Вакуум дахь гүйдэл, цахилгаан гүйдэл. Цахилгаан вакуум төхөөрөмж Вакуум хий дэх цахилгаан гүйдэл
Цахилгаан гүйдэл нь зөвхөн металлд төдийгүй вакуум орчинд, жишээлбэл, радио хоолой, катодын цацрагийн хоолойд үүсч болно. Вакуум дахь гүйдлийн мөн чанарыг олж мэдье.
Металлуудад олон тооны чөлөөт, санамсаргүй байдлаар хөдөлдөг электронууд байдаг. Металлын гадаргуу дээр электрон ойртоход эерэг ионуудын талаас түүн дээр үйлчилж, дотогшоо чиглэсэн татах хүч нь электроныг металаас гарахаас сэргийлдэг. Вакуум дахь металаас электроныг зайлуулахын тулд хийх ёстой ажлыг гэнэ ажлаас гарах.Энэ нь янз бүрийн металлын хувьд өөр өөр байдаг. Тэгэхээр вольфрамын хувьд энэ нь тэнцүү байна 7.2 * 10 -19 ж.Хэрэв электроны энерги нь ажлын функцээс бага байвал металаас гарч чадахгүй. олон электрон, бүр өрөөний температур, түүний энерги нь ажлын функцээс тийм ч их биш юм. Металлаас гарсны дараа тэд түүнээс богино зайд хөдөлж, ионуудын таталцлын хүчний нөлөөн дор металл руу буцаж ирдэг бөгөөд үүний үр дүнд металлын ойролцоо гадагш гарч, буцаж буй электронуудын нимгэн давхарга үүсдэг. динамик тэнцвэрт байдалд байгаа гадаргуу. Электронууд алдагдсаны улмаас металлын гадаргуу эерэг цэнэгтэй болдог.
Электрон металаас гарахын тулд электрон давхаргын цахилгаан талбайн түлхэлтийн хүч болон металлын эерэг цэнэгтэй гадаргуугийн цахилгаан талбайн хүчний эсрэг ажиллах ёстой (Зураг 85. а). Өрөөний температурт давхар цэнэгтэй давхаргаас зугтах электрон бараг байдаггүй.
Давхар давхаргаас электронууд нисэхийн тулд ажлын функцээс хамаагүй их энергитэй байх шаардлагатай. Үүнийг хийхийн тулд энерги нь гаднаас, жишээлбэл, халаах замаар электронуудад өгдөг. Халаасан биетийн электрон ялгаруулалтыг термионы ялгарал гэж нэрлэдэг.Энэ нь метал дахь чөлөөт электронууд байгаагийн нэг баталгаа юм.
Ийм туршилтаар термионы ялгаралтын үзэгдлийг ажиглаж болно. Электрометрийг эерэгээр цэнэглэж (цахилгаанжуулсан шилэн саваагаар) бид үүнийг дамжуулагчаар вакуум чийдэнгийн А электродтой холбодог (Зураг 85, b). Электрометр цэнэггүй болдог. Хэлхээг хаасны дараа бид K утсыг гэрэлтүүлэх болно. Электрометрийн зүү унаж байгааг бид харж байна - электрометр цэнэггүй болсон. Халаасан утаснаас ялгарах электронууд нь эерэг цэнэгтэй А электрод руу татагдаж, түүний цэнэгийг саармагжуулдаг. Үүссэн цахилгаан талбайн нөлөөн дор судлнаас А электрод хүртэлх термоэлектронуудын урсгал цахилгаанвакуумд.
Хэрэв цахилгаан хэмжигч сөрөг цэнэглэгдсэн бол ийм туршилтанд цэнэггүй болно. Судаснаас нисч буй электронууд нь А электродоор татагдахаа больсон, харин эсрэгээрээ тэд түүнээс хөөгдөж, утас руу буцаж ирдэг.
Цахилгаан хэлхээг угсарцгаая (Зураг 86). Халаагдаагүй K утастай бол түүний болон электрод А хоорондын хэлхээ нээлттэй байна - гальванометрийн зүү тэг байна. Түүний хэлхээнд гүйдэл байхгүй. Түлхүүрийг хаасны дараа бид утасыг халаана. Термоэлектронууд судалтай ба электрод А хоорондох хэлхээг хааж, улмаар вакуум дахь цахилгаан гүйдэл үүсгэсэн тул гальванометрийн хэлхээгээр гүйдэл гүйв. Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл нь цахилгаан талбайн нөлөөн дор электронуудын чиглэсэн урсгал юм.Вакуум дахь гүйдэл үүсгэгч электронуудын чиглэсэн хөдөлгөөний хурд нь метал дахь гүйдэл үүсгэдэг электронуудын чиглэсэн хөдөлгөөний хурдаас хэдэн тэрбум дахин их байдаг. Тиймээс радио хүлээн авагчийн чийдэнгийн анод дахь электронуудын урсгалын хурд секундэд хэдэн мянган километр хүрдэг.
Цахилгаан талбайн нөлөөн дор вакуумд ялгарсны үр дүнд үүссэн цэнэгтэй чөлөөт бөөмсийн хөдөлгөөн
Тодорхойлолт
Вакуум орчинд цахилгаан гүйдэл авахын тулд чөлөөт тээвэрлэгч байх шаардлагатай. Тэдгээрийг металлаас электрон ялгаруулах замаар олж авч болно - электрон ялгаруулалт (Латин emissio - суллах).
