Электрический ток в вакууме

1.

2.

Вакуум – это сильно разряженный газ, в котором длина
свободного пробега частиц (от столкновения до
столкновения) больше размеров сосуда.
(p << paтм ~ 10-13 мм рт. ст.)
Длина свободного пробега частиц (λ) – это среднее
расстояние, пролетаемое молекулой между двумя
соседними соударениями.

3.

В вакууме в обычных условиях электрический ток не
возможен, т.к. возможное количество ионизированных
молекул не может обеспечить электропроводность.
Создать ток в вакууме можно только используя источник
заряжённых частиц. Действие источника заряжённых частиц
может быть основано на явлении термоэлектронной эмиссии.
Термоэлектронная эмиссия – это испускание
электронов твёрдыми или жидкими телами при их
нагревании до температуры свечения металлов.
Условие вылета электронов:
Ек ≥ Авых →
Работа выхода электронов из металла (Авых) – это минимальная энергия,
которую нужно сообщить электрону, чтобы удалить его с поверхности
металла. Зависит от рода металла и чистоты поверхности.
Ек зависит от температуры металла, а Авых зависит от свойств материала

4.

Вакуумный диод:
(для выпрямления переменного тока)
Содержит два электрода:
К (оксидный) – вертикальный металлический цилиндр,
покрытый слоем оксидов щелочноземельных металлов (Ba,
Ca) внутри изолированный проводник, нагреваемый до
высоких температур.
А – холодный электрод, собирающий термоэлектроны.
Давление внутри диода низкое : 10-6 - 10-7 мм.рт.ст.
Обладает односторонней
проводимостью: положительный полюс
соединен с анодом, отрицательный – с
катодом
Катодные лучи – это потоки электронов,
испускаемые катодом, движущиеся в
вакууме или разряжённом газе.

5.

Электронно-лучевая трубка:
Применение:
в кинескопах телевизора
в осциллографах
в дисплеях

6.

Решение задач:
1. В вакуумном диоде электрон подходит к аноду со скоростью 8Мм/с? Каково
анодное напряжение?
2. В телевизионном кинескопе ускоряющее анодное напряжение 16кВ, а
расстояние от анода до экрана 30см. За какое время электроны пролетят это
расстояние?

7.

Для самостоятельного решения:
1. Электронный пучок проходит м/у пластинами конденсатора путь
50мм и при этом отклоняется на 10мм. Какова горизонтальная
составляющая скорости электронов, если напряженность
электрического поля между пластинами конденсатора 15кВ/м?
2. Электрон влетает со скоростью 6·107м/с в плоский конденсатор
параллельно его пластинам. Расстояние между пластинами 1 см,
длина конденсатора 5см, разность потенциалов на пластинах 600В.
Найти отклонения электрона сразу за пластинами конденсатора.
Домашняя работа:
1. Максимальный анодный ток в ламповом диоде равен 50мА.
Сколько электронов вылетает из катода каждую секунду?
2. В диоде электроны ускоряются до энергии 100эВ. Какова их
минимальная скорость у анода?