Поверхностная плотность заряда бесконечной равномерно заряженной плоскости равна 0,0000133 Кл/м2. Под действием электрического поля этой плоскости точечный, Физика

Выдержка из текста работы

Электролиты — вещества, растворы или расплавы которыхпроводят электрический ток. Электролиты — класс проводников, в которыхэлектрический ток всегда сопровождается их химическими изменениями. Кэлектролитам относят, например, растворы солей, кислот и щелочей. Электролитамитакже являются в ряде случаев расплавы каких-либо веществ или соединений.

Электролиз — выделениевещества на электродах при прохождении через раствор (электролит)электрического тока.

Законы электролиза.

Законы электролитическойпроводимости были экспериментально установлены Фарадеем в <st1:metricconverter ProductID=«1836 г» w:st=«on»>1836 г</st1:metricconverter>. этих законов два.

Первый закон Фарадея относится к связи междуколичеством выделившегося вещества на электроде, силой тока и временемпрохождения тока через электролит. Этот закон имеет следующий смысл: массавыделившегося на электроде вещества Mпропорциональна силе тока Iи временем его прохождения через электролит t.

где k-коэффициентпропорциональности, зависящий только от рода выделившегося вещества иэлектролита.

Произведение силы тока Iнавремя tпредставляет собой количество вещества Q, прошедшее черезэлектролит:

It=Q,

откуда первому законуФарадея можно придать вид:

M=kQ,

т.е. масса выделившегосявещества Mпропорциональна прошедшему через электролитколичеству электричества Q. Коэффициент kназываетсяэлектрохимическим эквивалентом выделяемого вещества.

Так как при Q=1численноимеем:

M=k,

то, следовательно, электрохимический эквивалентчисленно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролитединицы количества вещества.

Второй закон Фарадеяопределяетвеличину электрохимического эквивалента k.

Химическим эквивалентом элемента называетсябезразмерная величина, численно равная массе данного элемента, выраженная вграммах, которая замещает в химических соединениях <st1:metricconverter ProductID=«1,0078 г» w:st=«on»>1,0078 г</st1:metricconverter> водорода.

Второй закон Фарадея состоит в том, чтоэлектрохимические эквиваленты элементов пропорциональны их химическимэквивалентам.

<img src="/cache/referats/7539/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">,

где А – атомный вес вещества

п – его валентность

С – коэффициент пропорциональности,одинаковый для всех элементов.

Обычно вместо коэффициента Свводят величину, обратную:

тогда второй закон Фарадеяпримет вид:

Величина Fназывается числом Фарадея.Подставляя значение электрохимического эквивалента kиз этой формулы в выражениедля первого закона Фарадея, получим формулу, объединяющую оба закона Фарадея:

отсюда следует, что если выделяется один грамм-эквивалент вещества,т.е. масса М, численно равная А/п, то Qдолжно численно равняться F.

Таким образом, число Фарадея Fчисленно равно количествуэлектричества Q, при прохождении которого через электролит на электроде выделяется одинграмм-эквивалент вещества.

<img src="/cache/referats/7539/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1032"> 1.2. Применениеэлектролиза

Как известно, два одинаковыхметаллических электрода, погруженных в электролит, после прохождения через нихэлектрического тока поляризуются и образуют гальванический элемент, который самнекоторое время может служить источником электрического тока. Таким образом,создавая систему из двух одинаковых проводников первого рода (электролита), мыполучим аккумулятор.

Однако чтобы аккумулятороказался практически ценным, он должен удовлетворять двум условиям:

а) поляризация электродовдолжна быть устойчива,

б) процессы, происходящие ваккумуляторе, должны быть обратимы.