Таны мэдэж байгаагаар ердийн температурт электронууд дулааны хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг хэдий ч метал дотор байдаг. Үүний үр дүнд гадаргуугийн ойролцоо электронууд дээр ажиллаж, метал дотор чиглэсэн хүч байдаг. Эдгээр нь болор торны электрон ба эерэг ионуудын хоорондох таталцлын улмаас үүсдэг хүч юм. Үүний үр дүнд металлын гадаргуугийн давхаргад цахилгаан орон үүсч, гаднах орон зайгаас метал руу шилжих үед потенциал нь тодорхой Dj утгаараа нэмэгддэг. Үүний дагуу электроны потенциал энерги e Dj -ээр буурдаг.
Хуваарилалт боломжит эрчим хүчХязгаарлагдмал металлын электрон U-г зурагт үзүүлэв. нэг.
Хязгаарлагдмал металл дахь электрон потенциал энергийн диаграмм U
Цагаан будаа. нэг
Энд W0 нь металлын гадна байрлах электроны энергийн түвшин, F нь ферми түвшин (бөөмийн системийн бүх төлөв (фермион) абсолют тэг үед орших энергийн утга), E c нь хамгийн бага энерги юм. дамжуулагч электронууд (дамжуулагчийн зурвасын доод хэсэг). Тархалт нь боломжит худгийн хэлбэртэй, түүний гүн e Dj =W 0 - E c (электрон ойртох); Ф \u003d W 0 - F - термионы ажлын функц (ажлын функц).
Металлаас электрон зугтах нөхцөл нь W і W 0 бөгөөд W нь метал доторх электроны нийт энерги юм.
Өрөөний температурт энэ нөхцөл нь зөвхөн электронуудын өчүүхэн хэсэгт л хангагддаг бөгөөд энэ нь металаас гарах электронуудын тоог нэмэгдүүлэхийн тулд тодорхой хэмжээний ажил хийх, өөрөөр хэлбэл тэдэнд нэмэлт хүч өгөх шаардлагатай гэсэн үг юм. электрон ялгаралтыг ажиглахад металлаас гаргаж авахад хангалттай эрчим хүч: металлыг халаах үед - термион, электрон эсвэл ионыг бөмбөгдөх үед - хоёрдогч, гэрэлтүүлэх үед - фото цацрал.
Термионы ялгаруулалтыг авч үзье.
Хэрэв халуун металлаас ялгарах электронууд нь цахилгаан орны нөлөөгөөр хурдасдаг бол тэдгээр нь гүйдэл үүсгэдэг. Ийм электрон гүйдлийг молекул ба атомуудтай мөргөлдөх нь электронуудын хөдөлгөөнд саад учруулахгүй вакуум орчинд олж авч болно.
Термионы ялгаруулалтыг ажиглахын тулд хоёр электрод агуулсан хөндий чийдэнг ашиглаж болно: нэг нь галд тэсвэртэй материалаар хийсэн утас хэлбэртэй (молибден, вольфрам гэх мэт), гүйдэлээр халаадаг (катод), нөгөө нь хүйтэн электрод. термоэлектрон (анод) цуглуулдаг. Анодыг ихэвчлэн цилиндр хэлбэртэй болгодог бөгөөд дотор нь улайсдаг катод байрладаг.
Термионы ялгаралтыг ажиглах хэлхээг авч үзье (Зураг 2).
Термионы ялгаралтыг ажиглах цахилгаан хэлхээ
Цагаан будаа. 2
Хэлхээнд халсан катод нь B батерейны сөрөг туйлтай, анод нь эерэг туйлтай холбогдсон диод D агуулсан; D диодоор дамжих гүйдлийг хэмждэг миллиамперметр мА, катод ба анод хоорондын хүчдэлийг хэмжих вольтметр V. Хүйтэн катодын хувьд диод доторх өндөр цэнэгтэй хий (вакуум) нь цэнэгтэй тоосонцор агуулаагүй тул хэлхээнд гүйдэл байхгүй. Хэрэв катодыг нэмэлт эх үүсвэрээр халаавал миллиамметр нь гүйдлийн харагдах байдлыг бүртгэнэ.
Тогтмол катодын температурт диод дахь термионы гүйдлийн хүч нь анод ба катодын хоорондох боломжит зөрүү нэмэгдэх тусам нэмэгддэг (3-р зургийг үз).
Янз бүрийн катодын температур дахь диодын гүйдэл-хүчдэлийн шинж чанарууд
Цагаан будаа. 3
Гэсэн хэдий ч, энэ хамаарал нь Ohm-ийн хуультай төстэй хуулиар илэрхийлэгдээгүй бөгөөд үүний дагуу одоогийн хүч нь боломжит зөрүүтэй пропорциональ байна; Энэ хамаарал нь илүү төвөгтэй, графикаар 2-р зурагт үзүүлэв, жишээлбэл, муруй 0-1-4 (хүчдэлийн шинж чанар). Анодын эерэг потенциал нэмэгдэхийн хэрээр гүйдлийн хүч 0-1 муруйн дагуу нэмэгдэж, анодын хүчдэл цаашид нэмэгдэх тусам гүйдлийн хүч нь диодын ханалтын гүйдэл гэж нэрлэгддэг i n тодорхой хамгийн их утгад хүрдэг. бараг анодын хүчдэлээс хамаарахаа больсон (муруйн хэсэг 1-4).
Чанарын хувьд диодын гүйдлийн хүчдэлээс хамаарах хамаарлыг дараах байдлаар тайлбарлав. Боломжит зөрүү тэг байх үед диодоор дамжин өнгөрөх гүйдэл (электродуудын хооронд хангалттай зайтай) мөн тэг болно, учир нь катодыг орхисон электронууд түүний ойролцоо электрон үүл үүсгэж, шинээр ялгарах хүчийг удаашруулдаг цахилгаан орон үүсгэдэг. электронууд. Электрон ялгаруулалт зогсдог: хэчнээн электрон металаас гарахад электрон үүлний урвуу талбарын нөлөөн дор ижил тоо буцаж ирдэг. Анодын хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр үүлэн дэх электронуудын концентраци буурч, дарангуйлах нөлөө буурч, анодын гүйдэл нэмэгддэг.
