Радио инженерчлэлд хагас дамжуулагч төхөөрөмжийг ашиглахаас өмнө вакуум хоолойг хаа сайгүй ашигладаг байсан.

Вакуум тухай ойлголт

Вакуум хоолой нь нэг талдаа катод, нөгөө талдаа анод бүхий хоёр үзүүрийг битүүмжилсэн шилэн хоолой байв. Хоолойноос хийн молекулууд мөргөлдөхгүйгээр нэг хананаас нөгөө хана руу нисч чадах тийм байдалд хүргэсэн. Энэ хийн төлөвийг нэрлэдэг вакуум. Өөрөөр хэлбэл вакуум бол маш ховордсон хий юм.

Ийм нөхцөлд чийдэнгийн доторх цахилгаан дамжуулах чанарыг зөвхөн цэнэгтэй тоосонцорыг эх үүсвэрт оруулах замаар л хангах боломжтой. Дэнлүүний дотор цэнэглэгдсэн тоосонцор гарч ирэхийн тулд тэд термионы ялгарал гэх мэт биеийн шинж чанарыг ашигласан.

Термионы ялгаралт нь өндөр температурын нөлөөн дор бие махбодоос электрон ялгаруулах үзэгдэл юм. Маш олон бодисуудад термионы ялгаралт нь тухайн бодисын ууршилт хараахан эхлэх боломжгүй температурт эхэлдэг. Дэнлүүнд катодыг ийм бодисоор хийсэн.

Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл

Дараа нь катодыг халааж, үүний үр дүнд электронуудыг байнга ялгаруулж эхлэв. Эдгээр электронууд нь катодын эргэн тойронд электрон үүл үүсгэсэн. Эрчим хүчний эх үүсвэрийн электродуудтай холбогдох үед тэдгээрийн хооронд цахилгаан орон үүссэн.

Энэ тохиолдолд эх үүсвэрийн эерэг туйл нь анод, сөрөг туйл нь катодтой холбогдсон бол цахилгаан орны хүч чадлын вектор катод руу чиглэнэ. Энэ хүчний нөлөөгөөр зарим электронууд электрон үүлнээс гарч анод руу шилжиж эхэлдэг. Тиймээс тэд чийдэнгийн дотор цахилгаан гүйдэл үүсгэдэг.

Хэрэв чийдэнг өөрөөр холбосон бол эерэг туйл нь катодтой, сөрөг туйл нь анодтой холбогдсон бол цахилгаан орны хүч нь катодоос анод руу чиглэнэ. Энэ цахилгаан орон нь электронуудыг катод руу буцаан түлхэж, дамжуулалт байхгүй болно. Хэлхээ нээлттэй хэвээр байх болно. Энэ өмчийг нэрлэдэг нэг талын дамжуулалт.

вакуум диод

Өмнө нь нэг талын дамжуулалтыг хоёр электродтой электрон төхөөрөмжид өргөн ашигладаг байсан. Ийм төхөөрөмжийг дуудсан вакуум диодууд. Тэд хагас дамжуулагч диодуудын одоо гүйцэтгэж буй үүргийг нэгэн цагт гүйцэтгэж байсан.

Ихэнхдээ цахилгаан гүйдлийг засахад ашигладаг. Одоогийн байдлаар вакуум диодыг хаана ч ашигладаггүй. Үүний оронд бүх дэвшилтэт хүн төрөлхтөн хагас дамжуулагч диод ашигладаг.

Вакуум нь молекулуудын дундаж чөлөөт зам байдаг ховордсон хийн төлөв юмλ нь хий агуулсан d савны хэмжээнээс их байна.

