ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вольтамперная характеристика при прохождении электрического тока через высокий вакуум из "Электрические явления в газах и вакууме" При решении задачи о прохождении электрического тока через высокий вакуум нас может интересовать, с одной стороны, распределение поля, с другой, — зависимость силы электронного тока на данный электрод от наложенного на этот электрод потенциала. Ленгмюр [1014, 1015] дал решение этой задачи для вакуумной электронной лампы с плоскими, цилиндрическими и шаровыми электродами, а затем применил решения к явлениям в электрическом разряде в газе. [c.286] Проведём ось X перпендикулярно к поверхности катода, представляющего собой безграничную плоскость. Пусть анод — такая же плоскость, параллельная плоскости катода и находящаяся от неё на расстоянии л . Предположим, что между катодом и анодом имеется настолько высокий вакуум, что можно пренебречь действием оставшихся молекул газа на движение электронов и образованием положительных ионов. Катод находится при потенциале, равном нулю, анод — при потенциале Упростим задачу, принимая следующие допущения. [c.286] При стационарном режиме плотность отрицательного заряда в каждой точке поля должна быть постоянной, а электронный ток I должен быть постоянным во времени и одинаковым на всех расстояниях х от катода. Поэтому величину I мы должны принимать в уравнении (292) за постоянную величину. [c.287] Равенсуво (297) представляет собой формулу характеристики электронной лампы при плоских электродах и часто называется законом трёх вторых . [c.288] Здесь I обозначает электронный ток с единицы длины катода такой же ток проходит через боковую поверхность любого концентрического с катодом цилиндра высотой в 1 см (поверхность численно равна 2 тгг ток через единицу поверхности во всех случаях рУ). [c.289] Чтобы найти распределение потенциала между цилиндрическими электродами, вызванное пространственными зарядами электронов, надо найти интеграл уравнения (300). [c.289] Здесь обозначает некоторую функцию от отношения г/го, где Го — радиус катода, которую требуется подобрать так, чтобы (302) представляло собой интеграл уравнения (300) и в то же время удовлетворяло всем начальным условиям. Таблица, составленная в 1913 г. Ленгмюром и Адамсом для функции р, оказалась ошибочной. Точное решение задачи было впервые дано в 1923 г. профессором Московского университета С. А. Богуславским [1018] и независимо от него Ленгмю1)0м и Блоджетт. [c.289] Ра в (309) соответствует Г — Га- Во всех трёх разобранных случаях (электроды плоские, цилиндрические и сферические) зависимость тока от напряжения следует закону трёх вторых . [c.291] В случае электронной лампы с катодом в виде нити, нагреваемой током накала, насыщение наступает не одновременно для различных точек нити вследствие падения потенциала вдоль нити, и переход от следующей закону /г средней части характеристики к прямой насыщения имеет вид постепенного загиба кривой. [c.292] Из условий симметрии заключаем в случае плоских параллельных электродов поверхность минимального потенциала также представляет собой параллельную катоду плоскость в случав коаксиальных круглых цилиндров — круглую цилиндрическую поверхность с той же осью, что и у катода. [c.293] В том случае, когда цепь анода не замкнута и на анод не наложено извне никакого потенциала, движение электронов сводится к их беспорядочному тепловому движению. Электроны оседают на аноде и заряжают его отрицательно по отношению к катоду. Поверхность минимального потенциала совпадает с поверхностью анода. Если включить анод в цепь и постепенно повышать его потенциал, то поверхность минимального потенциала отделяется от анода и начинает приближаться к катоду [1020]. При достижении тока насыщения и при дальнейшем повышении потенциала анода поверхность минимального потенциала совпадает с поверхностью катода. [c.293] Решение задачи о распределении потенциала при наличии пространственного заряда электронов, эмиттируемых катодом, с учётом их начальных скоростей представляет большие трудности. Ленгмюр де1ально проработал этот вопрос и дал полное решение задачи для случая плоских электродов [1017, 10211. При пользовании решением, данным Ленгмюром, приходится задаваться определённой силой тока и затем, пользуясь рядами или составленными Ленгмюром таблицами, находить для каждой силы тока соответствующее распределение потенциала. [c.293] То обстоятельство, что указанные две неточности взаимно компенсируют друг друга, приводит к тому, что в случае электронной лампы с цилиндрическим расположением электродов можно пользоваться более простой формулой (301) со степенью точности, вполне достаточной для всех практических применений. [c.297] Вернуться к основной статье