Лекцийн сэдэв нь "вакуум дахь цахилгаан гүйдэл" юм. Гүйдэл, вакуум дахь цахилгаан гүйдэл Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл гэж юу вэ

Мэдлэгийн санд сайн ажлаа илгээх нь энгийн зүйл юм. Доорх маягтыг ашиглана уу

Мэдлэгийн баазыг суралцаж, 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.

Яагаад металаас чөлөөт электронууд аяндаа ялгардаггүй болохыг 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 гэдэг нь электрон ялгаруулахын тулд өндөр температурт халсан биетүүдийн өмч юм.

Катодын цацрагийн хоолой 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 өндөр 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 хүрч чаддаггүй. цахилгаанжижиг. 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;

Бодис дээр унах цацраг удаашрах 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.

Хоосон байдал - Латин хэлнээс вакуум гэдэг үгийг ингэж орчуулдаг. Вакуум гэдэг нь атмосферийн даралтаас хэдэн зуун, магадгүй хэдэн мянга дахин бага даралттай хий байдаг орон зайг нэрлэх заншилтай байдаг. Манай гариг ​​дээр вакуум нь зохиомлоор бий болдог, учир нь байгалийн нөхцөлд ийм төлөв байх боломжгүй юм.

Вакуумын төрлүүд

Вакуум орчинд цахилгаан гүйдэл хэрхэн ажилладаг вэ? Аливаа гүйдлийн нэгэн адил вакуум гүйдэл нь чөлөөт цэнэгтэй бөөмс бүхий эх үүсвэрийн дэргэд гарч ирдэг.

Вакуумд ямар хэсгүүд цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг вэ? Аливаа хаалттай саванд вакуум үүсгэхийн тулд түүнээс хий шахах шаардлагатай. Үүнийг ихэвчлэн вакуум насосоор хийдэг. Энэ бол туршилт хийхэд шаардлагатай даралтанд хий эсвэл уурыг шахахад шаардлагатай ийм төхөөрөмж юм.

Вакуум нь бага вакуум, дунд вакуум, өндөр вакуум, хэт өндөр вакуум гэсэн дөрвөн төрөлтэй.

Цагаан будаа. 1. Вакуум шинж чанар

Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл

Вакуум нь диэлектрик учраас вакуум дахь гүйдэл нь өөрөө байж чадахгүй. Энэ тохиолдолд та термионы ялгаралтыг ашиглан гүйдэл үүсгэж болно. Термионы ялгаралт нь халах үед металаас электронууд ялгардаг үзэгдэл юм. Ийм электронуудыг термоэлектрон гэж нэрлэдэг бөгөөд бүх бие нь ялгаруулагч юм.

Энэ үзэгдлийг Америкийн эрдэмтэн Томас Эдисон 1879 онд анх анзаарчээ.

Цагаан будаа. 2. Термионы ялгаралт

Ялгарлыг дараахь байдлаар хуваана.

• хоёрдогч электрон (хурдан электронуудаар тогших);
• термионик (халуун катодоос электронуудын ууршилт);
• фотоэлектроник (гэрлийн нөлөөгөөр электронууд унтардаг);
• цахим (хүчтэй талбайг цохих).

Электронууд хангалттай кинетик энергитэй бол металаас нисч чаддаг. Энэ нь тухайн металлын хувьд электронуудын ажиллах функцээс их байх ёстой. Катодоос ялгарах электронууд нь электрон үүл үүсгэдэг. Тэдний тал нь анхны байрлалдаа буцаж ирдэг. Тэнцвэрийн төлөвт ялгарах электронуудын тоо нь буцаж ирсэн электронуудын тоотой тэнцүү байна. Электрон үүлний нягт нь температуртай шууд пропорциональ байдаг (жишээлбэл, температур нэмэгдэх тусам үүлний нягт ихсэх болно).

Электродуудыг эх үүсвэрт холбох үед тэдгээрийн хооронд цахилгаан орон үүсдэг. Хэрэв гүйдлийн эх үүсвэрийн эерэг туйл нь анод (хүйтэн электрод), сөрөг туйл нь катод (халуун электрод) -д холбогдсон бол цахилгаан орны хүч нь халсан электрод руу чиглэнэ.

Вакуум орчинд цахилгаан гүйдэл хэрэглэх

Вакуум дахь цахилгаан гүйдлийг янз бүрийн электрон төхөөрөмжид ашигладаг. Ийм төхөөрөмжүүдийн нэг нь вакуум диод юм.