Вакуумын тодорхойлолтоос харахад молекулуудын хооронд бараг ямар ч харилцан үйлчлэл байдаггүй тул молекулуудын иончлол үүсэх боломжгүй тул вакуумд чөлөөт цэнэг тээвэрлэгчийг олж авах боломжгүй тул дотор нь цахилгаан гүйдэл үүсэх боломжгүй юм;
Вакуум орчинд цахилгаан гүйдэл үүсгэхийн тулд та чөлөөт цэнэгтэй бөөмсийн эх үүсвэрийг байрлуулах хэрэгтэй. Гүйдлийн эх үүсвэрт холбогдсон металл электродуудыг вакуумд байрлуулна. Тэдний нэг нь халсан (үүнийг катод гэж нэрлэдэг), үүний үр дүнд иончлолын процесс явагддаг, өөрөөр хэлбэл. бодисоос электронууд ялгарч, эерэг сөрөг ионууд үүсдэг. Цэнэглэсэн бөөмсийн ийм эх үүсвэрийн үйл ажиллагаа нь термионы ялгаралтын үзэгдэл дээр суурилж болно.

Термионы ялгарал нь халсан катодоос электрон ялгаруулах үйл явц юм. Термионы ялгаралтын үзэгдэл нь халсан металл электрод тасралтгүй электрон ялгаруулдаг. Электронууд электродын эргэн тойронд электрон үүл үүсгэдэг. Электрод нь эерэг цэнэгтэй бөгөөд цэнэглэгдсэн үүлний цахилгаан талбайн нөлөөн дор үүлнээс электронууд хэсэгчлэн электрод руу буцаж ирдэг. Тэнцвэрийн төлөвт секундэд электродоос гарч буй электронуудын тоо нь энэ хугацаанд электрод руу буцаж ирсэн электронуудын тоотой тэнцүү байна. Металлын температур өндөр байх тусам электрон үүлний нягт өндөр болно. Металлаас гарахын тулд электрон хийх ёстой ажлыг А ажлын функц гэж нэрлэдэг.

[A out] = 1 эВ

1 эВ нь 1 В потенциалын зөрүүтэй цэгүүдийн хоорондох цахилгаан талбарт шилжих үед электрон олж авах энерги юм.

1 эВ \u003d 1.6 * 10 -19 Ж

Агаарыг нүүлгэн шилжүүлэх саванд гагнасан халуун ба хүйтэн электродуудын температурын зөрүү нь тэдгээрийн хооронд цахилгаан гүйдлийг нэг талт дамжуулахад хүргэдэг.

Электродууд нь одоогийн эх үүсвэрт холбогдсон үед тэдгээрийн хооронд цахилгаан орон үүсдэг. Хэрэв одоогийн эх үүсвэрийн эерэг туйлыг хүйтэн электрод (анод), сөрөг туйлыг халсан (катод) -д холбосон бол цахилгаан орны хүч чадлын вектор нь халсан электрод руу чиглэнэ. Энэ талбайн үйл ажиллагааны дор электронууд электрон үүлийг хэсэгчлэн орхиж, хүйтэн электрод руу шилждэг. Цахилгаан хэлхээг хааж, дотор нь цахилгаан гүйдэл үүсдэг. Эх үүсвэр асаалттай эсрэг туйлтай үед талбайн хүч нь халсан электродоос хүйтэнд чиглэнэ. Цахилгаан орон нь үүлний электронуудыг халсан электрод руу буцаана. Хэлхээ нээлттэй байна.

Нэг чиглэлд цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг төхөөрөмжийг вакуум диод гэж нэрлэдэг. Энэ нь электрон чийдэн (хөлөг онгоц) -аас бүрдэх бөгөөд үүнээс агаарыг соруулж, гүйдлийн эх үүсвэрт холбогдсон электродууд байдаг. Вакуум диодын одоогийн хүчдэлийн шинж чанар. Диодын дамжуулах чадварын горимын I-V шинж чанарын хэсгүүдийн тэмдэг, хаалттай ?? Анод дахь бага хүчдэлийн үед катодоос ялгарах бүх электронууд анод руу хүрдэггүй, цахилгаан гүйдэл бага байдаг. Өндөр хүчдэлийн үед гүйдэл нь ханалтад хүрдэг, өөрөөр хэлбэл. хамгийн их утга. Хувьсах цахилгаан гүйдлийг засахын тулд вакуум диод ашигладаг. Одоогийн байдлаар вакуум диодыг бараг ашигладаггүй.