Диодын гүйдлийн i-ийн U анод хүчдэлээс хамаарах хамаарал нь дараах хэлбэртэй байна.
Энд a нь электродын хэлбэр, байршлаас хамаарах коэффициент юм.
Энэ тэгшитгэл нь 0-1-2-3 муруйг дүрсэлсэн бөгөөд үүнийг Богуславский-Лангмюрийн хууль буюу "3/2 хууль" гэж нэрлэдэг.
Анодын потенциал маш их болж, цаг хугацааны нэгж бүрт катодоос гарч буй бүх электронууд анод руу онох үед гүйдэл нь хамгийн их утгад хүрч, анодын хүчдэлээс хамаарахаа болино.
Катодын температур нэмэгдэхийн хэрээр одоогийн хүчдэлийн шинж чанарыг 0-1-2-5, 0-1-2-3-6 гэх мэт муруйгаар дүрсэлсэн болно. өөр өөр температурханасан гүйдлийн утгууд өөр болж хувирдаг бөгөөд энэ нь температур нэмэгдэх тусам хурдан нэмэгддэг. Үүний зэрэгцээ анодын хүчдэл нэмэгдэж, ханалтын гүйдэл тогтоогддог.
Үнэгүй цэнэглэгчийг байрлуулсан тохиолдолд вакуум дахь цахилгаан гүйдэл дамжих боломжтой. Эцсийн эцэст вакуум бол ямар ч бодис байхгүй байх явдал юм. Энэ нь гүйдэл өгөх цэнэглэгч байхгүй гэсэн үг юм. Вакуум гэдэг ойлголтыг молекулын чөлөөт зам нь савны хэмжээнээс их байх үед гэж тодорхойлж болно.
Вакуум дахь гүйдлийг хэрхэн яаж хангах боломжтойг олж мэдэхийн тулд бид туршилт хийх болно. Түүний хувьд бидэнд цахилгаан хэмжигч, вакуум чийдэн хэрэгтэй. Энэ нь хоёр электродтой вакуум бүхий шилэн колбо юм. Үүний нэг нь металл хавтан хэлбэрээр хийгдсэн бөгөөд үүнийг анод гэж нэрлэе. Хоёр дахь нь галд тэсвэртэй материалаар хийсэн утсан спираль хэлбэрээр үүнийг катод гэж нэрлэе.
Дэнлүүний электродыг цахилгаан хэмжигчтэй катодыг цахилгаан тоолуурын их биетэй, анодыг саваатай холбосон байдлаар холбоно. Цахилгаан хэмжигч рүү цэнэгээ мэдэгдье. Түүний саваа дээр эерэг цэнэг байрлуулах замаар. Дэнлүү байгаа хэдий ч цахилгаан хэмжигч дээр цэнэг хадгалагдаж байгааг бид харах болно. Энэ нь гайхах зүйл биш юм, учир нь чийдэн дэх электродуудын хооронд цэнэглэгч байхгүй, өөрөөр хэлбэл цахилгаан хэмжигчийг цэнэггүй болгох гүйдэл үүсэхгүй.
Зураг 1 - цэнэглэгдсэн электрометрт холбогдсон вакуум хоолой
Одоо бид гүйдлийн эх үүсвэрийг утсан спираль хэлбэрээр катод руу холбодог. Энэ нь катодыг халаана. Электрометрийн цэнэг бүрмөсөн алга болох хүртэл буурч эхлэхийг бид харах болно. Дамжуулах гүйдлийг хангах дэнлүүний электродуудын хоорондох зайд цэнэглэгч байхгүй байсан тул энэ нь яаж тохиолдох вэ.
Мэдээжийн хэрэг, цэнэглэгч тээвэрлэгчид ямар нэгэн байдлаар гарч ирсэн. Катодыг халаах үед катодын гадаргуугаас электродуудын хоорондох зай руу электронууд ялгардаг тул энэ нь болсон. Та бүхний мэдэж байгаагаар металууд нь чөлөөт дамжуулагч электронуудтай байдаг. Эдгээр нь торны зангилааны хооронд металлын хэмжээгээр шилжих чадвартай. Гэвч тэдэнд металлыг орхих хангалттай хүч байхгүй. Учир нь тэдгээр нь торны эерэг ион ба электронуудын хоорондох Кулоны таталцлын хүчээр байдаг.
Электронууд нь дамжуулагчийн дагуу хөдөлж, эмх замбараагүй дулааны хөдөлгөөнийг гүйцэтгэдэг. Эерэг ион байхгүй металлын хил рүү ойртоход тэд удааширч, эцэст нь Кулоны хүчний нөлөөн дор буцаж орж ирдэг бөгөөд энэ нь эсрэг талын хоёр цэнэгийг ойртуулах хандлагатай байдаг. Гэхдээ хэрэв метал халсан бол дулааны хөдөлгөөн нэмэгдэж, электрон металлын гадаргуугаас гарах хангалттай энергийг олж авдаг.
Энэ тохиолдолд катодын эргэн тойронд электрон үүл гэж нэрлэгддэг үүл үүсдэг. Эдгээр нь дамжуулагчийн гадаргууг орхисон электронууд бөгөөд гадаад цахилгаан орон байхгүй тохиолдолд тэдгээр нь буцаж ирэх болно. Учир нь электроноо алдснаар дамжуулагч эерэг цэнэгтэй болдог. Хэрэв бид эхлээд катодыг халаавал цахилгаан хэмжигч цэнэггүй болно. Талбай дотор нь байхгүй болно.
