Действие пространственного заряда

Расчеты по формуле Ричардсона показывают, что ток термоэлектронной эмиссии должен в электронных печах достигать нескольких тысяч ампер. Однако измерения показали, что в действительности его величина достигает только десятков или сотен ампер, что объясняется действием пространственного заряда, создающегося в процессе электронной бомбардировки над поверхностью металла. В связи с тем, что энергия электронов тепловой эмиссии, уходящих с поверхности металла, невелика (составляет всего несколько электрон-вольт), ее также можно не учитывать при энергетических расчетах. [c.237]

Известно, что при р<10 силы взаимодействия электронов пучка, т. е. действие пространственного заряда, пренебрежимо малы. При применяемых в электронных печах параметрах (ток пучка — единицы и десятки ампер, ускоряю- [c.238]

Рядом авторов было описано действие пространственного заряда [850, 1610, 1926, 2053]. [c.116]

ДЕЙСТВИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА [c.19]

Действие пространственного заряда [c.19]

Сильное электрическое поле, требующееся для вырывания электронов из тела, может быть получено либо посредством внешнего электрода, находящегося под высоким потенциалом, либо вследствие действия пространственного заряда в газе или у поверхности эмиттирующего тела. Следует иметь в виду, что для появления автоэлектронной эмиссии сильное поле должно [c.112]

Вид вольтамперной характеристики фотоэффекта, то-есть ход кривой, воспроизводящей зависимость фототока с катода от разницы потенциалов между катодом и улавливающим электроны анодом, определяется в случае чистых металлических поверхностей, кроме геометрической конфигурации электродов, распределением скоростей среди эмиттированных фотоэлектронов и контактной разницей потенциалов между электродами. Вследствие малой плотности фототока ограничивающее ток действие пространственных зарядов весьма незначительно и ток достигает насыщения уже при очень малой величине истинной разницы потенциалов между катодом и анодом (сумма наложенной извне и контактной разницы потенциалов). В случае сложных катодов внешнее поле влияет на эмиссию, и вольтамперная характеристика сложнее. Насыщение тока наступает и для чистых металлов лишь при сравнительно большой разности потенциалов между катодом и анодом в тех случаях, когда вследствие формы катода и анода напряжённость поля у поверхности катода настолько различна в различных точках, что при малой разнице потенциалов между анодом и катодом пространственные заряды не рассеиваются в местах наименьшей напряжённости поля у катода и ограничивают здесь плотность тока. [c.132]

Действие пространственного заряда теоретически можно включить в преобразованную форму теоремы Лиувилля для предельного случая, когда несущественны корреляции между частицами (уравнение Больцмана без столкновений), однако уравнения движения обычно решить нельзя. Трудность в том, что силы не являются больше независимыми от движения частиц. Можно ввести различные аппроксимации, чтобы включить действие пространственного заряда, например, усреднение по распределению плотности в фазовом пространстве. Важную роль в определении динамики пучка частиц может играть функция распределения в фазовом пространстве. [c.131]

Действие пространственного заряда становится заметным уже при отрицательны анодных напряжениях начиная с действующего напряжения (7 порядка 1 вольта). Идущий к аноду электронный ток,, называемый в этом случае током пространственного заряда, оказывается меньше, чем он должен был бы быть в соответствии с уравнением начального тока (27). Поэтому, как видно из рие. 14, кривая логарифма эмиссионного тока в этой области отклоняется вниз от прямолинейного участка началь- ного тока. Точная величина предельного напряжения, при кото- [c.56]

При автоэлектронной эмиссии вырывание электронов из катода осуществляется полем. Поэтому напряженность поля в прикатодной области, а значит, и плотность положительного пространственного заряда должны быть еще выше. Соответственно и плотность тока должна быть больше, что возможно лишь при больших плотностях газа и пара. Поэтому образование дуги с холодным катодом связано всегда с испарением материала катода. Образование дуги с автоэлектронной или термоэлектронной эмиссией в каждом отдельном случае зависит от того, какой вид эмиссии при разогреве катода начинается раньше. У тугоплавких металлов испарение материала начинается тогда, когда уже установилась развитая термоэлектронная эмиссия. У материалов с низкой температурой испарения она достигает значительных величин раньше, чем появляется термоэлектронная эмиссия, и поэтому начинает действовать механизм автоэлектронной эмиссии. В анодной области образуется сравнительно мало новых заряженных частиц, и большинство попадающих на анод электронов приходит из области столба дуги. [c.30]

Частицы, взвешенные в газе, проходя через области с сильной ионизацией, собирают на себе заряды того же знака, что и знак заряда проводника. После этого под действием пространственного электрического поля заряженные частицы будут притягиваться к стенкам канала. Поэтому частицы в электрофильтре будут мигрировать через [c.264]

