Учебник - Электричество - Калашников С.Г. (1238776), страница 81
Текст из файла (страница 81)
Благодаря магнитному полю траектория электронов искривляется, как показано на рисунке, и электроны попадут на первый змиттер. Здесь возникнет вторичная эмиссия, и с эмиттера выйдет электронный поток, более сильный, чем поток с катода. Этот усиленный поток отклонится магнитным полем ко второму эмиттеру и т.д. В результате электронный поток, приходящий на собирающий электрод, будет гораздо сильнее, нежели первичный поток, вышедший с катода, т.е. Мы получим усиление тока с помощью вторичной эмиссии.
Наряду с электронными умножителями с магнитным управлением применяют умножители с электрическим управлением, не требующие постоянных магнитов. Схема устройства и включения такого умножителя показана на рис. 235. Его действие понятно из рисунка. 381 1 164 многосвточные лАмпы В настоящее время электронные умножители применяются главным образом для усиления слабых фотоэлектрических токов. Они находят успешное применение в астро- Эмиттерм физике для регистрации 1 1 слабого свечения звезд, а также в других областях науки и техники.
! Электронными умно- жителями токи могут усиливаться в миллио- Катод ны раз. Однако, как и в ламповых усилителях, усиление нельзя сделать произвольно большим. Рис. 285. Электронный умножитель с элекОно ограничивается те- трическим управлением ми токами, которые самопроизвольно возникают внутри умножителя, даже без воздействия света на фотокатод (темновые токи умножителя). Вторичная электронная эмиссия происходит не только при бомбардировке мишени электронами, но и при бомбардировке ее тяжелыми частицами — положительными и отрицательнымн ионами. Вторичная электронная эмиссия, вызываемая положительными ионами, играет важную роль в некоторых формах газового разряда (см.
гл. ХУ1). 8 164. Многосеточные лампы Наряду с трехэлектргщными электронными лампами (триодами) в современной радиотехнике широко применяются электроннь|е лампы, имеющие несколько сеток. Рассмотрим кратко, в чем заключается смысл применения дополнительных сеток. В 6 161 мы видели, что усиление напряжения, даваемое триодом, тем больше, чем меньше проницаемость сетки Г1, те. чем меньше влияние потенциала анода по сравнению с потенциалом сетки. Чтобы уменьшить влияние потенциала анода на ток лампы, между управляющей сеткой и анодом помещают вторую сетку, на которую накладывают положительный относительно катода потенциал, несколько меньший потенциала анода Такая лампа с четырьмя электродами, или тетрод, схематически изображена на рис.
286. Роль дополнительной сетки тетроРис. 286, Тетрод да заключается в том,. что она перехватывает часть линий напряженности поля, которые раньше достигали анода, т.е частично экранирует анод, отсюда эта сетка и получила название экранной сетки Экранная сетка вызывает то же 382 электгические тОки В ВАкууме ГЛ ХУ действие, что и уменьшение проницаемости управляющей сетки, и поэтому коэффициент усиления у тетрода при прочих равных условиях гораздо больше, чем у триода. Однако тотроды обладают тем недостатком, что в них может легко возникнуть вторичная электронная эмиссия с анода, вызванная бомбардировкой термоэлектронами В случае триода в обычном усилительном режиме сетка находится под небольшим (а часто и под отрицательным) потенциалом,поэтому электрическое поле возле анода направлено так, что возвращает вторичные электроны обратно в анод,и вторичная эмиссия непроисходит. Она, впрочем, может возникнуть и в триоде, если на сетке имеется положительный потенциал, более высокий, нежели на аноде.
В тетроде же возле анода имеется экранная сетка, все время заряженная положительно, и поэтому, если потенциал анода сделается ниже потенциала экранной сетки (что может легко произойти при наличии колебаний направления на аноде), в тетроде возникает вторичная эмиссия. В результате этого уменьшается анодный ток лампы и на вольт-амперной анодной характеристике тетрода появляются провалы, ухудшающие свойства тетрода (динатронный эффект) Для устранения динатронного эффекта в электронные лампы вводят еще одну сетку и располагают ее между экранной сеткой и анодом.
Эту сетку, называемую защитной Р с 287 Пентод (или пРотиводинатРонной), соединают с. ка- тодом (рис. 287), так что между защитной сеткой и анодом образуется электрическое поле, тормозящее вторичные электроны и устраняющие вторичную эмиссию с анода Подобные лампы с пятью электродамп, или пентоды, имеют высокий коэффициент усиления, «гладкую» анодную характеристику и ряд других достоинств и поэтому широко применяются в современных радиотехнических схемах.
