1611143553-a5dfe0cd78607269d954ff04820322e4 (825013), страница 55
Текст из файла (страница 55)
сечение внутря конденсатора проходит некоторая доля хак положительных, так и отрицательных ионов. (=звЯ, где е — заряд электрона, а Я вЂ” площадь пластин. Для Сбз плоского конденсатора ЯИ= — . Спедователэно, е, ' 0 = — Й щ 15,75 1О-гз В. ее 543. Электроны, созданные внешним ионизатором, будут исчезать в результате рекомбинации. В единице объема эа единицу вре- 326' мени РекомбнннРУет ионов Лне = Улзэ. КРоме того, если междУ элект. родами ток 1, то из единицы объема газа э единицу времени на электродах нейтрализуется число ионов, равное оле =!/431. Следовательно, чтобы число ионов в объеме не изменялось, внешний ионизатор должен создавать в единицу времени в каждой единице объема число ионов, равное /гн,= Тле+1/ 31. ! 544.
Условие 1/431(< угь) означает, что числом ионов, исчезающих вследствие наличия тока, можно пренебречь по сравнению с числом ионов, исчезающих в результате рекомбинации. Условие равновесия (см. задачу 543) запишется в виде Лпз = / ул3. Из этого условия вытекает равенство л = )/йлз/у, которое означает, что число ионов пз в единице объема газа постоянно. В единицу времени к катоду подойдет леиеЯ положительных ионов. Одновременно с катода отойдет л,и 3 отрицательных ионов.
Следовательно, общее число положительных ионов, выделившихся на катоде в единицу времени, равно ле(иэ+и )8, и столько же отрицательных ионов выделится в единицу времени на аноде. Таким образом„плотность тока равна /=(и++и )л д, и так как и+ —— Ь+Е, и =Ь Е, то /=ле(Ье+Ь )4Е. Это равенство выражает закон Ома /=аЕ, посколькУ а=л,(Ье+Ь )4=сопзй 545. Условие ул3((//431 означает, что плотность тока 1=1/3 настолько велика, что вся убыль ионов фактически определяется их нейтрализацией на элеитродах, а убылью в результате рекомбинации можно пренебречь. Условие равновесии принимает вид(см.
задачу 543) Ллэ=//431=//41. Отсюда /=/в=йлз41, и 1, не зависит от напряженности поля Е, а следовательно, н от разности потенциалов между электродамн. Эта плотность тока является максимально возможной при данных условиях (при данных цл„д и 1) и называется плотностью тока насыщения. /„тем больше, чем больше 1.
Этот вывод справедлив при условии, что ионизация производится во всем объеме между электродами и, следовательно, на участке тем большем, чем больше 1. 545. График распределения напряжения (/ приведен иа рис. 459. Электроны пробегают темное катодное пространство значительно Рис. 459.
быстрее, чем положительные ионы. Вследствие этого в любой момент времени положительных ионов в темном катодном пространстве гораздо больше, чем электронов. Наибольшая концентрация ноло- 321 11 Б. в. Бухозцеэ н хр. жительных попов приходится на начало тлеющего свечения. Наименьшая их концентрация имеет место около катода, где скорость их движения наибольшаю Около самого катода имеется слой отрицательного пространственного заряда, образуемый электронами, начинающими свое движение с катода с очень малыми скоростями. 647.
1) Если в трубке, в которой происходит тлеющий разряд, постепенно передвнгать анод в направлении катода, то катодные части разряда остаются почти неизменными по своей длине и расположению. При передвижении анода лишь уменьшается длина положительного столба, пока этот столб не исчезнет совершенно. Затем при дальнейшем приближения анода к катоду укорачивается темное фарадеево пространство, а потом тлеющее свечение, причем положение резкой границы этого свечения со стороны катода остается неизменным.
Наконец, когда расстояние от этой границы до анода становится очень малым, тлеющий разряд прекращается. 2) Если анод остается неподвижным, а передвигается катод по направлению к аноду, то все катодные части разряда, включая границу положительного столба, передвигаются вместе с катодом, оставаясь неизменными по своим размерам и взаимному расположению. Положительный столб -н фарадеево темное пространство, а затем тлеющее свечение постепенно исчезают.