Гэвч цахилгаан хэмжигч дээр цэнэг байгаа тул электронуудыг хөдөлгөх талбар үүсгэдэг. Анод дээр бид эерэг цэнэгтэй байдаг ба электронууд талбайн нөлөөнд автдаг гэдгийг санаарай. Тиймээс вакуумд цахилгаан гүйдэл ажиглагдаж байна.
Хэрэв бид хэлэх юм бол бид цахилгаан хэмжигчийг урвуу байдлаар холбодог бөгөөд энэ нь тохиолдох болно. Дэнлүүний анод дээр сөрөг потенциал, катод дээр эерэг потенциал байх болно. Катодын гадаргуугаас ялгарах бүх электронууд талбайн нөлөөн дор тэр даруй буцаж ирнэ. Катод нь одоо бүр илүү эерэг потенциалтай байх тул электронуудыг татах болно. Мөн анод дээр катодын гадаргуугаас электронуудыг түлхэж буй электронуудын илүүдэл байх болно.
Зураг 2 - вакуум чийдэнгийн гүйдлийн эсрэг хүчдэл
Ийм чийдэнг вакуум диод гэж нэрлэдэг. Энэ нь зөвхөн нэг чиглэлд гүйдэл дамжуулах боломжтой. Ийм чийдэнгийн одоогийн хүчдэлийн шинж чанар нь хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Эхний хэсэгт Ом-ын хууль биелэгдсэн. Өөрөөр хэлбэл, хүчдэл нэмэгдэх тусам катодоос ялгарах электронууд анод руу хүрч, улмаар гүйдэл нэмэгддэг. Хоёрдахь хэсэгт катодоос ялгарах бүх электронууд анод руу хүрч, хүчдэл нэмэгдэх тусам гүйдэл нэмэгдэхгүй. Түүнд зүгээр л зохих хэмжээний электрон байхгүй. Энэ хэсгийг ханалт гэж нэрлэдэг.
Сэдэв. Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл
Хичээлийн зорилго: оюутнуудад вакуум дахь цахилгаан гүйдлийн мөн чанарыг тайлбарлах.
Хичээлийн төрөл: шинэ материал сурах хичээл.
ХИЧЭЭЛИЙН ТӨЛӨВЛӨГӨӨ
ШИНЭ МАТЕРИАЛ СУДАЛЦАХ
Вакуум гэдэг нь атмосферийн даралтаас бага даралттай хийн төлөв юм. Бага, дунд, өндөр вакуумыг ялгах.
Өндөр вакуум үүсгэхийн тулд ховордсон хийн дэх молекулуудын дундаж чөлөөт зам нь савны хэмжээ эсвэл савны электродуудын хоорондох зайнаас их байх шаардлагатай. Үүний үр дүнд, хэрэв саванд вакуум үүссэн бол түүний доторх молекулууд хоорондоо бараг мөргөлддөггүй бөгөөд электрод хоорондын зайгаар чөлөөтэй нисдэг. Энэ тохиолдолд тэд зөвхөн электродууд эсвэл хөлөг онгоцны ханатай мөргөлддөг.
Вакуумд гүйдэл байхын тулд чөлөөт электронуудын эх үүсвэрийг вакуумд байрлуулах шаардлагатай. Метал дахь чөлөөт электронуудын хамгийн их концентраци. Гэхдээ өрөөний температурт тэд металлыг орхиж чадахгүй, учир нь тэдгээр нь эерэг ионуудын Кулоны таталцлын хүчээр хадгалагддаг. Эдгээр хүчийг даван туулахын тулд электрон металлын гадаргуугаас гарахын тулд тодорхой хэмжээний энерги зарцуулах ёстой бөгөөд үүнийг ажлын функц гэж нэрлэдэг.
Хэрэв электроны кинетик энерги нь ажлын функцээс давсан эсвэл тэнцүү бол металын гадаргууг орхиж, чөлөөтэй болно.
Металлын гадаргуугаас электрон ялгаруулах процессыг ялгарал гэж нэрлэдэг. Шаардлагатай энергийг электронууд руу хэрхэн шилжүүлснээс хамаарч хэд хэдэн төрлийн ялгарал байдаг. Үүний нэг нь термоэлектроник ялгаралт юм.
Ø Халсан биетүүдийн электрон ялгаруулалтыг термоэлектроник ялгарал гэнэ.
Термионы ялгаралтын үзэгдэл нь халсан металл электрод тасралтгүй электрон ялгаруулдаг. Электронууд электродын эргэн тойронд электрон үүл үүсгэдэг. Энэ тохиолдолд электрод эерэг цэнэгтэй бөгөөд цэнэглэгдсэн үүлний цахилгаан талбайн нөлөөн дор үүлнээс электронууд хэсэгчлэн электрод руу буцаж ирдэг.
Тэнцвэрийн төлөвт секундэд электродоос гарах электронуудын тоо нь энэ хугацаанд электрод руу буцаж ирэх электронуудын тоотой тэнцүү байна.
Гүйдэл байхын тулд хоёр нөхцөл хангагдсан байх ёстой: чөлөөт цэнэгтэй бөөмс, цахилгаан орон байх. Эдгээр нөхцлийг бүрдүүлэхийн тулд бөмбөлөгт хоёр электрод (катод ба анод) байрлуулж, бөмбөлөгөөс агаарыг шахдаг. Катодыг халаасны үр дүнд электронууд түүнээс нисдэг. Сөрөг потенциалыг катодод, эерэг потенциалыг анод дээр хэрэглэнэ.