Хэрэв вакуум хоолойн анод дээр нүх үүссэн бол цахилгаан талбайн хурдасгасан электронуудын нэг хэсэг нь энэ нүх рүү нисч, анодын ард электрон цацраг үүсгэдэг. Электрон туяа ньэлектрон хоолой, хий ялгаруулах төхөөрөмж дэх хурдан нисдэг электронуудын урсгал.

Электрон цацрагийн шинж чанарууд:
- цахилгаан талбарт хазайх;
- Лоренцын хүчний нөлөөн дор соронзон орон дахь хазайлт;
- бодис дээр унах туяаг удаашруулах үед рентген туяа үүсдэг;
- зарим хатуу болон шингэн биетүүдийн гэрэлтэх (гэрэлтэх) үүсгэдэг;
- бодисыг халааж, дээр нь унах.

Катодын туяа хоолой (CRT).
CRT нь термионы ялгаралтын үзэгдэл, электрон цацрагийн шинж чанарыг ашигладаг.

Электрон буунд халсан катодоос ялгарах электронууд нь хяналтын сүлжээний 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 нэмэгдсэн).
Катодын цацрагийн хоолойд цахилгаан ба соронзон оронгоор удирддаг нарийн электрон цацрагууд үүсдэг. Эдгээр цацрагийг телевизийн кинескоп, компьютерийн дэлгэц, хэмжих технологид электрон осциллограф зэрэгт ашигладаг.

Энэ хичээлээр бид янз бүрийн хэвлэл мэдээллийн хэрэгсэл, ялангуяа вакуум дахь гүйдлийн урсгалыг үргэлжлүүлэн судалж байна. Бид чөлөөт цэнэг үүсэх механизмыг авч үзэх болно, бид вакуум дахь гүйдлийн зарчмаар ажилладаг үндсэн техникийн төхөөрөмжүүдийг авч үзэх болно: диод ба катодын туяа хоолой. Бид мөн электрон цацрагийн үндсэн шинж чанарыг зааж өгдөг.

Туршилтын үр дүнг дараах байдлаар тайлбарлав: халалтын үр дүнд метал нь ууршилтын үед усны молекулуудын ялгаралттай адилаар атомын бүтцээс электрон ялгаруулж эхэлдэг. Халаасан металл нь электрон үүлийг хүрээлдэг. Энэ үзэгдлийг термионы ялгаралт гэж нэрлэдэг.

Цагаан будаа. 2. Эдисоны туршилтын схем

Электрон цацрагийн шинж чанар

Маш техникийн ач холбогдолэлектрон цацраг гэж нэрлэгддэг хэрэглээтэй.

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.

Өндөр кинетик энерги байгаагийн үр дүнд тэдгээр нь унах материалд дулааны нөлөө үзүүлдэг. Энэ өмчийг электрон гагнуурт ашигладаг. Цахим гагнуур нь материалын цэвэр байдлыг хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай, жишээлбэл, хагас дамжуулагчийг гагнах үед.

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

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

• Электрон туяа 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 орсон дамжуулагчийг вакуум хоолойн нэг талд, эерэг цэнэгтэй электродыг нөгөө талд байрлуулсан (5-р зургийг үз):

Цагаан будаа. 5

Дамжуулагчаар гүйдэл дамжсаны үр дүнд энэ нь халааж, эерэг электрод 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 дахин нэмэгддэг (Зураг 6).