й 165. Автоэлектронная эмиссия Эмиссия электронов из металлов происходит также под действием очень сильного электрического поля. Для наблюдения этого явления может служить хорошо откачанная трубка, содержащая два металлических электрода — катод и анод (рис. 288). В качестве катода применяют электрод с очень маленькой поверхностью (острие), а анод, напротив, делают большим.
В этом случае линии напряженности электрического поля сильно сгущаются возле катода, и напряженность поля у поверхности катода., даже при умеренных напряжениях, становится очень болыпой. Поясним это на примере. Пусть анод имеет форму сферы с радиусом Ь, а катод представляет собой маленький шарик с радиусом а, помещенный в центре сферы. Тогда значение потенциала на расстоянии г от центра катода (вне катода) выражается формулой (24.2), а напряженность поля в этой точке равна и'(7 П 1 ,~„ы 4(о 7УЬ,.г 383 б 166 ИОНИЗАЦИЯ ГАЗОВ Полагая г = а и учитывая, что 6 Ъ а, находим напряженность поля у самой поверхности катода: Е, ГУ/а. Если, например, радиус катода а = 10 ~ мм = 10 ~ м, то уже при напряжении Г/ = 1000 В у катода будет громадная напряженность поля: 10 В/м.
Если постепенно повышать напряжение между катодом и анодом, то при напряженности поля у катода 101 — 106 В/м в трубке возникает слабый ток, который обусловлен электронами, испускаемыми катодом; сила этого тока быстро увеличивается с увеличением напряжения. Ток возникает даже р при холодном катоде, НОэтомУ Описанное ЯВле- ри, 28 С„,, н,б,„,ни, „„, „.,„,„ ние получило название холодной эмиссии (его называют также аегпоэлектронной эмиссией). При дальнейшем повышении напряжения катод начинает сильно нагреваться и испаряться и в трубке возникает газовый разряд. Возникновение автоэлектронной эмиссии объясняется тем, что сильное электрическое поле у катода изменяет потенциальный барьер на поверхности металла.
Это изменение сводится, во-первых, к понижению высоты барьера (уменьшению работы выхода) и, во-вторых, к уменьшению толщины барьера. Оба эти обстоятельства приводят к увеличению вероятности прохождения электронов через поверхностный потенциальный барьер. Если деформация потенциального барьера достаточно велика, то уже при низкой температуре заметная доля электронов проводимости оказывается в состоянии выйти из металла, и тогда возникает автоэлектронная эмиссия.
ГЛАВА ХЪ| РАЗРЯДЫ В ГАЗАХ 8 166. Ионизация газов Газы в естественном состоянии не проводят электричества. Если поместить в сухом атмосферном воздухе хорошо изолированное заряженное тело, например заряженный электрометр с РАЗРЯДЫ В ГЛЗАХ гл хю хорошей изоляцией, то заряд электрометра долгое время практически остается неизменным. Однако, подвергая газ различным внешним воздействиям, можно вызвать в нем электропроводность.
Так, например, помещая вблизи заряженного электрометра пламя горелки, можно видеть, что заряд электрометра быстро уменьшается. В данном случае мы сообщили газу электропроводность, создавая в нем высокую температуру. Если бы вместо пламени горелки мы поместили вблизи электрометра подходящий источник света, например ртутную дуговую лампу (см. ниже), дающую много ультрафиолетовых лучей, то мы также наблюдали бы утечку зарядов с электрометра. Такое же действие на гэз оказывают рентгеновские лучи и излучение радиоактивных препаратов. Это показывает, что в газах под влиянием высокой температуры и различных излучений появляются заряженные частицы. Онн возникают потому, что от атомов газа отшепляется один или несколько электронов, в результате чего вместо нейтрального атома возникают положительный ион и электроны.
Часть образовавшихся электронов может быть при этом захвачена другими нейтральными атомами, и тогда появятся еще отрицательные ионы. Отрыв электрона от атома (ионизация атома) требует затраты определенной энергии — энергии ионнзации.
Она зависит от строения атома и поэтому различна для разных веществ. После прекращения действия ионизатора число ионов в газе с течением времени уменьшается и в конце концов ионы исчезают вовсе. Исчезновение ионов объясняется тем, что ионы и электроны участвуют в тепловом движении и поэтому соударяются друг с другом. При столкновении положительного иона и электрона они могут воссоединяться в нейтральный атом. Точно так же при столкновении положительного и отрицательного ионов, отрицательный нон может отдать свой избыточный электрон положительному иону и оба иона превратятся в нейтральные атомы. Этот процесс взаимной нейтрализации ионов называется рекомбинацией ионов. При рекомбинации положительного иона и электрона или двух ионов освобождается определенная энергия, равная энергии, затраченной на ионизацию.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