Орчин үеийн вакуум диод нь шилэн эсвэл керамик-металл цилиндрээс бүрдэх бөгөөд үүнээс агаарыг 10-7 мм м.у.б даралт хүртэл нүүлгэн шилжүүлдэг. Урлаг. Бөмбөлөгт хоёр электродыг гагнах бөгөөд тэдгээрийн нэг нь катод нь вольфрамаар хийсэн босоо металл цилиндр хэлбэртэй бөгөөд ихэвчлэн шүлтлэг шороон металлын ислийн давхаргаар бүрсэн байдаг.
Хувьсах гүйдлээр халаадаг катодын дотор тусгаарлагдсан дамжуулагч байрладаг. Халаасан катод нь анод руу хүрэх электронуудыг ялгаруулдаг. Дэнлүүний анод нь катодтой нийтлэг тэнхлэгтэй дугуй эсвэл зууван цилиндр юм.
Вакуум диодын нэг талын дамжуулалт нь халалтын улмаас электронууд халуун катодоос нисч, хүйтэн анод руу шилждэгтэй холбоотой юм. Электронууд зөвхөн диодоор дамжин катодоос анод руу шилжиж болно (өөрөөр хэлбэл цахилгаан гүйдэл нь зөвхөн эсрэг чиглэлд урсаж болно: анодоос катод хүртэл).
Зураг нь вакуум диодын гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанарыг харуулж байна (хүчдлийн сөрөг утга нь катодын потенциал нь анодын потенциалаас их байх үед, өөрөөр хэлбэл цахилгаан орон нь электронуудыг катод руу буцаахыг "оролдог" тохиолдолд хамаарна) .
Вакуум диодыг хувьсах гүйдлийг засахад ашигладаг. Хэрэв катод ба анодын хооронд өөр нэг электрод (сүлжээ) байрлуулсан бол сүлжээ ба катодын хоорондох хүчдэл бага зэрэг өөрчлөгдсөн ч анодын гүйдэлд ихээхэн нөлөөлнө. Ийм вакуум хоолой (триод) нь сул цахилгаан дохиог нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Тиймээс хэсэг хугацаанд эдгээр чийдэн нь электрон төхөөрөмжүүдийн гол элемент байсан.
Вакуум дахь цахилгаан гүйдлийг катодын туяа хоолойд (CRT) ашигладаг байсан бөгөөд үүнгүйгээр удаан хугацааны туршид зурагт эсвэл осциллографыг төсөөлөхийн аргагүй байв.
Зураг дээр CRT-ийн дизайны хялбаршуулсан дүр төрхийг харуулав.
Хоолойн хүзүүнд байрлах электрон "буу" нь электронуудын хүчтэй цацрагийг ялгаруулдаг катод юм. Цоорхойтой цилиндрийн тусгай систем (1) нь энэ цацрагийг төвлөрүүлж, нарийсгана. Электронууд дэлгэцэн дээр (4) хүрэхэд гэрэлтэж эхэлнэ. Босоо (2) эсвэл хэвтээ (3) хавтанг ашиглан электрон урсгалыг удирдаж болно.
Их хэмжээний энергийг вакуум дахь электронууд руу шилжүүлж болно. Электрон цацрагийг металлыг вакуумд хайлуулахад ч ашиглаж болно.
ШИНЭ МАТЕРИАЛ ТАНИЛЦУУЛАХ ҮЕИЙН ОЮУТНЫ АСУУЛТ
Эхний түвшин
1. Электрон хоолой дахь өндөр вакуум ямар учиртай вэ?
2. Вакуум диод яагаад зөвхөн нэг чиглэлд гүйдэл дамжуулдаг вэ?
3. Электрон буу ямар зориулалттай вэ?
4. Электрон цацрагийг хэрхэн удирддаг вэ?
Хоёрдугаар түвшин
1. Вакуум диодын гүйдлийн хүчдлийн шинж чанар нь ямар шинж чанартай вэ?
2. Хагарсан шилтэй радио чийдэн сансарт ажиллах уу?
СУДАЛСАН МАТЕРИАЛЫН ТОХИРУУЛГА
1. Гурвалсан электродын чийдэнг диод болгон ашиглахын тулд юу хийх хэрэгтэй вэ?
2. Хэрхэн: а) цацраг дахь электронуудын хурдыг нэмэгдүүлэх; б) электрон хөдөлгөөний чиглэлийг өөрчлөх; в) электронуудын хөдөлгөөнийг зогсоох уу?
1. Вакуум диод дахь анодын хамгийн их гүйдэл 50 мА байна. Катодоос секунд тутамд хэдэн электрон ялгардаг вэ?
2. U 1 \u003d 5 кВ хүчдэлээр хурдассан электрон цацраг нь ялтсуудын дунд байрлах хавтгай конденсатор руу параллель байрладаг. Конденсаторын урт l = 10 см, ялтсуудын хоорондох зай d = 10 мм. Конденсатор дээрх U 2 хамгийн бага хүчдэлийн хувьд электронууд түүнээс гарахгүй байх вэ?
Шийдэл. Электроны хөдөлгөөн нь хэвтээ чиглэлд шидэгдсэн биеийн хөдөлгөөнтэй төстэй.
Электрон хурдны хэвтээ бүрэлдэхүүн v нь өөрчлөгдөхгүй, хурдатгалын дараах электроны хурдтай давхцдаг. Энэ хурдыг энерги хадгалагдах хуулийг ашиглан тодорхойлж болно: Энд e нь энгийн цахилгаан цэнэг, me нь электроны масс юм. Босоо хурдатгал a нь конденсаторын цахилгаан талбараас ажиллаж буй F хүчийг электрон руу шилжүүлдэг. Ньютоны хоёр дахь хуулийн дагуу.
конденсатор дахь цахилгаан орны хүч хаана байна.