Цагаан будаа. 6. Шууд бус гэрэлтүүлэгч залгуур ашиглах

Вакуум дахь гүйдлийн дамжуулах чанар 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 диод

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 ашиглан 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 диодыг хувьсах гүйдлийг засахад ашигладаг.

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 диодоос ялгаатай бөгөөд энэ нь сүлжээ гэж нэрлэгддэг гурав дахь электрод 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

Катод-туяа хоолой

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 хоёр хос электродоос 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 дэлгэцэн дээр унах бөгөөд энэ нь цацрагийн траекторын зургийг харах боломжийг бидэнд олгодог.

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

Цагаан будаа. 11. Осциллограф ()

Дараагийн хичээлээр бид шингэн дэх цахилгаан гүйдлийн дамжуулалтыг шинжлэх болно.

Ном зүй

1. Тихомирова С.А., Яворский Б.М. Физик ( суурь түвшин) - М.: Мнемозина, 2012.
2. Генденштейн 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 ().

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 юу вэ? Энэ нь юутай холбоотой вэ?

Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл

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 ялгаралтын үзэгдлийн тусламжтайгаар - халах үед бодисоор электрон ялгарах.

Вакуум диод, триод, катодын туяа хоолой (хуучин зурагт) нь термионы ялгаралтын 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 хий халаахад ашиглагддаг, гэхдээ хэзээ тодорхой нөхцөлхийн молекулууд эсвэл атомууд үүнийг 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 нуманд 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 (та хавтас дээрх зургийг үзнэ үү). 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 цэнэг 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. Маш богино хугацааны агаарын задралын 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 термион ялгаруулалтыг бий болгодог.

Хичээл №40-169 Хий дэх цахилгаан гүйдэл. Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл.

AT хэвийн нөхцөлхий бол диэлектрик юмР), i.e. төвийг сахисан атом ба молекулуудаас бүрдэх ба чөлөөт цахилгаан гүйдэл тээгч агуулаагүй.

Дамжуулагч хийнь ионжуулсан хий бөгөөд энэ нь электрон-ионы дамжуулалттай байдаг.

Хийн ионжуулалт- энэ нь ионжуулагчийн (хэт ягаан туяа, рентген, цацраг идэвхт цацраг; халаалт) нөлөөн дор төвийг сахисан атомууд эсвэл молекулууд эерэг ион ба электрон болж задрах явдал юм.

мөн өндөр хурдтай мөргөлдөх үед атом, молекулуудын задралаар тайлбарлагддаг.

хийн ялгаралт- хийгээр дамжин цахилгаан гүйдэл дамжих. Цахилгаан эсвэл соронзон орны нөлөөлөлд өртөх үед хий ялгаруулах хоолой (чийдэн) дээр хийн ялгаралт ажиглагдаж байна.

Цэнэглэгдсэн бөөмсийг дахин нэгтгэх

Хий нь дамжуулагч байхаа болино, хэрэв ионжуулалт зогсвол энэ нь рекомбинацын улмаас үүсдэг (дахин нэгдэх нь эсрэгээрээ байдаг)

цэнэглэгдсэн бөөмс). Хийн ялгаруулалтын төрлүүд: бие даасан ба бие даасан бус.

Бие даасан бус хий ялгаруулах- энэ нь зөвхөн гадны ионжуулагчийн нөлөөн дор байдаг ялгадас юм

Хоолойн хий нь ионжсон, электродуудаар хангагдсан байдаг

хүчдэл (U) ба цахилгаан гүйдэл хоолойд (I) гарч ирнэ.

U нэмэгдэх тусам одоогийн хүч I нэмэгдэнэ

Энэ хугацаанд секундэд үүссэн бүх цэнэглэгдсэн тоосонцор электродуудад хүрэхэд (тодорхой хүчдэлд (U *) гүйдэл нь ханалтад хүрдэг (I n). Хэрэв ионжуулагч зогсвол цэнэг нь зогсдог (I \u003d 0).

