1.3.Электрический ток в газах.

В отличие от растворов электролита, газ при нормальных условиях состоит из нейтральных молекул (или атомов) и поэтому является диэлектриком. Проводником электрического тока газ становится только в том случае, когда хотя бы часть его молекул ионизируется (превращается в ионы) под влиянием ионизатора. Наряду с ионизацией в газе идет процесс рекомбинации ионов. При наличии внешнего электрического поля в ионизированном газе возникает ток, обусловленный движением разноименных ионов во взаимно противоположных направлениях и движением электронов. Благодаря малой вязкости газа, подвижность газовых ионов в тысячи раз больше, чем ионов электролитов. При прекращении действия ионизатора, концентрация иона в газе быстро падает до 0 (в связи с рекомбинацией) и ток прекращается.

Ток, для существования которого необходим внешний ионизатор, называется несамостоятельным газовым разрядом. При достаточно сильном электрическом поле в газе начинаются процессы самоионизации, благодаря которым ток может существовать и при отсутствии внешнего ионизатора. Такого рода ток называется самостоятельным газовым разрядом.

Вольт-амперная характеристика газового разряда.

На участке кривой Оа сила тока возрастает пропорционально напряженности поля (по закону Ома). Возрастание тока прекращается когда все созданные внешним ионизатором заряженные частицы достигают электродов (участок вс). Сила тока насыщения зависит от мощности ионизатора. При достаточно большой напряженности начинается самоионизация газа, а при дальнейшем увеличении Е возникает самостоятельный газовый разряд (справа от точки d).

Существует четыре вида самостоятельного газового разряда – тлеющий, коронный, искровой и дуговой.

1.4. Термоэлектронная эмиссия. Электровакуумные приборы.

Термоэлектронная эмиссия – это явление покидания электролитами поверхности металлов под действием температуры. Это явление лежит в основе работы электровакуумных приборов.

Диод состоит их двух электродов – анода и катода, помещенных в вакуум. При нагревании катода, вокруг него создается электронное облако и наступает динамическое равновесие.

Если между анодом и катодом действует электрическое поле [на аноде (+), на катоде (-)], то электроны устремятся к аноду. По мере увеличения приложенного напряжения будет увеличиваться и ток до тех пор, пока все вылетевшие с катода электроны не попадут на анод. Этот ток называется током насыщения при данной температуре катода.

Вольт-амперная характеристика электровакуумного диода.

При увеличении температуры катода увеличивается ток насыщения, а при уменьшении уменьшается. Если изменить направление электрического поля, то ток проходить через диод не будет. Это свойство односторонней проводимости диода применяется для выпрямления переменного электрического тока.

Полупроводниковый триод.

Лампа триод содержит три электрода – анод, катод и сетку. Анодным током триода можно управлять напряжением на сетке, причем небольшим изменениям этого напряжения будут соответствовать значительны изменения анодного тока.

Это объясняется тем, что сетка расположена вблизи от катода, поэтому влияние сеточного напряжения на анодный ток преобладает над влиянием анодного напряжения. Если на сетке положительное напряжение, то ее поле ускоряет электроны и анодный ток увеличивается, а при некотором значении –U_сэлектроны не могут преодолеть этот барьер и анодный ток вообще прекращается (лампа «замирается»).

Триод имеет семейства анодных и сеточных характеристик:

Анодные характеристики при

Сеточные характеристики при.

По этим характеристикам определяются внутреннее сопротивление лампы триода R_iи крутизна анодно-сеточной зависимости (S).

;; [Ом]

;;. Произведение этих параметров определяет статический коэффициент усиления лампы

.

Основное применение триода и многоэлектродных электронных ламп – усиление и генерирование электрических колебаний, а также в приемных и передающих устройствах телевидения и других устройствах визуализации быстропротекающих процессов.