Хэрэв электронууд d / 2 зайд шилжсэн бол конденсатораас гарахгүй.
Тэгэхээр, 
конденсатор дахь электрон хөдөлгөөний хугацаа юм. Эндээс
Хэмжигдэхүүний нэгжийг шалгаж, орлуулсны дараа тоон утгууд, бид U 2 \u003d 100 B авна.
БИДНИЙ ХИЧЭЭЛЭЭР ЮУ СУРСАН ВЭ
Вакуум бол маш ховор хий бөгөөд молекулуудын дундаж чөлөөт зам нь савны шугаман хэмжээсээс давж гардаг.
Металлын гадаргуугаас гарахын тулд электрон зарцуулах энергийг ажлын функц гэж нэрлэдэг.
Халсан биетүүдийн электрон ялгаруулалтыг термоэлектроник ялгарал гэж нэрлэдэг.
Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл нь термионы ялгаралтын үр дүнд үүссэн электронуудын чиглэсэн хөдөлгөөн юм.
Вакуум диод нь нэг талын дамжуулалттай байдаг.
Катодын цацрагийн хоолой нь электронуудын хөдөлгөөнийг хянах боломжийг олгодог. Телевизийг боломжтой болгосон нь CRT байсан.
Гэрийн даалгавар
1. 1-р дэд зүйл: § 17; дэд-2: § 9.
Riv1 No. 6.12; 6.13; 6.14.
Riv2 дугаар 6.19; 6.20; 6.22, 6.23.
3. Г: 4-р бие даасан ажилд бэлтгэх.
БИЕ ДААН АЖЛЫН ДААЛГАВАР No4 "ШУУД ХЭРЭГСЛИЙН ХУУЛЬ"
Даалгавар 1 (1.5 оноо)
Ямар бөөмсийн хөдөлгөөн нь шингэнд цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг вэ?
Атомуудын хөдөлгөөн.
Молекулуудын хөдөлгөөн.
Электронуудын хөдөлгөөнд.
D Эерэг ба сөрөг ионуудын хөдөлгөөн.
Зураг дээр Тесла трансформаторын тусламжтайгаар үүссэн агаар дахь цахилгаан цэнэгийг харуулав.
Мөн аливаа хий дэх цахилгаан гүйдэл нь сөрөг ионуудын хөдөлж буй чиглэлд чиглэгддэг.
Аливаа хийн дамжуулах чанар нь зөвхөн электронуудын хөдөлгөөнөөс шалтгаална.
Аливаа хийн дамжуулах чанар нь зөвхөн ионуудын хөдөлгөөнөөс шалтгаална.
D Аливаа хийн дамжуулах чанар нь зөвхөн электрон ба ионуудын хөдөлгөөнөөс шалтгаална.
Даалгавар 3 нь захидал харилцааг (логик хос) бий болгох зорилготой. Үсгээр тэмдэглэгдсэн мөр бүрийн хувьд тоогоор тэмдэглэгдсэн мэдэгдлийг тааруулна уу.
n төрлийн хагас дамжуулагч.
B Хагас дамжуулагч p төрлийн.
электрон дамжуулалт.
D Нүхний дамжуулалт.
1 Цооногууд нь дийлэнх цэнэг зөөгч байдаг хагас дамжуулагч.
2 Ихэнх цэнэг тээгч нь электронууд байдаг хагас дамжуулагч.
3 Нүхний хөдөлгөөнөөс үүсэх хагас дамжуулагчийн дамжуулалт.
4 Электронуудын хөдөлгөөний улмаас хагас дамжуулагчийн дамжуулалт.
5 Ихэнх цэнэг зөөгч нь электрон ба нүх байдаг хагас дамжуулагч.
CuSO 4-ийн усан уусмалын электролизийг одоогийн хүч чадлаар 2 минутын дотор хийсэн. Катод дээр 160 г зэс ялгарсан уу?
Мэдлэгийн санд сайн ажлаа илгээх нь энгийн зүйл юм. Доорх маягтыг ашиглана уу
Мэдлэгийн баазыг хичээл, ажилдаа ашигладаг оюутнууд, аспирантууд, залуу эрдэмтэд танд маш их талархах болно.
Нийтэлсэн http://www.allbest.ru/
ЭлВакуум дахь цахилгаан гүйдэл
1. Катодын цацрагийн хоолой
Вакуум гэдэг нь молекулууд бие биетэйгээ мөргөлдөхгүйгээр савны нэг хананаас нөгөө хана руу нисч буй хийн төлөв юм.
Вакуум тусгаарлагч, түүний доторх гүйдэл нь зөвхөн цэнэглэгдсэн тоосонцорыг зохиомлоор оруулсны улмаас үүсч болно, үүний тулд бодисоор электрон ялгаруулах (ялгарал) ашигладаг. Халаасан катодтой вакуум чийдэнгийн хувьд термионы ялгаралт, фотодиодын хувьд фотоэлектроны ялгаралт үүсдэг.
Металл яагаад аяндаа чөлөөт электрон ялгаруулдаггүйг тайлбарлая. Металд ийм электронууд байгаа нь болор дахь атомуудын ойролцоо байсны үр дагавар юм. Гэсэн хэдий ч эдгээр электронууд нь зөвхөн тодорхой атомуудад хамаарахгүй, харин бүхэлдээ болорт харьяалагддаг гэсэн утгаараа чөлөөтэй байдаг. Металлын гадаргуу дээрх эмх замбараагүй хөдөлгөөний үр дүнд зарим чөлөөт электронууд түүнээс нисдэг. Өмнө нь цахилгаан саармаг байсан металлын гадаргуугийн бичил хэсэг нь эерэг нөхөн төлбөргүй цэнэгийг олж авдаг бөгөөд үүний нөлөөн дор ялгарсан электронууд металл руу буцаж ирдэг. Явах-буцах процессууд тасралтгүй явагддаг бөгөөд үүний үр дүнд металлын гадаргуу дээр солигдох боломжтой электрон үүл үүсч, металл гадаргуу нь ажлын функцийг гүйцэтгэх ёстой хязгаарлах хүчний эсрэг давхар цахилгаан давхарга үүсгэдэг. Хэрэв электрон ялгаралт үүссэн бол гадны нөлөөлөл (халаалт, гэрэлтүүлэг) ийм ажлыг хийсэн
Термионы ялгарал нь электрон ялгаруулахын тулд өндөр температурт халсан биетүүдийн өмч юм.