Кроме проникающего электрического поля, внутри ионизационной камеры существует также поле пространственного заряда, образованное заряженными частицами. Этими частицами являются электроны (как из ионизирующего пучка, так и образовавшиеся при ионизации) и положительные ионы. В результате совместного действия всех частиц образуется результирующее поле пространственного заряда, накладывающееся на электростатическое поле, проникающее в ионизационную камеру. [c.86]

Тот факт, что нормальная плотность тока у катода и нормальная ширина темного пространства остаются приблизительно постоянными, не может быть объяснен на основе простых представлений без привлечения самых общих положений, таких, например, как принцип минимума энергии. Можно предполагать, что увеличение эмиттирующей поверхности катода регулируется рассеивающими силами, действующими в радиальном направлении, а именно, электрическими полями, возникающими вследствие наличия пространственных зарядов, а также внутренними силами, природа которых неизвестна. Расстояние от катода до границы отрицательного свечения определяется, по-видимому, с одной стороны, пространством, необходимым для процессов размножения в темной зоне, и, с другой,— возбуждением и ионизацией быстрыми электронами в отрицательном свечении. [c.233]

Был предложен ряд гипотез для объяснения работы катода дугового разряда с металлическими электродами. Исключая обычную термоэлектронную эмиссию, наиболее распространенной точкой зрения является электронная эмиссия под воздействием сильного электрического поля. Предполагается, что такое поле возникает из-за большого пространственного заряда положительных ионов, отстоящего на расстоянии средней длины свободного пробега от катода. Вариантом этой гипотезы является совместное действие электрического поля и температуры. [c.287]

Диссоциация. Здесь наблюдается полная аналогия с прохождением тока через газ. Мы предполагаем, что в кварце также имеется два типа ионов с противоположными знаками и несколько различающейся подвижностью. Тепловая диссоциация и рекомбинация ионов взаимно компенсируют друг друга. Ток действует таким образом, что ионы определенного знака накапливаются вблизи электродов, создавая пространственные заряды. Эти ионы не могут рекомбинировать и консервируются в виде [c.212]

Теория, о которой только что шла речь, основана на предположении, что выход каждого электрона из катода и его передвижение к аноду под действием электрического поля совершенно не зависят от одновременного выхода из катода других электронов. Но между электронами действуют кулоновские силы отталкивания. Поэтому выход каждого электрона мешает выходу и передвижению к аноду следующих за ним электронов. Только при малых плотностях эмиссионного тока допустимо предположение о полной случайности распределения эмиссии отдельных электронов ка по новерхности катода, так и во времени, и имеет место точное воспроизведение в анодном токе флюктуаций эмиссии на катоде. Наличие пространственного заряда уменьшает дробовой эффект. Теория подавления или депрессии дробового эффекта учитывает также то обстоятельство, что в режиме, соответствующем наклонной части вольтамперной характеристики анодного тока при наличии пространственного заряда, вызываемые дробовым эффектов флюктуации анодного напряжения долн иы оказывать на электронный ток уменьшающее дробовой эффект влияние. [c.52]

Действие отрицательного пространственного заряда, образующегося на стенке цилиндрической разрядной трубки, аналогич- [c.158]

Так как катод заряжен отрицательно, а впереди него находится в разряде слой положительного пространственного заряда, то на катод в разрядной тр ке всегда действуют довольно значительные силы. Действие электростатических сил усложняется появлением аэродинамических сил вследствие образования потоков газа. [c.266]

При 1/ = 3000 6= 10 GSE, /- = 2.10-" г =1см, In ( , // д) 4 и заметного влияния пространственного заряда можно ожидать, когда р = 5 GSE или V 10 сл . Поэтому учитывать действие пространственного заряда следует, когда N начинает превышать 10 — 10 см . [c.265]

Во всех расчетах, которые упоминались до сих пор, не учитывались силы, обусловленные самим пучком заряженных частиц. В большинстве случаев это упрощение оправданно. Однако в приборах специального назначения, использующих пучки ионов высокой интенсивности (например в масс-сепараторах), действие пространственного заряда оказывается значительным. Этот эффект наиболее велик на тех участках траектории, где энергия ионов невелика, особенно в начальной области ускоряющего поля в источнике ионов. Здесь объемный заряд ограничивает максимальную плотность пучка, которая может быть получена с данным источником ионов. В обычных масс-спектрографах эти эффекты достаточно малы, тем не менее они могут иметь значение в приборах очень высокого разрешения. Обзор эффектов, вызываемых объемным зарядом, можно найти в работе Арденне [c.90]