Цагаан будаа. 3. Вакуум диод

Энэ нь цилиндрээс бүрдэх бөгөөд үүнд 2 электрод - катод ба анод орно.

Бид юу сурсан бэ?

Энэ нийтлэлээс бид вакуум дахь цахилгаан гүйдлийн талаар товч мэдээлэл авсан. Вакуум орчинд байхын тулд юуны түрүүнд чөлөөт цэнэгтэй бөөмс байх шаардлагатай. Вакуумын төрлүүд, тэдгээрийн шинж чанарыг мөн авч үздэг. Судалгаанд зайлшгүй шаардлагатай зүйл бол термионы ялгарлын тухай ойлголт юм. Мэдээллийг физикийн хичээл дээр илтгэл, тайлан бэлтгэхэд ашиглаж болно.

Сэдвийн асуулт хариулт

Үнэлгээний тайлан

Дундаж үнэлгээ: 3.9. Хүлээн авсан нийт үнэлгээ: 354.

Вакуум (Латин вакуум - хоосон байдал) -д цахилгаан гүйдлийг тараах боломжтой юу? Вакуумд үнэгүй цэнэглэгч байхгүй тул энэ нь хамгийн тохиромжтой диэлектрик юм. Ионуудын харагдах байдал нь вакуум алга болж, ионжуулсан хий үүсэхэд хүргэдэг. Гэхдээ чөлөөт электронуудын харагдах байдал нь вакуумаар дамжин гүйдлийн урсгалыг хангах болно. Вакуум дахь чөлөөт электронуудыг яаж авах вэ? Термионы ялгаруулалтын үзэгдлийн тусламжтайгаар - халах үед бодисоор электрон ялгарах.

Вакуум диод, триод, катодын туяа хоолой (хуучин зурагт) нь термионы ялгарлын үзэгдэл дээр суурилдаг төхөөрөмж юм. Үйл ажиллагааны үндсэн зарчим: гүйдэл дамждаг галд тэсвэртэй материал - катод, термоэлектроныг цуглуулдаг хүйтэн электрод - анод.

Бүрэн вакуум ямар ч насосоор авах боломжгүй. Бид дэнлүүг хичнээн шахаж байсан ч түүний дотор хийн ул мөр үлдэх болно. Тиймээс чийдэнгийн хувьд бидний саяхан уулзсан цахилгаан гүйдэл нь үнэндээ вакуумд биш, харин маш ховордсон хийд дамждаг.

Орчин үеийн шахуургууд нь маш өндөр вакуум үүсгэдэг тул гадагшлуулах хоолойд үлдсэн молекулууд нь электронуудын хөдөлгөөнд бараг ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй бөгөөд гүйдэл нь бүрэн вакуумтай адил урсдаг. Гэсэн хэдий ч зарим тохиолдолд чийдэнг энэ хэмжээгээр зориудаар нүүлгэн шилжүүлдэггүй. Ийм дэнлүүнд электронууд замдаа хийн молекулуудтай дахин дахин мөргөлддөг. Нөлөөллийн үед тэд эрчим хүчнийхээ зарим хэсгийг хийн молекулуудад шилжүүлдэг. Ихэнхдээ энэ энерги нь хийг халаахад ашиглагддаг боловч тодорхой нөхцөлд хийн молекулууд эсвэл атомууд нь гэрлийн хэлбэрээр ялгаруулдаг. Ийм гэрэлтүүлэгч хоолойг метроны хаалганы дээгүүр, дэлгүүрийн цонх, дэлгүүрийн самбар дээр харж болно.

Хийн доторх цахилгаан гүйдэл нь маш нарийн төвөгтэй, олон янзын үзэгдэл юм. Үүний нэг хэлбэр нь цахилгаан гагнуур, металл хайлуулахад ашигладаг цахилгаан нум юм.

Агаар мандлын даралт дахь температур нь ойролцоогоор 3700 градус байна. 20 атмосфер хүртэл шахагдсан хийд шатаж буй нуман дахь температур 5900 градус хүрч, өөрөөр хэлбэл нарны гадаргуугийн температурт хүрдэг.

Цахилгаан нум нь тод цагаан гэрлийг ялгаруулдаг тул проекцийн чийдэн болон гэрэлтүүлгийн гэрлийн хүчирхэг гэрлийн эх үүсвэр болгон ашигладаг.