Когда головка тлеющего свечения доходит до анода, разряд прекращается. 648. Прн охлаждении отрицательного угля дуга погаснет, так квк горение дуги обеспечивается сильной термоэлектронной эмиссией с катода, которая прекращается при охлаждении. Охлаждение положвтельного угля не будет влиять на работу дуги. 649. Заряд, накопленный лейденской банкой за 30 секунд работы злехтростатнческой машины, равен д =П. Следовательно, напряжение зажиганиа искРового РазРЯда Равно Уз =4!С=)УС =3 !О' В.
Ток в разряде 1р-— 4)т= )Г(т=ЗООА. Тахой большой ток обусловливает сильное нагревание воздуха, в результате которого возникает звуковая волна (треск). 660. Обозначим заряд, сообщаемый лейденской банке электростатической машиной в единицу времени, через Ц. Искра между шариками проскакивает тогда, когда напряжение между шариками разрядника достигает величины напряжения зажигания искрового разряда Уз. Величина Уз зависит от расстояния между шариками, от их радиусов н от свойств воздуха. Когда параллельно разряднику подключена одна лейденская банка, то Уз = !гтз(С.
При двух параллельно соединенных банках Уз= ЯтУ2С. При двух последовательно соединенных банках Уз=2Ятз1С. Следовательно, т, =2тю 651. Один электрон-вольт равен 1,6.10-'з Дж. 662. Не совпадает. Касательные к траектории дают направление скорости частицы, а касательные к силовой линии дают направление силы, действующей на частицу, и, следовательно, направление ускорения. Только в поле, силовые линни которого †прам, траектория частицы совпадает с силовой линией, если начальная скорость этой частицы направлена по силовой линии.
553. Полная энергия электрона равна сумме кинетической и потенциальной энергий. При приближении к кольцу потенциальная внергия элеитрона в поле кольца уменьшается, и за счет этого рас. тет кинетическая энергия. Пройдя сквозь кольцо, электрон удаляется ог него. При этом потенциальная внергия электрона увеличивается, а скорость постепенно уменьшается до нуля. 322 554. Анода достигают электроны с энергиями от 80 алектроивольт до 74 электрон-вольт, так как вдоль нити накала существует падение напряжения в 6 В. Энергия электронов у анода определяется только пройденной разностью потенциалов и не зависит от потенциала сетки. Потенциал сетки изменяет распределенне скоростей электронов в промежуточных точках пути и влияет на число электронов, достигающих анода. 656.
На основании закона Ома ~»4 7»Р»+ +У, (рис. 450). Сила тока 7»=АУ»+Виза. Отсюда ~»».-н ) — г ~»»,» е»» а»В»», * Р, 2ВР»з = 5 мА. ВтоРой коРень квадРатного УРавнениЯ не и(геет Рнс 450 3, изического смысла, так как соответствует » ( О. 556. СиЪтема уравнений, определяющих токи 1! и 1з, имеет вид 1=1,+Гы !!=А,У,+В,и,*, 1 =А,У -(-В»из, У, ~,' — 1Р. Отсюда — (А, + А,) Р— ! + )г (А,Р+ А»Р+ 1)з+ 4~ (В, + В») Р 2(в,+в,) Р Отрицательное значение У, отбрасываем, как не соответствующее смыслу задачи. Искомые токи равны гд —— (В,~»+(А»В» — Азвг) РУ» — Вди») 22,2 мА, 1 ' =(В, + В») Р 1,= (В,е+(А,в,— А,в,) Ри,-в,и,)-37,8 л.