Первый технический аккумулятор представлял собой двесвинцовые пластины, погруженные в водяной раствор серной кислоты<img src="/cache/referats/7539/image012.gif" v:shapes="_x0000_i1033"><img src="/cache/referats/7539/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1034">SO<img src="/cache/referats/7539/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1035">).Свинцовые пластины, вступая в реакцию с серной кислотой, покрываются слоемсернокислового свинца PbSO<img src="/cache/referats/7539/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1036">.При пропускании через него ток от внешнего источника (зарядка) отрицательные ионы SO<img src="/cache/referats/7539/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1037"> перемещаются к аноду и превращают сульфат вперекись свинца:

PbSO<img src="/cache/referats/7539/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1038"><img src="/cache/referats/7539/image021.gif" v:shapes="_x0000_i1039"><img src="/cache/referats/7539/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1040"><img src="/cache/referats/7539/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1041"><img src="/cache/referats/7539/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1042"><img src="/cache/referats/7539/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1043">

Положительные водородныеионы перемещаются к катоду и восстанавливают сульфат в металлический синец:

PbSO<img src="/cache/referats/7539/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1044"> +2e = Pb + H<img src="/cache/referats/7539/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1045"><img src="/cache/referats/7539/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1046">

Таким образом, создаетсярезкая несимметрия электродов: один из них свинцовый, другой – из перекисисвинца. Аккумулютор «заряжен», и представляет собой гальванический элемент,способный служить источником тока.

Давая ток во внешнюю цепь,аккумулятор разряжается, процессы протекают в нем в обратном порядке. В концеразряжения обе пластины оказываются покрытыми одинаковыми слоями сульфатасвинца, и Э.Д.С. аккумулятора спадает до нуля.

2.

2.1. Ионизация газов

Газы в естественном состоянии не проводятэлектричества. Если поместить в сухом атмосферном воздухе хорошо изолированноезаряженное тело, например заряженный электрометр с хорошей изоляцией, то зарядэлектрометра долгое время практически остается неизменным.

Однако, подвергая газ различным внешнимвоздействиям, можно вызвать в нем электропроводность. Так, например, помещаявблизи заряженного электрометра пламя горелки, можно видеть, что зарядэлектрометра быстро уменьшается. Мы сообщили газу электропроводность, создаваяв нем высокую температуру. Если бы вместо пламени горелки мы поместили вблизиэлектрометра подходящий источник света, мы также наблюдали бы утечку зарядов сэлектрометра.

Этопоказывает, что в газах под влиянием высокой температуры и различных излученийпоявляются заряженные частицы. Они возникают потому, что от атомов газаотщепляется один или несколько электронов, в результате чего вместонейтрального атома возникают положительный ион и электроны. Частьобразовавшихся электронов может быть при этом захвачена другими нейтральнымиатомами, и тогда появятся еще и отрицательные ионы.

Отрывэлектрона от атома (ионизация атома) требует затраты определенной энергии — энергии ионизации. Она зависит от строения атома и поэтому различна для разныхвеществ.

Послепрекращения действия ионизатора число ионов в газе с течением времениуменьшается и конце концов ионы исчезают вовсе. Исчезновение ионов объясняетсятем, что ионы и электроны участвуют в тепловом движении и поэтому соударяютсядруг с другом. При столкновении положительного иона и электрона онивоссоединяются в нейтральный атом. Точно так же при столкновении положительногои отрицательного ионов отрицательный ион может отдать свой избыточный электронположительному иону и оба они превратятся в нейтральные атомы. Это процессвзаимной ионизации ионов называется рекомбинацией ионов.

Прирекомбинации положительного иона и электрона или двух ионов высвобождаетсяопределенная энергия, равная энергии, затраченной на ионизацию. Она излучается в виде света, ипоэтому рекомбинация ионов сопровождается свечением (свечение рекомбинации).Если концентрация положительных и отрицательных ионов велика, то и числоежесекундно происходящих актов рекомбинации будет большим, и свечениерекомбинации может быть очень сильным. Излучение света при рекомбинацииявляется одной из причин свечения многих форм газового разряда.

Ионизация электронными ударами.

В явлениях электрического разряда в газах большуюроль играет ионизация атомов электронными ударами. Процесс заключается в том,что движущийся электрон, обладающий достаточной кинетической энергией, присоударении с нейтральным атомом выбивает из него один или несколько атомныхэлектронов, в результате чего нейтральный атом превращается в положительныйион, а в газе появляются новые электроны.

