Электрический ток в вакууме. Диод (двухэлектродная лампа). Свойства электронных пучков.

Для существования электрического тока в вакууме нужно искусственно ввести в это пространство свободные электроны (с помощью эмиссионных явлений).

1.Термоэлектронная эмиссия Процесс испускания электронов нагретыми металлами называется термоэлектронной эмиссией. Интенсивность термоэлектронной эмиссии зависит от площади катода, температуры нагрева металла и свойств вещества. Если кинетическая энергия электронов больше энергии связи, то происходит термоэлектронная эмиссия.

2. Фотоэлектронная эмиссия (фотоэлектрический эффект, фотоэффект). Процесс испускания электронов металлами под воздействием света. Открыт Г. Герцем, исследован А. Г. Столетовым.  Объяснен А. Эйнштейном.

3. Автоэлектронная эмиссия. Процесс испускания электронов под воздействием электрического поля.

Диод (двухэлектродная лампа).

Изобретен Т. А. Эдисоном.

1. Баллон — стекло или керамика,
2. Вакуум: 10^-6 -10^-7 мм рт. ст.
   1. Катод — нить накала.
   2. Анод — круглый или овальный цилиндр.

Катод: в виде вертикального металлического цилиндра, покрытого слоем оксидов щелочноземельных металлов.

(Позволяет увеличить долговечность катода. У таких катодов ток насыщения практически недостижим.)

Вольтамперные характеристики диода

С увеличением напряжения все большее количество электронов получает энергию, достаточную для того, чтобы достичь анода; ток возрастает. При некотором значении напряжения все электроны достигают анода. Ток перестает возрастать - ток насыщения. Для увеличения тока насыщения необходимо увеличить количество электронов (увеличить температуру катода). В приборах с косвенным накалом ток насыщения практически не достигается.

Свойство диода

Основное свойство диода: пропускает ток в одном направле­нии.

Это свойство используется для выпрямления переменного тока. Ток существует, если на аноде — положительный потенциал, ток отсутствует, если на аноде—отрицательный потенциал

Вакуумный триод.

Изобретен в 1913 г. Л. де Форестом.

  Регулируя потенциал между катодом и сеткой можно регулировать число электронов в анодной цепи. Главная характеристика - крутизна    

Применения:

1. Безынерционный электронный ключ в генераторах электромагнитных волн высокой частоты (рабочая точка находится на криволинейном участке характеристика).
2. Усилительный элемент (рабочая точка находится на прямолинейном участке).

Из многоэлектродных ламп наиболее часто применяются пентоды, октоды, гептоды.

            Важное достоинство - в одном корпусе можно соединить две и более системы.

Свойства электронных пучков

1. Отклоняются в электрическом и магнитном полях.
2. Независимость распространения.
3. Вызывают свечение веществ, нагрев металла, рентгенов­ское излучение.

Электронно-лучевая трубка

Основной частью осциллографа и телевизора является элект­ронно-лучевая трубка:

RI — регулирует интенсивность электронного пучка (яркость); R2 — фокусирует луч на экране;

К — катод (электронная пушка);

С — управляющий электрод;

А₁ и А₂ - аноды;

ВП, ГП- вертикальная и горизонтальная отклоняющие пластины.

В телевизионных трубках вместо отклоняющих пластин применяется электромагнитная система отклонения (катушки), работа которой основана на действии силы Лоренца