Катодын туяа нь өндөр вакуум (10-аас -6 градус-10-аас -7 градус мм м.у.б) үүсдэг шилэн колбо юм. Электроны эх үүсвэр нь нимгэн утсан спираль (энэ нь бас катод юм). Катодын эсрэг талд хөндий цилиндр хэлбэртэй анод байдаг бөгөөд электрон цацраг нь нарийн нүхтэй диафрагм агуулсан фокусын цилиндрээр дамжсаны дараа ордог. Катод ба анодын хооронд хэд хэдэн киловольтын хүчдэл хадгалагдана. Цахилгаан орны нөлөөгөөр хурдассан электронууд диафрагмын нүхнээс нисч, электроны нөлөөн дор гэрэлтдэг бодисоор хийсэн дэлгэц рүү нисдэг.
Электрон цацрагийг удирдахын тулд хоёр хос металл хавтанг ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь босоо, нөгөө нь хэвтээ байрлалтай байдаг. Хэрэв ялтсуудын зүүн тал нь сөрөг, баруун тал нь эерэг потенциалтай байвал цацраг баруун тийш, ялтсуудын туйл өөрчлөгдвөл цацраг зүүн тийш хазайна. Хэрэв эдгээр хавтан дээр хүчдэл хэрэглэвэл цацраг нь хэвтээ хавтгайд хэлбэлзэх болно. Үүний нэгэн адил босоо хазайлттай ялтсууд дээр хувьсах хүчдэл байгаа бол цацраг нь босоо хавтгайд хэлбэлзэх болно. Өмнөх хавтангууд нь хэвтээ хазайлттай байдаг.
2. Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл
Вакуум гэж юу вэ?
Энэ бол молекулуудын мөргөлдөөн бараг байдаггүй хий ховордох зэрэг юм;
Цахилгаан гүйдэл боломжгүй, учир нь. ионжуулсан молекулуудын боломжит тоо нь цахилгаан дамжуулах чанарыг хангаж чадахгүй;
Хэрэв та цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн эх үүсвэрийг ашигладаг бол вакуумд цахилгаан гүйдэл үүсгэж болно; цацраг хоолойн вакуум диод
Цэнэглэгдсэн бөөмсийн эх үүсвэрийн үйл ажиллагаа нь термионы ялгаралтын үзэгдэл дээр суурилж болно.
3. вакуум диод
Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл нь электрон хоолойд боломжтой байдаг.
Вакуум хоолой нь термионы ялгаралтын үзэгдлийг ашигладаг төхөөрөмж юм.
Вакуум диод нь хоёр электродтой (А-анод ба К-катод) электрон хоолой юм.
Шилэн савны дотор маш бага даралт үүсдэг
H - халаахын тулд катодын дотор байрлуулсан утас. Халаасан катодын гадаргуу нь электрон ялгаруулдаг. Хэрэв анод нь + гүйдлийн эх үүсвэрт, катод нь - руу холбогдсон бол хэлхээ нь урсах болно.
тогтмол термионы гүйдэл. Вакуум диод нь нэг талын дамжуулалттай байдаг.
Тэдгээр. Хэрэв анодын потенциал нь катодын потенциалаас их байвал анод дахь гүйдэл боломжтой. Энэ тохиолдолд электрон үүлнээс электронууд анод руу татагдаж, вакуум дахь цахилгаан гүйдэл үүсдэг.
4. Вольт-ампервакуум диодын шинж чанар
Анод дахь бага хүчдэлийн үед катодоос ялгарах бүх электронууд анод руу хүрдэггүй, цахилгаан гүйдэл бага байдаг. Өндөр хүчдэлийн үед гүйдэл нь ханалтад хүрдэг, өөрөөр хэлбэл. хамгийн их утга.
Хувьсах гүйдлийг засахын тулд вакуум диодыг ашигладаг.
Диодын Шулуутгагчийн оролт дээрх гүйдэл
Шулуутгагч гаралтын гүйдэл
5. электрон цацраг
Энэ бол вакуум хоолой, хий ялгаруулах төхөөрөмж дэх хурдан нисдэг электронуудын урсгал юм.
Электрон цацрагийн шинж чанарууд:
Цахилгаан орон зайд хазайх;
Лоренцын хүчний нөлөөн дор соронзон орон дахь хазайлт;
Бодисыг цохих цацрагийг удаашруулах үед рентген туяа үүсдэг;
Зарим хатуу ба шингэн биетүүдийн (фосфор) гэрэлтэх (гэрэлтэх) үүсгэдэг;
Тэд бодисыг халааж, дээр нь унадаг.
6. Катодын туяа хоолой (CRT)
Термионы ялгарлын үзэгдэл, электрон цацрагийн шинж чанарыг ашигладаг.
CRT нь электрон буу, хэвтээ ба босоо хазайх электродын хавтан, дэлгэцээс бүрдэнэ.