Опыты Джеймса Франка и Густава Герца. Исследуемый газ придавлении порядка 0,1 — <st1:metricconverter ProductID=«0,01 мм» w:st=«on»>0,01 мм</st1:metricconverter> рт.ст. вводится встеклянную трубку, которая сначала откачивается до высокого вакуума (дляудаления других газов). Трубка имеет накаливаемый катод, сетку и коллектор ионов. На сетку подаетсяположительный ( относительно катода) потенциал, который можно изменять припомощи делителя напряжения и измерять вольтметром . На коллектор ионов накладываетсяотрицательный потенциал, на 0,5 — 1,0 В больший, чем потенциал катода. Этанебольшая разность потенциалов снимается с делителя напряжения,положительный конец которого соединен с катодом.

Расстояниекатод-сетка в таких трубках делают значительно меньшим, чем расстояниесетка-коллектор, и подбирают давление газа так, чтобы средняя длина свободногопробега электронов в газе была больше расстояния между сеткой и катодом.Поэтому электроны, испущенные катодом, движутся в пространстве катод-сеткапрактически без соударений, и если разность потенциалов (выраженная в вольтах), между сеткой и катодом равна, то каждый электрон приобретаеткинетическую энергию (выраженную в электрон-вольтах). Электроны, ускоренныесеткой, испытывают затем соударения с атомами газа в пространстве между сеткойи коллектором.

Таккак потенциал коллектора ниже, чем потенциал катода, то в отсутствии ионизациивсе электроны тормозятся, не долетая до коллектора, и поэтому ток через гальванометр равеннулю. Если, однако, постепенно повышать разность потенциалов между сеткой и катодом, то, когдаэнергия электронов сделается равной энергии ионизации, то в пространстве сетка- коллектор появятся положительный ионы. Поэтому, измеряя наименьший потенциалсетки, при котором впервые появляется ток коллектора, можно найти энергиюионизацию атомов исследуемого газа.

МетодФранка и Герца не является единственным методом измерения энергии ионизации.Она может быть определена также из исследования линейчатых спектров свеченияразреженных газов и паров, причем с довольно большой точностью. Значенияэнергии ионизации, найденные по спектрам, хорошо совпадают с ее значениями,определенными методом электронных ударов.

2.2. Самостоятельный и несамостоятельныйразряд

2.2.1. Тлеющий разряд

Тлеющий разряд удобно наблюдать при пониженномдавлении газа. Если к электродам, впаянным в стеклянную трубку длиной 30-<st1:metricconverter ProductID=«50 см» w:st=«on»>50 см</st1:metricconverter>, приложить постоянноенапряжение в несколько сот ампер и затем постепенно откачивать воздух изтрубки, то наблюдается следующее явление: при атмосферном давлении приложенноенапряжение недостаточно для пробоя газа и трубка остается темной. Приуменьшении давления газа в некоторый момент в трубке возникает разряд, имеющийвид светящегося шнура. При дальнейшем уменьшении давления этот шнур расширяетсяи заполняет все сечение трубки.

Особоезначение в тлеющем разряде имеют только две его части — катодное темноепространство и тлеющее свечение, в которых и происходят основные процессы,поддерживающие разряд.

Характернымдля тлеющего разряда является особое распределение потенциала по длине трубки.Его можно определить, впаивая в трубку ряд дополнительных электродов — зондов,расположенных в различных местах трубки, и присоединяя между катодом исоответствующим зондом вольтметр с большим сопротивлением. Почти все паденияпотенциала в разряде приходятся на область катодного темного пространства. Этаразность потенциалов между катодом и границей тлеющего свечения получила название катодного паденияпотенциала.

Существованиекатодного темного пространства объясняется тем, что электроны начинаютсталкиваться с атомами газа не сразу, а лишь на некотором расстоянии от катода.Ширина катодного темного пространства приблизительно равна средней длинесвободного пробега электронов: она увеличивается с уменьшением давления газа.Следовательно, в катодном темном пространстве электроны движутся практическибез соударения.