Цахилгаан цэнэгийн өөр нэг хэлбэр бол хийн задрал юм. Бид эсрэгээр цэнэглэгдсэн хоёр металл бөмбөгийг нэгтгэх болно (таг дээрх зургийг харна уу). Энэ тохиолдолд тэдгээрийн хоорондох цахилгаан орон нэмэгдэнэ. Эцэст нь энэ нь маш том болж, бөмбөгний хоорондох агаарын молекулуудаас электронуудыг татаж авдаг. Агаар нь ионжсон байдаг. Үүссэн чөлөөт электрон ба ионууд бөмбөг рүү яаран очдог. Замдаа тэд шинэ молекулуудыг эвдэж, шинэ ионуудыг үүсгэдэг. Агаар түр зуур дамжуулагч болдог.

Бөмбөг рүү ойртоход ионууд бөмбөгний цэнэгийг саармагжуулдаг; талбай алга болно. Үлдсэн ионууд нь молекулуудад дахин нэгддэг. Агаар бол дахин тусгаарлагч юм.

Энэ бүхэн хэдхэн секундын дотор болдог. Эвдрэл нь оч, хагарал дагалддаг. Оч нь нисдэг цэнэгийн нөлөөгөөр өдөөгдсөн молекулуудын гэрэлтэлтийн үр дүн юм. Хагарах нь оч үүсэх замд халсантай холбоотой агаар тэлэлтээс үүсдэг.

Энэ үзэгдэл нь аянга, аянгатай төстэй. Үнэн хэрэгтээ аянга гэдэг нь эсрэг цэнэгтэй хоёр үүл ойртоход эсвэл үүл ба дэлхийн хооронд үүсдэг цахилгаан гүйдэл юм.

Одоо бид хоёр урьдчилан цэнэглэгдсэн бөмбөг биш, харин хангалттай хүчирхэг генераторт холбогдсон хоёр нүүрстөрөгч эсвэл металл электродыг нэгтгэх болно. Генераторын ачаар электродууд дээр унасан ионууд нь саармагждаггүй тул тэдгээрийн хооронд үүссэн ялгадас зогсдоггүй. Агаарыг маш богино хугацаанд задлахын оронд тогтвортой цахилгаан нум үүсдэг (Зураг 12), бид дээр дурдсан. Нуман дотор үүсдэг өндөр температур нь электродуудын хоорондох агаарын ионжсон төлөвийг хадгалахаас гадна катодоос ихээхэн хэмжээний термионы ялгаруулалтыг бий болгодог.

Вакуум орчинд цахилгаан гүйдэл тархах механизмын талаар ярихаасаа өмнө энэ нь ямар төрлийн орчин болохыг ойлгох хэрэгтэй.

Тодорхойлолт.Вакуум гэдэг нь бөөмийн чөлөөт зам нь савны хэмжээнээс их байх хийн төлөв юм. Өөрөөр хэлбэл, хийн молекул эсвэл атом бусад молекулууд эсвэл атомуудтай мөргөлдөхгүйгээр савны нэг хананаас нөгөө рүү нисдэг ийм төлөв юм. Мөн вакуум гүн гэсэн ойлголт байдаг бөгөөд энэ нь вакуумд үргэлж үлддэг цөөн тооны тоосонцорыг тодорхойлдог.

Цахилгаан гүйдэл байхын тулд үнэгүй цэнэглэгч байх шаардлагатай. Тэд маш бага бодисын агууламжтай сансар огторгуйн бүс нутагт хаанаас ирдэг вэ? Энэ асуултад хариулахын тулд Америкийн физикч Томас Эдисоны хийсэн туршилтыг авч үзэх шаардлагатай (Зураг 1). Туршилтын явцад хоёр ялтсыг вакуум камерт хийж, гаднаас нь цахилгаан тоолуур асаалттай хэлхээнд битүүмжилсэн. Нэг хавтанг халаасны дараа цахилгаан хэмжигч тэгээс хазайлтыг харуулсан (Зураг 2).

Туршилтын үр дүнг тайлбарлав дараах байдлаар: халалтын үр дүнд түүний атомын бүтцээс металл нь ууршилтын үед усны молекул ялгарахтай адил электрон ялгаруулж эхэлдэг. Халаасан металл нь электрон нуурыг хүрээлдэг. Энэ үзэгдлийг термионы ялгаралт гэж нэрлэдэг.

