Пісіру доғасының құрылымы.

Пісіру доғасының құрылымы.

Әртүрлі заттар электр тоғын өзгеше өткізеді. Әртүрлі заттың электр өткізгіштігі сол заттағы еркін электр зарядтарының санына байланысты. Бұдан да басқа, өткізгіштік сол еркін бөлшектердің жылжу жылдамдығымен анықталады. Яғни, материалда неғұрлым еркін заряд алып жүрушілері көп болған сайын, олардың қозғалысы көбірек, солғұрлым бұл материалдардың өткізгіштігі көп, соғұрлым оның кедергісі төмендеу болады. Газдар әдеттегі жағдайда электр тоғын өткізбейді. Бұл, газдардың әдеттегі жағдайда бейтарап молекулалар мен атомдардан тұратындығымен, яғни олар заряд алып - жүрушілер болып табылмайтындығымен түсіндіріледі. Егер газдың құрамында электрондар, оң және теріс зарядты иондар пайда болса, онда олар электр тоғын өткізе бастайды. Мұндай көрініс кейбір жағдайларда іске асады. Газдарда электрондар мен иондар қалыптасу процесі иондану, ал зарядталған бөлшектер бар газдар иондалған газдар деп аталады. Электрондарды атом ядросының байланысынан босату үшін (осының салдарынан оң зарядты иондар қалыптасады), оған біршама көлемде энергия енгізу қажет. Нәтижесінде электрон энергетикалық деңгейі жоғарырақ жаңа орбитаға ауысады, ал молекула немесе атом орнықсыз жағдайда болады. Ионды қалыптастыру үшін атқарылатын жұмыс иондану жұмысы (немесе иондану потенциалы) деп аталады, ол электрон-вольтпен (ЭВ) өлшенеді. Электронның атомнан ажырауына қажетті жылдамдық беруге арналған энергия қоздыру потенциалы деп аталады, ол да электрон-вольтпен өлшенеді. Әртүрлі химиялық элементтерді қоздыратын потенциал мен ионданудың шамасы (3-9 дан 25,5 ЭВ –қа дейін) әртүрлі болады. Ең төменгі иондану потенциалы бар металдар – сілте –жер металдарды. Бұл элементтер доғаның тұрақты жануына әсер етеді, сондықтан бұларды электрод қаптамасы құрамына енгізеді. Газдардағы оң және теріс иондар, сондай-ақ еркін электрондар кейбір жағдайларға байланысты пайда болады:

- оларға электр өрісінің әсер етуінен;

- жылу әсерінен;

- газдардан рентген, ультракүлгін және космостық сәулелер өткенінде.

Пісіру доғалары бірқатар белгілерімен жіктеледі. Газдардың иондану түрлеріне байланысты бірнеше түрлерге бөледі: бөлшектердің соқтығысуымен, фотоиондану (фотондармен иондану), термиялық, электр өрісімен. Пісіру доғасындағы доға аралығы үш аумаққа бөлінеді (10-сурет): катод, анод және доға бағанасы аумақтары. Доға жану процесінде электрод және негізгі металда барлық тоқты өткізетін көбірек қызған учаскелер – белсенді дақтар пайда болады. Бұл белсенді дақтар тиісінше анод және катод дақтары деп аталады. Электрод арасындағы кеңістікте ионданған кезде қалыптасқан электрондардан басқа катод дағынан қосымша электрондар шығады. Электрод бетінен шыққан электрондарды бірінші электрондар деп атайды. Бұл электрондардың шығуы әртүрлі факторларға байланысты: термоэлектрондық эмиссия, автоэлектрондық эмиссия, катод бетіндегі иондану.

1 - катод аумағы; 2 - доға бағанасы; 3- анод аумағы

10 - сурет. Пісіру доғасы құрылымының сұлбасы

Электрод бетін жоғары температураға дейін қыздыру нәтижесінде электрондар олардың атомдарынан бөлінуіне жеткілікті жылдамдыққа жеткен кезде, электрондардың термоэлектрондық эмиссиясы басталады. Катод бетінен ажыраған электрондар анодқа қарай жылжиды. Электродты қыздыру температурасы көп болған сайын ажырайтын электрондардың саны көп болады.

Электрондардың автоэлектрондық эмиссиясы электр өрісі кернеуінің жоғары болуынан өтеді. Электродтар арасындағы потенциалдардың айырмашылығы көп болған сайын, катодтан ажырайтын бірінші электрондар саны көп болады. Электрондар саны көп болады. Катодтағы иондану процесі электрондардың оң иондармен соқтығысу нәтижесінде өтеді. Оң иондар доға бағанасындағы иондану нәтижесінде қалыптасқан, катодқа тартылады. Сондай-ақ, иондану процесі сәуле шығару (фотоиондану) нәтижесінде де өтеді. Доға бағанасында екінші деп ататын электрондар (екінші деп бейтарап атомдардың орбитасынан шыққан электродтар арасындағы кеңістікте болатын электрондарды айтады), сондай-ақ оң иондардың қалыптасу процесі өтеді.

Сонымен доға бағанасында электрондар анодқа, оң иондар катодқа қарай жылжиды. Мұнда иондар мен электрондар бейтарап атомдар қалыптастырып қайта бірігуі мүмкін. Бұл процесс рекомбинация деп аталады. Рекомбинация нәтижесінде доғадағы зарядталған бөлшектердің қалыптасуы мен жойылуы теңеседі және қыздырылған газдың иондану дәрежесі тұрақты болып қалады.

Анод аумағы анод дағы мен электрод жаны аумағынан тұрады. Анод дағын электрондар атқылайды, соның нәтижесінде иондар қалыптасады. Қатты атқылағаннан анод аумағының пішіні әруақытта ойшық ыдысты еске түсіреді (немесе жазылған сфераны) және ол пісіру кратері деп аталады.