Электрон буунд халсан катодоос ялгарах электронууд нь хяналтын торны электродоор дамжин өнгөрч, анодуудаар хурдасдаг. Электрон буу нь электрон туяаг тодорхой цэгт төвлөрүүлж, дэлгэц дээрх гэрлийн тод байдлыг өөрчилдөг. Хэвтээ ба босоо хавтангуудыг хазайлгах нь дэлгэц дээрх электрон цацрагийг дэлгэцийн аль ч цэг рүү шилжүүлэх боломжийг олгодог. Хоолойн дэлгэц нь электроноор бөмбөгдөхөд гэрэлтдэг фосфороор бүрхэгдсэн байдаг.
Хоёр төрлийн хоолой байдаг:
1) электрон цацрагийн электростатик удирдлагатай (электрон цацрагийг зөвхөн цахилгаан талбайн хазайлт);
2) цахилгаан соронзон удирдлагатай (соронзон хазайлтын ороомог нэмэгддэг).
CRT-ийн үндсэн хэрэглээ:
телевизийн төхөөрөмж дэх кинескопууд;
компьютерийн дэлгэц;
хэмжих технологийн электрон осциллограф.
Allbest.ru дээр байршуулсан
...Үүнтэй төстэй баримт бичиг
Вакуум гэдэг нь атмосферийн даралтаас бага хийн төлөв юм. Вакуум дахь электронуудын урсгал нь нэг төрлийн цахилгаан гүйдэл юм. Термионы ялгарлын үзэгдэл, түүний хэрэглээ. Вакуум диод (хоёр электродын чийдэн). Диодын одоогийн хүчдэлийн шинж чанар.
хураангуй, 2008 оны 10-р сарын 24-нд нэмэгдсэн
Цахилгаан гүйдлийн тухай ойлголт ба түүний үүсэх нөхцөл. Бага температурт металлын хэт дамжуулалт. Электролиз ба электролитийн диссоциацийн тухай ойлголт. Шингэн дэх цахилгаан гүйдэл. Фарадейгийн хууль. Хий дэх цахилгаан гүйдлийн шинж чанар, вакуум.
танилцуулга, 2014-01-27 нэмэгдсэн
Цахилгаан гүйдлийн тухай ойлголт. Өөр өөр орчин дахь электрон урсгалын зан байдал. Вакуум-электрон туяа хоолойн ажиллах зарчим. Шингэн, металл, хагас дамжуулагч дахь цахилгаан гүйдэл. Дамжуулах чадварын тухай ойлголт ба төрлүүд. Электрон нүхний шилжилтийн үзэгдэл.
танилцуулга, 11/05/2014 нэмэгдсэн
Электродинамикийн үндсэн ойлголт ба тусгай хэсгүүд. Цахилгаан гүйдэл байх нөхцөл, түүний ажил, хүчийг тооцоолох. Тогтмол ба хувьсах гүйдлийн Ом-ын хууль. Металл, электролит, хий, вакуум диодын вольт-амперийн шинж чанар.
танилцуулга, 2013/11/30 нэмэгдсэн
Цахилгаан гүйдлийн тухай ойлголт нь цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн дараалсан хөдөлгөөн юм. Цахилгаан батерейны төрөл ба эрчим хүчийг хувиргах арга. Галваник эсийн төхөөрөмж, батерейны үйл ажиллагааны онцлог. Одоогийн эх үүсвэрийн ангилал, тэдгээрийн хэрэглээ.
танилцуулга, 2012/01/18 нэмэгдсэн
Цахилгаан гүйдлийн тухай ойлголт, түүний чиглэл, үйлдэл, хүчийг сонгох. Дамжуулагч дахь бөөмсийн хөдөлгөөн, түүний шинж чанар. Цахилгаан хэлхээ ба холболтын төрлүүд. Дамжуулагчаас ялгарах дулааны хэмжээний тухай Жоуль-Ленцийн хууль, хэлхээний хэсгийн гүйдлийн хүч чадлын тухай Ом хууль.
танилцуулга, 2009 оны 05-р сарын 15-нд нэмэгдсэн
Цахилгаан гүйдэл үүсэх, цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн оршин тогтнох, хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэл. Хоёр өөр металл хүрэлцэх үед цахилгаан гарч ирэх онол, цахилгаан гүйдлийн эх үүсвэрийг бий болгох, цахилгаан гүйдлийн нөлөөг судлах.
танилцуулга, 2011 оны 01-р сарын 28-нд нэмэгдсэн
Цахилгаан гүйдлийн дулааны нөлөө. Жоуль-Ленцийн хуулийн мөн чанар. Хүлэмж ба хүлэмжийн тухай ойлголт. Хүлэмжийн хөрсний сэнс халаагч, кабелийн халаагуур ашиглах үр ашиг. Инкубаторын төхөөрөмж дэх цахилгаан гүйдлийн дулааны нөлөө.
танилцуулга, 2013 оны 11/26-нд нэмэгдсэн
Тогтмол гүйдлийн шугаман цахилгаан хэлхээг тооцоолох, давталтын гүйдлийн аргуудын бүх салбар дахь гүйдлийг тодорхойлох, ногдуулах, нугалах. Тогтмол гүйдлийн шугаман бус цахилгаан хэлхээ. Шугаман хувьсах гүйдлийн хэлхээний цахилгаан төлөвийн шинжилгээ.
курсын ажил, 2013 оны 05-р сарын 10-нд нэмэгдсэн
Цахилгаан гүйдлийн тухай ойлголт. Хэлхээний хэсгийн Ом-ын хууль. Металлын гүйдлийн урсгалын онцлог, хэт дамжуулалтын үзэгдэл. Вакуум диод дахь термионы ялгаралт. Диэлектрик, электролит ба хагас дамжуулагч шингэн; электролизийн хууль.