|
Однако под влиянием усиливающегося электрического поля между положительно заряжающимся электродом и образующимся отрицательным облаком, электроны всё в большей мере возвращаются из облака обратно на электрод. Чтобы сделать «испарение» электронов постоянным, электрод следует подогревать, и подать на него отрицательный заряд, превышающий «самообразующийся» положительный. Такой электрод называют подогреваемым катодом. В простейшем случае им может быть нить или спираль из тугоплавкого металла (например, вольфрама), накаляемая электрическим током. Однако при высокой температуре катод, поглощая кислoрoд из вoздуха, окисляется и быстро приходит в негодность. Поэтому электроды и помещают в вакуум. При этом на поверхность катода наносят слой окислов бария, стронция и кальция, обладающий способностью излучать электроны при не очень высокой температуре нагрева. Второй электрод не подогревается и называется анодом.
|
Описанное нами устройство (см. рисунок и обозначение) носит название вакуумного диода. Он представляет собой сосуд, в котором создан вакуум, в котором находятся два электрода – подогреваемый катод и анод. Катод может быть прямого накала, тогда он представляет собой нить, разогреваемую током от источника невысокого напряжения. Катод также может быть косвенного накала, как на рисунке. Такой катод представляет собой цилиндр, внутри которого размещается спираль (нить накала). Катод расположен внутри цилиндрического анода, показанного «в разрезе».
Даже при нулевом напряжении анода относительно катода, диод может попускать через себя «прямой» ток из катода в анод, поскольку вылетевшие из горячего катода электроны долетают до анода и оседают на нём. При этом «обратный» ток невозможен по причине отсутствия обратного потока электронов. Если же на на анод подано «запирающее» отрицательное напряжение порядка 1 В и более (или, что то же самое, на катод подано положительное напряжение порядка 1 В и более), то в диоде возникает электрическое поле, препятствующее движению электронов. В этом случае диод перестаёт пропускать через себя ток. Поэтому диоды применяются для превращения переменного тока в пульсирующий постоянный.
|
Например, для электросварки, электротранспорта, компьютеров, теле-, видео-, фототехники, средств связи и т.д. и т.п. требуется постоянный ток. Его получают путём «выпрямления» переменного тока. Это может производиться разными способами, в том числе и с помощью вакуумного диода, основываясь на его способности проводить ток только в одном направлении. Если мы включим диод в сеть переменного тока, то он будет проходить через цепь только в те моменты времени, когда на горячем электроде будет «–», а на холодном «+». При обратной полярности ток через диод проходить не будет, потому что испускаемые электроны будут отталкиваться обратно к «породившему» их электроду.
В настоящее время вакуумные диоды в технике почти полностью вытеснены полупроводниковыми диодами и многими другими приборами, позволяющими «выпрямлять» переменный ток.
(C) 2013. Нутерман Борис Михайлович (Томская область, г. Томск)
| |