Бие даасан хий ялгаруулах- нөлөөллийн иончлолын үр дүнд үүссэн ион ба электронуудын нөлөөгөөр гадны ионжуулагчийг зогсоосны дараа хий дэх ялгаралт (= цахилгаан цочролын иончлол); электродуудын хоорондох боломжит зөрүү ихсэх үед үүсдэг (электрон нуранги үүсдэг).

Тодорхой хүчдэлийн утгад (U задаргаа), одоогийн хүч дахин

нэмэгддэг. Ионжуулагч нь цэнэгийг хадгалахын тулд шаардлагагүй болсон.

Электрон нөлөөллийн иончлол үүсдэг.

Өөрөө тэжээгддэггүй хийн ялгадас нь U a = U гал асаах үед өөрөө тэжээгддэг хийн ялгадас болж хувирдаг.

Цахилгаан хийн эвдрэл- бие даасан хийн ялгаруулалтыг бие даасан байдалд шилжүүлэх.

Бие даасан хий ялгаруулах төрлүүд:

1. шатах - бага даралттай (хэдэн мм м.у.б хүртэл) - хийн гэрлийн хоолой, хийн лазерт ажиглагддаг. (өдрийн гэрлийн чийдэн)

2. оч - хэвийн даралттай үед (P = П атм) болон цахилгаан талбайн өндөр эрчимтэй E (аянга - хэдэн зуун мянган ампер хүртэлх гүйдлийн хүч).

3. титэм - жигд бус цахилгаан талбарт хэвийн даралттай үед (үзүүр дээр, Гэгээн Элмогийн галууд).

4. нум - ойрхон шилжсэн электродуудын хооронд үүсдэг - өндөр гүйдлийн нягтрал, электродуудын хоорондох бага хүчдэл, (хайж гэрэл, проекцийн хальсны төхөөрөмж, гагнуур, мөнгөн усны чийдэн)

Плазм- энэ нь молекулуудын өндөр хурдтай мөргөлдсөний улмаас иончлолын өндөр зэрэгтэй бодисыг нэгтгэх дөрөв дэх төлөв юм. өндөр температур; байгальд тохиолддог: ионосфер нь сул ионжсон плазм, нар бол бүрэн ионжсон плазм; хиймэл плазм - хий ялгаруулах чийдэнд.

Цусны сийвэн үүсдэг: 1. - бага температурт Т< 10 5 К; 2. — высокотемпературная» Т >10 5 К.

Плазмын үндсэн шинж чанарууд:

- өндөр цахилгаан дамжуулах чадвар;

- гадаад цахилгаан ба соронзон оронтой хүчтэй харилцан үйлчлэл.

T \u003d 20∙ 10 3 ÷ 30∙ 10 3 K үед аливаа бодис нь плазм юм. Орчлон ертөнц дэх бодисын 99% нь плазм юм.

Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл.

Вакуум бол маш ховордсон хий бөгөөд молекулуудын мөргөлдөөн бараг байдаггүй, урт нь

бөөмсийн чөлөөт зам (мөргөлдөөний хоорондох зай) нь хөлөг онгоцны хэмжээнээс их байна

(P "P ~ 10 -13 мм м.у.б. Урлаг.). Вакуум нь электрон дамжуулалтаар тодорхойлогддог

(одоо бол электронуудын хөдөлгөөн), эсэргүүцэл бараг байхгүй ( Р
).

Вакуумд:

- цахилгаан гүйдэл боломжгүй, учир нь. ионжуулсан молекулуудын боломжит тоо нь цахилгаан дамжуулах чанарыг хангаж чадахгүй;

- цэнэглэгдсэн бөөмсийн эх үүсвэрийг ашиглавал вакуумд цахилгаан гүйдэл үүсгэх боломжтой;

- цэнэглэгдсэн бөөмсийн эх үүсвэрийн үйл ажиллагаа нь термионы ялгаралтын үзэгдэл дээр суурилж болно.