1 (В +В,) Р 567. При потенциале сетки 4!'»»» — 6 В ток, протекающий через лампу, 1»=и»/Р, а при потенциале сетки ~,= — 3 В 1,=УУР. Следовательно, увеличение потенциала сетки на ьог — бо»=3 В вызывает увеличение анодного тока лампы на /~ — 7, = (и, — и~)Я = 3,5 мА. Так как сеточная характеристика лампы в рассматриваемой области предполагается линейной, то увеличение потенциала сетки относительно катода еще иа 3 В (от — 3 В до нуля при замкнутых накоотко сетке и катоде) вызовет увеличение аиодного тока еще на ,5 мА. Тогда падение напряжения на сопротивлении Р увеличится еще нв и! — У, 35 В, т. е. достигнет У»=У,+(и! — Уз)=130 В, а разность потенциалов между анодом и катодом лампы будет равна ,у — и,- 120 в. 568. Первый диод начинает проводить ток только при У, > О, при у)~»ы второй — прн р ) ~»з и третий — при р ) !~з. !!» 323 Поэтому график зависимости полного тока от напряжения представляет собой ломаную линию (рис.
46!): 1=О при У~~22, 1=у(У вЂ” ~22) прн ф22~У~~'„ ( ау1)+й(1 — 82) при ф2 ~Уч=,б22, 1=12(У вЂ” ~2)+д(У вЂ” 82)+й(У вЂ” ~2) прн ~2~ У. Подобные схемы иногда используются в радиоустройствах для получения заданной функциональной зависимости тока от напряжения. аз 22 г у 1 дг Рис. 461. ,559. На рис.
462 А и  — управляющие пластины, МД1 — экран, ОС вЂ” траектория электрона: Начало системы координат находится в точке О. Прн движении между пластинами в направлении оси у электрон перемещается равноускоренно с ускорением а=е(1/пЫ, где У вЂ разность потенциалов между А и .т' В. Расстояние 1 вдоль осн х он проходит за время 1, = 1(о„; о„ вЂ горизонтальн составляющая скорости электрона, определяемая из условия яго212= =е(12. За время 1, электрон 0 отклоняется в направлении оси у на величину пг', еИ У2 = — = —. 2 2бп2ох Рис.
462 Движение электрона вие пластин происходит с постоянной скоростью н длится в течение времени 1,=61о„. Скорость вдоль у равна он ††. Отклонение в области вне пластин еЫ(, у,=о„1,= —. 2(ого 2 324 Полное отклонение е(// / 1 Т е(///. (///. У=Ус+Уз= з [ +/ )— ) б „„2(/и/' Чувствительность д = У/и =//./2(/зФ. й 22. Магнитное поле тока.
Действие магнитного поля на ток и движущиеся заряды 666. В системе СИ имеем [Н[ = 1//„[/[ = 1, [г[ = /., [Д = 1//., где l н /.— символы размерностей тока и длины. Отсюда следует: в случае (1) Н=С,//г; в случае (2) Н=С,/, где Ст н С, †некотор константы. Теоретический расчет дает следующие точные формулы: в случае (1) Н=//2нг; в случае (2) Н=[/2. 661. Ток, протекающий по трубе, можно рассматривать кан сумму множества одинаковых прямолинейных токов, равномерно рас- Щ пределенных по поверхности трубы. Напряженность магнитного поля в любой точке пространства можно представить как сумму напряженностей полей, создаваемых этими /б токами.
На рис. 463 изображено попе- / речное сечение трубы, вдоль которой проходит ток. Сравним напряженности магнитных полей Н, и Н„ создаваемых в точке А линейными токами 1, и /з, проходящими через малые дуги 5, и 5,. Длины дуг равны 5,=сгйг/соз фг В,/2 н 5з=сс/1з/сов 6„где //, и Язв расстояния до точки А. Но, как видно из чертежа, фг=фз.
Следо- Рис. 463. вательно, 5з/5з = Я,Яз. Ток по трубераспределен равномерно, поэтому /г//з=5г/5з откуда/г/гсг = = /з(//(з. Напряженности магнитных полей, создаваемых в точке А токами 1, и 1„пропорциональны этим токам и обратно пропорпиональны соответствующим расстояниям. Следовательно, Н,/ й/,/Нгс а/,/Кз=Н„ причем Н, и Н, направлены в противоположные стороны. Так как для каждого элемента поперечного сечения трубы можно подобрать соответствующий элемент, полностью компенсирующий магнитное поле первого элемента в точке А, то результирующее магнитное поле 326 тока, протекающего по трубе, в любой точке внутри трубы будет иметь наприженность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