Цагаан будаа. 2. Эдисоны туршилтын схем

Технологийн хувьд электрон цацраг гэж нэрлэгддэг ашиглах нь маш чухал юм.

Тодорхойлолт.Электрон цацраг гэдэг нь урт нь өргөнөөсөө хамаагүй их электронуудын урсгал юм. Үүнийг авах нь маш амархан. Гүйдэл дамжих вакуум хоолойг авч, тархсан электронууд (электрон буу гэж нэрлэгддэг) анод руу нүх гаргахад хангалттай (Зураг 3).

Цагаан будаа. 3. Электрон буу

Электрон цацраг нь хэд хэдэн үндсэн шинж чанартай байдаг.

Том хэмжээтэй болсны үр дүнд кинетик энергитэдгээр нь зүссэн материалд дулааны нөлөө үзүүлдэг. Энэ өмчийг электрон гагнуурт ашигладаг. Цахим гагнуур нь материалын цэвэр байдлыг хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай, жишээлбэл, хагас дамжуулагчийг гагнах үед.

Металлуудтай мөргөлдөхөд электрон цацрагууд удааширч, анагаах ухаан, технологид ашигладаг рентген туяаг ялгаруулдаг (Зураг 4).

Цагаан будаа. 4. Рентген туяа ашиглан авсан зураг ()

Электрон цацраг нь фосфор гэж нэрлэгддэг зарим бодисыг цохиход гэрэлтдэг бөгөөд энэ нь цацрагийн хөдөлгөөнийг хянах дэлгэцийг бий болгох боломжийг олгодог, мэдээжийн хэрэг нүцгэн нүдэнд үл үзэгдэх.

Цахилгаан ба соронзон орон ашиглан цацрагийн хөдөлгөөнийг хянах чадвар.

Термионы ялгаруулалтыг хангах температур нь металлын бүтцийг устгах температураас хэтрэхгүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Эхлээд Эдисон вакуум дахь гүйдлийг олж авахын тулд дараах бүтцийг ашигласан. Хэлхээнд багтсан дамжуулагчийг вакуум хоолойн нэг талд, эерэг цэнэгтэй электродыг нөгөө талд байрлуулсан (5-р зургийг үз):

Дамжуулагчаар гүйдэл дамжсаны үр дүнд энэ нь халааж, эерэг электрод руу татагдсан электронуудыг ялгаруулж эхэлдэг. Эцсийн эцэст электронуудын чиглэсэн хөдөлгөөн байдаг бөгөөд энэ нь үнэндээ цахилгаан гүйдэл юм. Гэсэн хэдий ч ийм байдлаар ялгарах электронуудын тоо хэтэрхий бага тул ямар ч хэрэглээнд хэт бага гүйдэл өгдөг. Өөр электрод нэмэх замаар энэ асуудлыг шийдэж болно. Ийм сөрөг потенциал электродыг шууд бус улайсдаг электрод гэж нэрлэдэг. Үүнийг ашигласнаар хөдөлж буй электронуудын тоо олон удаа нэмэгддэг (Зураг 6).

Цагаан будаа. 6. Шууд бус гэрэлтүүлэгч залгуур ашиглах

Вакуум дахь гүйдлийн дамжуулалт нь металлынхтай ижил байдаг - электрон. Хэдийгээр эдгээр чөлөөт электронуудын харагдах механизм нь огт өөр юм.

Термионы ялгаралтын үзэгдэл дээр үндэслэн вакуум диод хэмээх төхөөрөмжийг бүтээсэн (Зураг 7).

Цагаан будаа. 7. Цахилгаан хэлхээн дээрх вакуум диодын тэмдэглэгээ

Вакуум диодыг нарийвчлан авч үзье. Хоёр төрлийн диод байдаг: судалтай ба анод бүхий диод, судалтай диод, анод, катод. Эхнийх нь шууд судалтай диод, хоёр дахь нь шууд бус утас гэж нэрлэгддэг. Технологийн хувьд эхний болон хоёр дахь төрлийг хоёуланг нь ашигладаг боловч шууд халаалттай диод нь ийм сул талтай тул халах үед утаснуудын эсэргүүцэл өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь диодоор дамжих гүйдлийг өөрчлөхөд хүргэдэг. Диод ашигладаг зарим үйлдлүүд нь бүрэн тогтмол гүйдэл шаарддаг тул хоёр дахь төрлийн диодыг ашиглах нь илүү тохиромжтой.