Катодноепадение потенциалов необходимо для поддержания тлеющего разряда. Именноблагодаря его наличию положительные ионы приобретают необходимую энергию дляобразования интенсивной вторичной электронной эмиссии с катода, без которойтлеющий разряд не мог бы существовать. Поэтому катодное падение потенциала естьнаиболее характерный признак тлеющего разряда, отличающий эту форму газовогоразряда от всех других форм.

Тлеющийразряд широко используют в качестве источника света в различных газоразрядныхтрубках. В лампах дневного света излучение тлеющего разряда поглощается слоемспециальных веществ, нанесенных на внутреннюю поверхность трубки, которые поддействием поглощенного излучения в свою очередь начинают светиться. Такиетрубки оказываются более экономичными нежели обычные лампы накаливания.

Газоразрядныетрубки применяются также для рекламных и декоративных целей, для чего импридают очертания различных фигур и букв. Наполняя трубки различными газами,можно получить свечение разной окраски.

Влабораторной практике используют тлеющий разряд для катодного распыленияметаллов, так как вещество катода в тлеющем разряде постепенно переходит впарообразное состояние и оседает в виде металлического налета на стенкахтрубки.

2.2.2. Искровой разряд

При достаточно большой напряженности поля (около 3МВ/м) между электродами появляется электрическая искра, имеющая вид яркосветящегося извилистого канала, соединяющего оба электрода. Газ вблизи искрынагревается до высокой температуры и внезапно расширяется, отчего возникаютзвуковые волны, и мы слышим характерный треск.

Описанная форма газового разряда носитназвание искрового разряда илиискрового пробоя газа. При наступлении искрового разряда газ внезапноутрачивает свои диэлектрические свойства и становится хорошим проводником.Напряженность поля, при которой наступает искровой пробой газа, имеет различноезначение у разных газов и зависит от их состояния (давления, температуры). Чембольше расстояние между электродами, тем большее напряжение между ниминеобходимо для наступления искрового пробоя газа. Это напряжение называется напряжением пробоя.

Зная, как зависит напряжение пробоя от расстояниямежду электродами какой-либо определенной формы, можно измерить неизвестноенапряжение по максимальной длине искры. На этом основано устройство искровоговольтметра для грубой больших напряжений.

Он состоит из двух металлическихшаров, закрепленных на стойках 1 и 2, 2-я стойка с шаром может приближаться илиудаляться от первой при помощи винта. Шары присоединяют к источнику тока,напряжение которого требуется измерить, и сближают их до появления искры.Измеряя расстояние при помощи шкалы на подставке, можно дать грубую оценку напряжениюпо длине искры (пример: при диаметре шара <st1:metricconverter ProductID=«5 см» w:st=«on»>5 см</st1:metricconverter> и расстоянии <st1:metricconverter ProductID=«0,5 см» w:st=«on»>0,5 см</st1:metricconverter> напряжение пробояравно 17,5 кВ, а при расстоянии <st1:metricconverter ProductID=«5 см» w:st=«on»>5 см</st1:metricconverter> – 100 кВ).

<img src="/cache/referats/7539/image031.gif" v:shapes="_x0000_s1026">
Возникновение пробоя объясняется следующимобразом: в газе всегда есть некоторое число ионов и электронов, возникающих отслучайных причин. Однако, число их настолько мало, что газ практически непроводит электричества. При достаточно большой напряженности поля кинетическаяэнергия, накопленная ионом в промежутке между двумя соударениями, можетсделаться достаточной, чтобы ионизировать нейтральную молекулу при соударении.В результате образуется новый отрицательный электрон и положительно заряженныйостаток – ион.

Свободный электрон 1 присоударении с нейтральной молекулой расщепляет ее на электрон 2 и свободныйположительный ион. Электроны 1 и 2 при дальнейшем соударении с нейтральнымимолекулами снова расщепляет их на электроны 3 и 4 и свободные положительныеионы, и т.д.

