Термоэлектронная эмиссия. Вакуумные
приборы.
• Явление
термоэлектронной эмиссии открыто в 1883 г. знаменитым
американским изобретателем Эдисоном.
• Это явление наблюдалось им в вакуумной лампе
с двумя электродами - анодом, имеющим положительный потенциал, и
катодом с отрицательным потенциалом.
• Катодом лампы
может служить нить из
тугоплавкого металла (вольфрам, молибден
тантал и др.), нагреваемая электрическим
током.
• Такая лампа
называется вакуумным диодом.
Диод состоит
из стеклянного или металлического
корпуса из которого
откачан воздух. В баллон впаяны
два электрода - катод
и анод. В диоде с катодом
косвенного накала
имеется миниатюрная "печка",
которая служит для
разогрева катода Обычно катод устроен
в виде цилиндра внутри которого расположен
подогреватель, анод же представляет собой цилиндр, который расположен вокруг
катода. Если подать в анод лампы положительный потенциал относительно катод
то электрическое поле между анодом и катодом будет способствовать движению
электронов от катода к аноду.
Если катод
холодный, то ток в цепи катод - анод
практически отсутствует.
При повышении
температуры катода в цепи
катод - анод
появляется электрический ток, который тем
больше, чем выше температура катода.
При постоянной
температуре катода ток в цепи
катод -анод
возрастает с повышением разности
потенциалов U между
катодом и анодом и выходит
к некоторому стационарному
значению,
называемому током насыщения
/н.
При этом все
термоэлектроны, испускаемые катодом,
достигают анода. Величина тока анода не пропорциональна U, и поэтому
для вакуумного диода закон Ома не выполняется.
Явление
испускания электронов нагретыми телами (эмиттерами) в вакуум называется
термоэлектронной эмиссией.
Термоэлектронная
эмиссия - электроны приобретают кинетическую энергию при нагревании металла.
Нагретый металл до 1000 - 1500°С будет окружён 'облаком" электронов. Значительное
число электронов будет иметь кинетическую энергию, превышающую работу выхода, и
эти электроны могут вылетать из металла.
Вакуумные диоды
применяются для выпрямления переменного электрического тока
Природа
тока в жидкостях. Закон электролиза. Электролиты.
Проводниками электрического
тока являются не только металлы и полупроводники. Электрический ток проводят
растворы многих веществ в воде. Как показывает опыт, чистая вода не проводит электрический
ток, то есть в ней нет свободных носителей электрических зарядов. Не проводят электрический
ток и кристаллы поваренной соли, хлорида натрия. Однако раствор хлорида натрия
является хорошим проводником электрического тока. Растворы солей, кислот и
оснований, способные проводить электрический ток, называются электролитами
Прохождение
электрического тока через электролит обязательно сопровождается выделением
вещества в твёрдом или газообразном состоянии
на поверхности электродов. Выделение вещества на электродах показывает,
что в электролитах электрические заряды переносят заряженные атомы
вещества - ионы. Этот процесс называется электролизом.
Закон электролиза
Майкл Фарадей на
основе экспериментов с различными электролитами установил, что при электролизе
масса m
выделившегося на электроде вещества пропорциональна прошедшему через электролит
заряду ∆q или силе
тока I и времени ∆t прохождения
тока:
m=k∆q= kI∆t.
Это уравнение
называется законом электролиза. Коэффициент k, зависящий
от выделившегося вещества, называется электрохимическим эквивалентом вещества.
Проводимость
электролитов
Проводимость
жидких электролитов объясняется тем, что при растворении
в воде нейтральные молекулы солей, кислот и оснований распадаются на
отрицательные и положительные ионы. В электрическом поле ионы приходят в
движение и создают электрический ток.
Агрегатное
состояние электролитов
Существуют не
только жидкие, но и твёрдые электролиты. Примером твёрдого
электролита может служить стекло. В составе стекла имеются положительные и
отрицательные ионы. В твёрдом состоянии стекло не проводит электрический ток,
так как ионы не могут двигаться в твёрдом теле.
При нагревании стекла, ионы получают возможность перемещаться под действием
электрического поля, и стекло становится проводником.
Применение
электролиза
Явление
электролиза применяется на практике для получения многих
металлов из раствора солей. С помощью электролиза для защиты от
окисления или для украшения производится покрытие различных
предметов и деталей машин тонкими слоями таких металлов, как хром,
никель, серебро, золото.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.