Аль ч тохиолдолд үр ашигтай ялгаруулах утаснуудын температур байх ёстой .

Хувьсах гүйдлийг засахын тулд диодыг ашигладаг. Хэрэв диодыг үйлдвэрлэлийн гүйдлийг хувиргахад ашигладаг бол түүнийг кенотрон гэж нэрлэдэг.

Электрон ялгаруулах элементийн ойролцоо байрлах электродыг катод (), нөгөөг нь анод () гэж нэрлэдэг. Зөв холбогдсон үед хүчдэл нэмэгдэх тусам гүйдэл нэмэгддэг. Урвуу холболттой бол гүйдэл огт урсахгүй (Зураг 8). Ийм байдлаар вакуум диодууд нь хагас дамжуулагч диодуудтай харьцангуй сайн харьцуулагддаг бөгөөд үүнийг дахин асаахад хамгийн бага гүйдэл байдаг. Энэ өмчийн улмаас вакуум диодууд нь хувьсах гүйдлийг засахад ашиглагддаг.

Цагаан будаа. 8. Вакуум диодын одоогийн хүчдэлийн шинж чанар

Вакуум дахь гүйдлийн процессын үндсэн дээр бий болсон өөр нэг төхөөрөмж бол цахилгаан триод юм (Зураг 9). Түүний загвар нь диодын нэгээс ялгаатай нь сүлжээ гэж нэрлэгддэг гурав дахь электродтой байдаг. Мөн вакуум дахь гүйдлийн зарчмууд дээр үндэслэн осциллограф, хоолойн телевизор зэрэг багаж хэрэгслийн гол хэсэг болох катодын туяа зэрэг багажийг хийдэг.

Цагаан будаа. 9. Вакуум триодын диаграмм

Дээр дурдсанчлан, вакуум дахь гүйдлийн тархалтын шинж чанарт үндэслэн катодын цацрагийн хоолой гэх мэт чухал төхөөрөмжийг зохион бүтээсэн. Тэрээр ажлынхаа гол цөмд электрон цацрагийн шинж чанарыг ашигладаг. Энэ төхөөрөмжийн бүтцийг авч үзье. Катодын туяа нь өргөтгөлтэй вакуум колбо, электрон буу, хоёр катод, харилцан перпендикуляр хос электродуудаас бүрдэнэ (Зураг 10).

Цагаан будаа. 10. Катодын цацрагийн хоолойн бүтэц

Үйл ажиллагааны зарчим нь дараах байдалтай байна: термионы ялгаралтын үр дүнд буунаас ялгарах электронууд нь анод дахь эерэг потенциалын улмаас хурдасдаг. Дараа нь хос хяналтын электродуудад хүссэн хүчдэлийг өгснөөр бид электрон цацрагийг хэвтээ болон босоо чиглэлд хүссэнээрээ хазайлгаж чадна. Үүний дараа чиглүүлсэн цацраг нь фосфорын дэлгэц дээр унах бөгөөд энэ нь цацрагийн траекторын дүрсийг харах боломжийг бидэнд олгодог.

Катодын цацрагийн хоолойг цахилгаан дохиог судлах зориулалттай осциллограф (Зураг 11) гэж нэрлэгддэг багаж, кинескоп зурагтуудад ашигладаг бөгөөд зөвхөн электрон цацрагийг соронзон орон удирддаг.

Дараагийн хичээлээр бид шингэн дэх цахилгаан гүйдлийн дамжуулалтыг шинжлэх болно.

Ном зүй

1. Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физик (үндсэн түвшин) - М .: Mnemosyne, 2012.
2. Гэндэнштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физикийн 10-р анги. - М.: Илекса, 2005 он.
3. Мякишев Г.Я., Синяков А.З., Слободсков Б.А. Физик. Электродинамик. - М.: 2010 он.

1. Physics.kgsu.ru ().
2. Cathedral.narod.ru ().
3. Физик, технологийн нэвтэрхий толь бичиг ().

Гэрийн даалгавар

1. Цахим ялгаруулалт гэж юу вэ?
2. Электрон цацрагийг хянах ямар арга замууд байдаг вэ?
3. Хагас дамжуулагчийн дамжуулах чанар нь температураас хэрхэн хамаардаг вэ?
4. Шууд бус судалтай электродыг юунд ашигладаг вэ?
5. *Вакуум диодын гол шинж чанар нь юу вэ? Энэ нь юутай холбоотой вэ?