Такой процесс ионизации называют ударной ионизацией, а ту работу, которуюнужно затратить, чтобы произвести отрывание электрона от атома – работой ионизации. Работа ионизациизависит от строения атома и поэтому различна для разных газов.

<img src="/cache/referats/7539/image032.gif" v:shapes="_x0000_s1027">
Образовавшиеся под влияниемударной ионизации электроны и ионы увеличивает число зарядов в газе, причем всвою очередь они приходят в движение под действием электрического поля и могутпроизвести ударную ионизацию новых атомов. Таким образом, процесс усиливает самсебя, и ионизация в газе быстро достигает очень большой величины. Явлениеаналогично снежной лавине, поэтому этот процесс был назван ионной лавиной.

Образование ионной лавины и естьпроцесс искрового пробоя, а то минимальное напряжение, при котором возникаетионная лавина, есть напряжение пробоя.

Такимобразом, при искровом пробое причина ионизации газа заключается в разрушенииатомов и молекул при соударениях с ионами (ударная ионизация).

2.2.3. Электрическая дуга

Если после зажигания искового разряда постепенноуменьшат сопротивление цепи, то сила тока в искре будет увеличиваться. Когдасопротивление цепи станет достаточно малым, возникает новая форма газовогоразряда, называемая дуговым разрядом. При этом сила тока резко увеличивается, анапряжение на разрядном промежутке уменьшается до нескольких десятков вольт.Это показывает, что в разряде возникают новые процессы, сообщающие газу оченьбольшую проводимость.

Внастоящее время электрическую дугу чаще всего получают между специальнымиугольными электродами. Наиболее горячим местом дуги является углубление,образующееся на положительном электроде и называемое «кратером дуги». Его температура равна 4000 К, а при давлениив 20 атм превышает 7000 К.

Дуговойразряд возникает во всех случаях, когда вследствие разогревания катода основнойпричиной ионизации газа становится термоэлектронная эмиссия. Например, втлеющем разряде положительные ионы, бомбардирующие катод, не только вызываютвторичную эмиссию электронов, но и нагревают катод. Поэтому, если увеличиватьсилу тока в тлеющем разряде, то температура катода увеличивается, и когда онадостигает такой величины, что начинается заметная термоэлектронная эмиссия,тлеющий разряд переходит в дуговой. При этом исчезает и катодное падениепотенциала.

Электрическаядуга является мощным источником света и широко применяется в проекционных, прожекторных и другихустановках. Расходуемая ею удельная мощность меньше, чем у ламп накаливания.

Вкачестве источников света употребляют также дуговые лампы высокого давления.Зажигание дуги производится разрядом от источника высокого напряжения с помощью третьего электрода.Вследствие высокой температуры дуги ее применяют для сварки и резанья металлов.Автоэлектронные дуги с ртутным катодом применяют для выпрямления переменного электрическоготока.

2.2.4. Коронный разряд

Разряд, получивший такое название, наблюдается присравнительно высоких давлениях газов в сильно неоднородном поле. Для получениязначительной неоднородности поля электроды должны иметь очень неодинаковуюповерхность, то есть, один — очень большую, другой — очень малую.

Линиинапряженности электрического поля сгущаются по мере приближения к проволоке, а,следовательно, напряженность поля возле проволоки имеет наибольшее значение.Когда она достигает приблизительно 3*106 В/м, между проволокой ицилиндром зажигается разряд и в цепи появляется ток. При этом возле проволокивозникает свечение, имеющее вид оболочки или короны, окружающей проволоку,откуда и произошло название разряда.

Коронныйразряд возникает как при отрицательном потенциале на проволоке (отрицательнаякорона), так и при положительном (положительная корона), а также при переменномнапряжении между проволокой и цилиндром. При увеличении напряжения междупроволокой и цилиндром растет и ток вкоронном разряде. При этом увеличивается толщина светящегося слоя короны.