Термионы ялгаралт- халсан биеийн гадаргуугаас чөлөөт электронууд зугтах, хатуу эсвэл шингэн биетээр электрон ялгарах үзэгдэл нь халуун металлын харагдахуйц гэрэлтэх температурт халаахад тохиолддог. Халаасан металл электрод тасралтгүй электрон ялгаруулж, эргэн тойронд нь электрон үүл үүсгэдэг.

Тэнцвэрийн төлөвт электродоос гарсан электронуудын тоо нь түүнд буцаж ирсэн электронуудын тоотой тэнцүү байна (учир нь электронууд алдагдсан үед электрод эерэг цэнэгтэй байдаг). Металлын температур өндөр байх тусам электрон үүлний нягт өндөр болно. Вакуум дахь цахилгаан гүйдэл нь электрон хоолойд боломжтой. Вакуум хоолой нь термионы ялгаралтын үзэгдлийг ашигладаг төхөөрөмж юм.

вакуум диод.

Вакуум диод нь хоёр электродтой (А-анод ба К-катод) электрон хоолой юм. Шилэн савны дотор маш бага даралт үүсдэг (10 -6 ÷10 -7 мм м.у.б), утас нь катодын дотор байрлаж халаадаг. Халаасан катодын гадаргуу нь электрон ялгаруулдаг. Хэрэв анод холбогдсон бол

Гүйдлийн эх үүсвэрийн "+", катод нь "-" байвал хэлхээнд тогтмол термион гүйдэл урсдаг. 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.

Вакуум диодын CVC (хүчдэлийн шинж чанар).

Анод дахь бага хүчдэлийн үед катодоос ялгарах бүх электронууд анод руу хүрдэггүй, гүйдэл нь бага байдаг. Өндөр хүчдэлийн үед гүйдэл нь ханалтад хүрдэг, өөрөөр хэлбэл. хамгийн их утга. Вакуум диод нь нэг талын дамжуулагч бөгөөд хувьсах гүйдлийг засахад ашиглагддаг.

электрон цацрагнь вакуум хоолой, хий ялгаруулах төхөөрөмж дэх хурдан нисдэг электронуудын урсгал юм.

Электрон цацрагийн шинж чанарууд:

- цахилгаан талбарт хазайх;

- Лоренцын хүчний нөлөөн дор соронзон орон дахь хазайлт;

- Бодисыг цохих цацраг удаашрах үед рентген туяа үүсдэг;

- зарим хатуу ба шингэн биетүүдийн (фосфор) гэрэлтэх (люминесценц) үүсгэдэг;

- бодисыг халааж, дээр нь унах.

Катодын туяа хоолой (CRT)

— термионик ялгаралтын үзэгдлүүд болон электрон цацрагийн шинж чанаруудыг ашигладаг.

CRT-ийн найрлага: электрон буу, хэвтээ ба босоо хазайх электродын хавтан, дэлгэц.

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 цахилгаан удирдлагатай (зөвхөн цахилгаан талбайн нөлөөгөөр электрон цацрагийн хазайлт)

2. цахилгаан соронзон удирдлагатай (соронзон хазайлтын ороомог нэмсэн).

CRT-ийн үндсэн хэрэглээ:телевизийн төхөөрөмж дэх кинескопууд; компьютерийн дэлгэц; хэмжих технологийн электрон осциллограф.

Шалгалтын асуулт

47. Дараах тохиолдлуудын алинд нь термионы ялгаралтын үзэгдэл ажиглагдах вэ?

A. Гэрлийн нөлөөгөөр атомын иончлол. B. Үүний үр дүнд атомуудын ионжилт мөргөлдөөнөндөр температурт ионууд. B. Телевизийн хоолойд халсан катодын гадаргуугаас электрон ялгарах. D. Электролитийн уусмалаар цахилгаан гүйдэл дамжих үед.