temperatura upang maglabas ng mga electron.
Ang cathode ray tube ay isang glass flask kung saan nalikha ang isang mataas na vacuum (10 hanggang -6 degrees - 10 hanggang -7 degrees mm Hg). Ang pinagmulan ng mga electron ay isang manipis na wire spiral (aka cathode). Sa tapat ng cathode ay isang anode sa anyo ng isang guwang na silindro, kung saan pumapasok ang electron beam pagkatapos na dumaan sa isang tumutuon na silindro na naglalaman ng isang dayapragm na may makitid na pagbubukas. Ang isang boltahe ng ilang kilovolts ay pinananatili sa pagitan ng katod at anode. Ang mga electron na pinabilis ng electric field ay lumilipad palabas sa diaphragm at lumilipad sa isang screen na gawa sa isang substance na kumikinang sa ilalim ng impluwensya ng mga epekto ng elektron.
Upang kontrolin ang electron beam, dalawang pares ng mga metal plate ang ginagamit, ang isa ay matatagpuan patayo at ang isa ay pahalang. Kung ang kaliwang plato ay may negatibong potensyal at ang kanan ay may positibong potensyal, ang sinag ay lilihis sa kanan, at kung ang polarity ng mga plato ay binago, ang sinag ay lilihis sa kaliwa. Kung ang boltahe ay inilapat sa mga plato na ito, ang sinag ay mag-oscillate sa pahalang na eroplano. Katulad nito, ang sinag ay mag-o-oscillate sa vertical plane kung mayroong alternating voltage sa vertical deflection plates. Ang mga naunang plato ay mga pahalang na deflection plate.
2. Agos ng kuryente sa isang vacuum
Ano ang vacuum?
Ito ay isang antas ng gas rarefaction kung saan halos walang banggaan ng mga molekula;
Hindi posible ang electric current dahil ang posibleng bilang ng mga ionized na molekula ay hindi makapagbibigay ng electrical conductivity;
Posibleng lumikha ng electric current sa isang vacuum kung gumagamit ka ng pinagmumulan ng mga sisingilin na particle; beam tube vacuum diode
Ang pagkilos ng isang pinagmumulan ng mga sisingilin na particle ay maaaring batay sa phenomenon ng thermionic emission.
3. Vacuum diode
Ang electric current sa vacuum ay posible sa vacuum tubes.
Ang vacuum tube ay isang aparato na gumagamit ng phenomenon ng thermionic emission.
Ang vacuum diode ay isang two-electrode (A - anode at K - cathode) electron tube.
Ang napakababang presyon ay nilikha sa loob ng lalagyan ng salamin
H - filament na inilagay sa loob ng cathode upang mapainit ito. Ang ibabaw ng pinainit na katod ay naglalabas ng mga electron. Kung ang anode ay konektado sa + ng kasalukuyang pinagmulan, at ang katod ay konektado sa -, pagkatapos ay ang circuit ay dumadaloy
pare-pareho ang thermionic kasalukuyang. Ang vacuum diode ay may one-way conductivity.
Yung. Ang kasalukuyang nasa anode ay posible kung ang anode potential ay mas mataas kaysa sa cathode potential. Sa kasong ito, ang mga electron mula sa electron cloud ay naaakit sa anode, na lumilikha ng electric current sa isang vacuum.
4. Kasalukuyang-boltahemga katangian ng vacuum diode
Sa mababang boltahe ng anode, hindi lahat ng mga electron na ibinubuga ng katod ay umaabot sa anode, at maliit ang electric current. Sa mataas na boltahe, ang kasalukuyang umabot sa saturation, i.e. pinakamataas na halaga.
Ang isang vacuum diode ay ginagamit upang itama ang alternating current.
Kasalukuyang nasa input ng diode rectifier
Kasalukuyang output ng rectifier
5. Mga electron beam
Ito ay isang stream ng mabilis na lumilipad na mga electron sa mga vacuum tube at gas-discharge device.
Mga katangian ng mga electron beam:
Nagpalihis sa mga electric field;
Ang mga ito ay pinalihis sa mga magnetic field sa ilalim ng impluwensya ng puwersa ng Lorentz;
Kapag ang isang sinag na tumama sa isang sangkap ay pinabagal, lumilitaw ang X-ray radiation;
Nagdudulot ng glow (luminescence) ng ilang solids at liquids (luminophores);
Ang sangkap ay pinainit sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay dito.
6. Cathode ray tube (CRT)
Ang mga phenomena ng thermionic emission at mga katangian ng mga electron beam ay ginagamit.
Ang CRT ay binubuo ng isang electron gun, pahalang at patayong deflection electrode plate at isang screen.