Процессывнутри короны сводятся к следующему: если проволока заряжена отрицательно, топо достижении напряженности пробоя у поверхности проволоки зарождаютсяэлектронные лавины, которые распространяются от проволоки к цилиндру. В случаеположительной короны электронные лавины зарождаются на внешней поверхностикороны и движутся по направлению к проволоке.

Коронныйразряд возникает не только возле проволок, но и возле любых проводников с малойповерхностью. Корона возникает также вприроде под влиянием атмосферного электрического поля и появляется на верхушкахдеревьев, корабельных мачт и т.п.

3.

Температура — один из важнейшихконтролируемых параметров технологических процессов практически во всехотраслях народного хозяйства. Большая часть всех температурных измеренийприходится на долю термоэлектрических преобразователей, принцип действиякоторых основан на явлении Зеебека.

В 1821 году немецкий ученый,уроженец г. Ревеля (ныне Таллин), Т. Й. Зеебек (1770-1831) обнаружил, что еслиспаи двух разнородных металлов, образующих замкнутую электрическую цепь, имеютнеодинаковую температуру, то в цепи протекает электрический ток. Изменениезнака у разности температур спаев сопровождается изменением направления тока.

Этот факт послужил основой длясоздания устройства, чувствительным элементом которого является термопара — двапроводника из разнородных материалов, соединенных между собой на одном(рабочем) конце, другие два (свободные) конца проводников подключаются визмерительную цепь или непосредственно к измерительному прибору, причемтемпература свободных концов заранее известна. Термопара образует устройство(или его часть), использующее термоэлектрический эффект для измерениятемпературы. Под термоэлектрическим эффектом понимается генерированиетермоэлектродвижущей силы (термоЭДС), возникающей из-за разности температурмежду двумя соединениями различных металлов и сплавов (рис. 1), образующих часть одной и той жецепи.

рис. 1.

ТермоЭДС термопары обусловлена тремя причинами. Первая заключается в зависимостиуровня Ферми энергии электронов в проводнике от температуры, что приводит кнеодинаковым скачкам потенциала при переходе из одного металла в другой в спаяхтермопары, находящихся при разных температурах. Во-вторых, при наличииградиента температуры электроны в области горячего конца проводника приобретаютболее высокие энергии и подвижность. Вдоль проводника возникнет градиентконцентрации электронов с повышенными значениями энергии, что повлечет за собойдиффузию более быстрых электронов к холодному концу, а более медленных кгорячему. Но диффузионный поток быстрых электронов будет больше. Кроме того,при наличии градиента температуры вдоль проводника возникает дрейф фотонов —квантов энергии колебаний кристаллической решетки. Сталкиваясь с электронами,фотоны сообщают им направленное движение от более нагретого конца проводника кболее холодному. Последние два процесса приводят к избытку электронов вблизихолодного конца и недостатку их вблизи горячего конца. В результате внутрипроводника возникает электрическое поле, направленное навстречу градиентутемпературы. Таким образом, термо ЭДС термопары возникает только из-за наличияпродольного градиента температуры в проводниках, составляющих пару.

Эффект Пельте обратен явлению Зеебека.

При протекании тока в цепи из различных проводников, вместах контактов, в дополнение к теплоте Джоуля, выделяется или поглощается, взависимости от направления тока, некоторое количество теплоты Q<img src="/cache/referats/7539/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1049">, пропорциональное протекающему через контактколичеству электричества (то есть силе тока I и времени t):Q<img src="/cache/referats/7539/image035.gif" v:shapes="_x0000_i1050">=П/t.Коэффициент П зависит от природы находящихся в контакте материалов итемпературы (коэффициент Пельте).

Эффект Томсона, один из термоэлектрических явлений. Онсостоит в том, что если вдоль проводника, по которому проходит электрическийток, существует перепад температур, то в дополнение к теплоте, выделяемой всоответствии с законом Джоуля-Ленца, в объёме проводника выделяется илипоглощается (в зависимости от направления тока) дополнительное количествотеплоты Q (теплота Томсона), пропорциональная силе тока I,времени t, перепаду температур (T2—T1): Q=t (T2—T1) lt. Открыт У. Томсоном(лордом Кельвином) в 1856. Коэффициент Томсона t зависит от природыматериала.

