Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
§ 88. Эмиссия электронов. Термоэлектронная эмиссия. Электронные лампыВ металле всегда имеется некоторое количество свободных электронов, обладающих повышенной кинетической энергией и потому способных вылететь за его пределы. Затем вылетевшие электроны будут вновь втянуты в металл (см. § 87), но на их место вырвутся другие свободные электроны. Между электронами, вылетающими из металла и влетающими в него, устанавливается подвижное равновесие, в результате которого над поверхностью металла образуется своеобразное электронное облако. Испускание электронов металлом называется электронной эмиссией. Это явление отчасти подобно испарению жидкости. При нормальных внешних условиях электронная эмиссия выражена слабо. Для повышения ее интенсивности следует увеличить кинетическую энергию свободных электронов до значений, равных или больших работы выхода. Этого можно достигнуть различными способами. Во-первых, созданием электрического поля очень большой напряженности (порядка используется во многих электронно-вакуумных приборах: электронных осциллографах (см. § 102), электронных микроскопах (см. § 102), рентгеновских трубках (см. § 125), электронных лампах и т. д. С основными закономерностями термоэлектронной эмиссии мы познакомимся при рассмотрении принципа устройства и действия электронной лампы. Простейшими электронными лампами являются трехэлектродная лампа — триод (рис. 184) и двухэлектродная лампа — диод. Триод состоит из стеклянного баллона 4, внутри которого соосно укреплены три металлических электрода: тонкая нить 1 (катод или накал), тонкостенный цилиндр 2 (анод) и помещенная между ними редкая «спираль» 3 (сетка). Воздух из баллона откачан. Диод отличается от триода только отсутствием сетки. На электротехнических схемах электронные лампы изображаются так, как показано на рис. 185 (а — триод, б - диод).
Рис. 184 Принцип действия электронной лампы рассмотрим сначала на примере диода. Включим диод в электрическую цепь, схематически изображенную на рис. 186 (Бп - батарея накала,
Рис. 185
Рис. 186 Очевидно, что анодный ток можно усиливать, повышая анодное напряжение При токе насыщения электронное облако полностью рассасывается. Описанная зависимость анодного тока от напряжения графически изображена на рис. 187. Аналитически эта зависимость (для участка
где В — коэффициент, зависящий от формы, размеров и взаимного расположения электродов.
Рис. 187 Чтобы повысить ток насыщения, необходимо увеличить число электронов, испускаемых катодом в единицу времени. Для этого следует повысить температуру катода, увеличив ток накала. Кривая 2 на рис. 187 относится к более высокой температуре, чем кривая 1. Зависимость тока насыщения от температуры катода выражается теоретической формулой Ричардсона
где График (рис. 188), построенный на основании формулы (24), показывает, что (при высоких температурах) ток насыщения резко возрастает с повышением температуры.
Рис. 188 Подчеркнем, что ток через электронную лампу может идти только в одном направлении, т. е. только в том случае, когда анод соединен с положительным, а катод — с отрицательным полюсами анодной батареи Одна из возможных схем кенотронного выпрямителя изображена на рис. 189. Являющийся обычно синусоидальным (см. § 106), переменный ток периода
Рис. 189
Рис. 190 В результате на участках Рассмотрим теперь действие триода. Анодным током триода можно управлять посредством сетки, изменяя напряжение между сеткой и катодом (при неизменных анодном напряжении и токе накала). Для этого триод включается в цепь по схеме, изображенной на рис. 191. Сеточное напряжение
Рис. 191 дополнительное электрическое поле, которое, накладываясь на основное поле (между анодом и катодом), будет ускорять или замедлять (в зависимости от знака заряда на сетке) движение электронов, испускаемых катодом, т. е. увеличивать или уменьшать анодный ток В связи с тем что сетка расположена близко к катоду (ближе, чем анод), влияние сеточного напряжения на анодный ток преобладает над влиянием анодного напряжения
Рис. 192 График зависимости анодного тока от сеточного напряжения, называемый сеточной характеристикой лампы, представлен на рис. 192. Ордината
Рис. 193 Одним из важных применений триода является использование его в качестве усилителя слабых колебаний тока и напряжения. Принципиальная схема такого усилителя была дана на рис. 191. Если сеточное напряжение Другое важное применение триода — генерирование электромагнитных волн будет рассмотрено в § 112.
|
1 |
Оглавление
|