Sa isang electron gun, ang mga electron na ibinubuga ng isang heated cathode ay dumadaan sa control grid electrode at pinabilis ng mga anod. Ang isang electron gun ay nakatutok sa isang electron beam sa isang punto at binabago ang liwanag ng liwanag sa screen. Ang pagpapalihis ng pahalang at patayong mga plato ay nagbibigay-daan sa iyong ilipat ang electron beam sa screen sa anumang punto sa screen. Ang screen ng tubo ay pinahiran ng isang pospor na nagsisimulang kumikinang kapag binomba ng mga electron.
Mayroong dalawang uri ng mga tubo:
1) na may electrostatic control ng electron beam (pagpalihis ng electric beam sa pamamagitan lamang ng electric field);
2) na may electromagnetic control (magnetic deflection coils ay idinagdag).
Pangunahing aplikasyon ng CRT:
mga tubo ng larawan sa mga kagamitan sa telebisyon;
mga display ng computer;
electronic oscilloscopes sa teknolohiya ng pagsukat.
Na-post sa Allbest.ru
...Mga katulad na dokumento
Ang vacuum ay ang estado ng isang gas sa presyon na mas mababa kaysa sa atmospera. Ang daloy ng mga electron sa isang vacuum ay isang uri ng electric current. Thermionic emission phenomenon, ang aplikasyon nito. Vacuum diode (dalawang electrode lamp). Mga katangian ng kasalukuyang boltahe ng diode.
abstract, idinagdag 10/24/2008
Ang konsepto ng electric current at ang mga kondisyon para sa paglitaw nito. Superconductivity ng mga metal sa mababang temperatura. Mga konsepto ng electrolysis at electrolytic dissociation. Agos ng kuryente sa mga likido. Batas ni Faraday. Mga katangian ng electric current sa mga gas at vacuum.
pagtatanghal, idinagdag noong 01/27/2014
Ang konsepto ng electric current. Pag-uugali ng daloy ng elektron sa iba't ibang media. Mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang vacuum electron beam tube. Agos ng kuryente sa mga likido, metal, semiconductor. Konsepto at uri ng conductivity. Ang kababalaghan ng paglipat ng electron-hole.
pagtatanghal, idinagdag noong 11/05/2014
Mga pangunahing konsepto at mga espesyal na seksyon ng electrodynamics. Mga kondisyon para sa pagkakaroon ng electric current, pagkalkula ng trabaho at kapangyarihan nito. Batas ng Ohm para sa direktang at alternating kasalukuyang. Mga katangian ng kasalukuyang boltahe ng mga metal, electrolyte, gas at isang vacuum diode.
pagtatanghal, idinagdag noong 11/30/2013
Ang konsepto ng electric current bilang ang iniutos na paggalaw ng mga sisingilin na particle. Mga uri ng mga de-koryenteng baterya at mga paraan ng conversion ng enerhiya. Ang disenyo ng isang galvanic cell, mga tampok ng pagpapatakbo ng baterya. Pag-uuri ng kasalukuyang mga mapagkukunan at ang kanilang aplikasyon.
pagtatanghal, idinagdag noong 01/18/2012
Ang konsepto ng electric current, ang pagpili ng direksyon, pagkilos at lakas nito. Ang paggalaw ng mga particle sa isang konduktor, ang mga katangian nito. Mga de-koryenteng circuit at mga uri ng koneksyon. Ang batas ni Joule-Lenz sa dami ng init na inilabas ng isang konduktor, ang batas ng Ohm sa kasalukuyang lakas sa isang seksyon ng isang circuit.
pagtatanghal, idinagdag noong 05/15/2009
Ang pagbuo ng electric current, ang pagkakaroon, paggalaw at pakikipag-ugnayan ng mga sisingilin na particle. Ang teorya ng paglitaw ng elektrisidad kapag ang dalawang di-magkatulad na mga metal ay nakipag-ugnay, ang paglikha ng isang pinagmumulan ng electric current, ang pag-aaral ng pagkilos ng electric current.
pagtatanghal, idinagdag noong 01/28/2011
Thermal effect ng electric current. Ang kakanyahan ng batas ng Joule-Lenz. Ang konsepto ng greenhouse at greenhouse. Kahusayan ng paggamit ng mga fan heaters at cable heating ng greenhouse soil. Ang mga thermal effect ng electric current sa disenyo ng mga incubator.
pagtatanghal, idinagdag noong 11/26/2013
Pagkalkula ng mga linear electrical circuits ng direktang kasalukuyang, pagpapasiya ng mga alon sa lahat ng mga sangay ng mga pamamaraan ng loop currents, superimposition, convolution. Nonlinear DC electrical circuits. Pagsusuri ng de-koryenteng estado ng mga linear alternating current circuits.
course work, idinagdag 05/10/2013
Ang konsepto ng electric current. Batas ng Ohm para sa isang seksyon ng isang circuit. Mga tampok ng kasalukuyang daloy sa mga metal, ang kababalaghan ng superconductivity. Thermionic emission sa vacuum diodes. Mga likidong dielectric, electrolytic at semiconductor; batas ng electrolysis.