4.

Вакуум является хорошим диэлектриком, так как в немнет свободных носителей зарядов. Чтобы через вакуум прошел ток в него нужновнести свободную заряженную частицу. Это можно сделать с помощью термоэлектроннойэмисии.

Рассмотрим это явление на примере лампы. В лампувпаивается металлический проводник по нему пропускается электрический ток,проводник нагревается и из него вылетают электроны. Происходит и обратныйпроцесс – электроны возвращаются в проводник – процесс рекомбинации.

Если в лампу впаять анод, то электроны начнутдвигаться к аноду, в лампе пойдет ток.

Вывод: ток в вакууме представляет собой направленноедвижение заряженных частиц (электронов).

Работа лампы диода основана на управлении движенияэлектронами.

Лампа диод состоит из :

1.

2.

При подачи на анод положительного заряда по лампепойдет ток. Если увеличить напряжение на аноде, ток увеличится, так какувеличится количество электронов движущихся в сторону катода и увеличиваетсяскорость движения электронов.

Но ток увеличивается не до бесконечности, начиная снекоторого напряжения U<img src="/cache/referats/7539/image037.gif" v:shapes="_x0000_i1051"> сколько бы неувеличивать напряжение на аноде, величина тока в лампе остается постоянным,возникает ток насыщения. Это объясняется тем, что при данных условиях катод (+)выделяет примерно одинаковое количество электронов, и все они движутся к аноду(-).

Ток насыщения можно увеличить несколькими способами:

1.

2.

Лампа диод обладает односторонней проводимостью (когдана анод подают положительный заряд) поэтому лампу диод применяют в качествевыпрямителя.

Работа лампы триода основана на управлении током влампе, для этого внутри лампы ставится сетка.

Триод состоит из:

1.

2.

3.

4.

Сетка всегда заряжена отрицательно и ставится ближе ккатоду, так чтобы при малых напряжениях на сетке поле между катодом и сеткойбыло достаточно большим.

На сетку можно подать такое напряжение, что ни одинэлектрон не пройдет до анода. Такое напряжение называется запирающим. Суменьшением напряжения на сетке ток в лампе возрастает. Если на сетке «0», влампе возникает ток насыщения. Напряжение на сетке регулируют при помощисигнала. При не больших изменениях напряжения на сетке сильно изменяется ток влампе. Чтобы снять с лампы большое напряжение ставится нагрузочноесопротивление – резистор.

По закону Ома:

U<img src="/cache/referats/7539/image041.gif" v:shapes="_x0000_i1053"><img src="/cache/referats/7539/image041.gif" v:shapes="_x0000_i1054"><img src="/cache/referats/7539/image044.gif" v:shapes="_x0000_i1055">

Лампа увеличивает напряжение примерна в 100 раз. Применяется в качестве усилителя.

Сетка всегда должна быть заряжена отрицательно или произойдет искажение сигнала.

4.2. Фотоэлектрическая эмиссия

Явлениевнешнего фотоэффекта состоит в испускании (эмиссии) электронов с поверхноститела под действием света; для этого явления экспериментально установленныезависимости объединяются квантовой теорией света. Свет есть поток квантов;кванты света, попадая в вещество, поглощаются им; избыточная
энергия передается электронами, которые получают возможность покинуть этовещество — конечно, если энергия кванта больше, чем работы выхода электрона(см. «Электронная эмиссия»). Заметим, что квантовый характер светапроявляющийся в явлении фотоэффекта, не следует понимать как отрицание волновыхсвойств света; свет есть и поток квантов, и электромагнитная волна — просто взависимости от конкретного явления проявляются или квантовые, или волновыесвойства. На основе внешнего фотоэффекта создан ряд фотоэлектронных приборов(фото