Таким образом, диспергирование нагарообразующих компонентов или стабилизация дисперсий может происходить под действием электрических зарядов, пространственных затруднений в адсорбированных пленках и солюбилизации. Оценка относительной роли каждого из этих трех механизмов диспергирования в работающем двигателе чрезвычайно затруднительна очевидно, что эта роль может изменяться в зависимости от режима работы. Изменение размеров частиц, диспергированных в компаундированном масле в работаюи],ем дизельном двигателе, изучали методом электронной микроскопии [216]. Нагар на поршнях не образовывался в тех случаях, когда размер (диаметр) частицы не превышал 300 А. Агломерирование таких частиц в более крупные совпадало с началом нагарообразования на поршне. Это наблюдение приводит к выводу, что в начальный период работы картерного масла стабилизация под действием элек трических зарядов не играет важной роли и основными факторами, обус. ловливающими физическое диспергирование потенциальных нагарообразующих компонентов, являются солюбилизация и образование адсорбированных пленок. [c.29]

Метод осно ван на изменении оптических свойств твердого тела под действием сильного локального электрического поля, в случае границы полупроводник/электролит — поля ъ области пространственного заряда. Измеряется интенсивность света, отраженного от поверхности электрода, как функция различных параметров, характеризующих как падающий свет (длина волны, поляризация), так и состояние поверхности электрода (потенциал). Для повышения чувствительности потенциал электрода модулируется переменным током, и сигнал с фотоумножителя, на который падает свет из ячейки, усиливается узкополосным усилителем на частоте модуляции. На германиевом электроде этот метод был применен для измерения поверхностного потенциала Гобрехтом с сотр. [26, 27] и [c.10]

Рассмотрим сначала качественно воздействие достаточно сильного пространственного заряда, создаваемого облучением газа, на электрическое поле, образованное постоянной разностью потенциалов. Допустим сначала, что равные количества ионов обоего знака равномерно распределены по всему объему. Когда к электродам прикладывается напряжение, положительные и отрицательные ионы перемещаются под действием электрического поля к соответствующим электродам. Так как их подвижности различны, то количество ионов, дсстигающих в единицу времени электродов, а следовательно, и положительные и отрицательные ионные токи будут различны. Следует упомянуть, что это было одним из затруднений, связанных с вопросом, который рассматривался в 2. Там мы предполагали, что ионы обоего знака образуются в равных количествах, но в то же время установили, что количество ионов, попадающих на электроды, различно. Хотя это обстоятельство не окажет большого влияния на численный результат, однако такое предположение, строго говоря, не точно. В действительности происходит следующее при более высоких плотностях тока отрицательные пространственные заряды отталкиваются, а положительные притягиваются соответствующими электродами. Вследствие этого вблизи катода наблюдается избыток положительного заряда, вблизи анода--избыток отрицательного заряда. Однако из-за большей подвижности отрицательные ионы образуют меньшее [c.20]

Действительно, на основании ряда зондовых измерений можно было предположить, что перед катодом накапливается положительнр,1Й пространственный заряд настолько значительный, что потенциал пространства в этой области оказывается много выше напряжения разряда и во всяком случае выше, чем самый низкий потенциал возбуждения. Вопрос о том, как возникает этот пространственный заряд и каким образом электроны приобретают энергии, достаточные для преодоления тормозящего действия отрицательного поля между пространственным зарядом и анодом, до сих гюр остается открытым. Ток на анод в этом случае может протекать через эту область только прн условни, если диффузионная скорость дрейфа будет превышать скорость дрейфа в отрицательном поле последнее возможно лишь прн значгггельных градиентах концентрации и высоких температурах электронов. Экспериментальные факты, выдвигаемые в подтверждение такой схе п,1, неубедительны. Например, предпола1ается, что существует ограниченная область высокого положительного потенциала, в которой наблюдается интенсивное свечение ( огненный шар ) и которая не пропускает электронов, так что ток, текущий на анод, должен был бы огибать область этого свечения. Другое объяснение предполагает ускорение электронов столк-новения. ш второго рода (глава 3, 3). [c.296]

В электрометрических лампах факторы, вызывающие сеточный ток, сведены к минимуму сетка очень хорошо изолирована от остальных электродов анодное напряжение ровно 6—8 в, т. е. ниже потенциала ионизации воздуха. Кроме того, в лампу введена еще одна сетка, располагающаяся между катодом и управляющей сеткой, на которую подается положительное напряжение относительно катода. Эта сетка помогает электронам преодолевать отталкивающее действие поля пространственного заряда, а также уменьшает поток положительных ионов. Лампа помещается в светонепроницаемый кожух для уменьшения фотоэмиссии. В современнь х электрометрических лампах сеточный ток может быть уменьшен до 10 а, а входное сопротивление увеличено до 1016 [c.77]

В слаботочных дугах отсутствует сколь-либо значительное гидроди-наМ Ичеокое течение, и ионы движутся от анода к катоду под действием электрического поля. Для поддержания этого постоянного потока ионов, необходимого с точки зрения электрической нейтральности столба дуги, если исключить эмиссию ионов с анода, связанную с его абляцией, должно происходить образование ионов в тонком слое, прилегающем к аноду. В соответствии с данными Хокера и Беза [Л. 8] образование ионов в этом слое может происходить либо за счет ионизации полем, либо за счет термической ионизации. В первом случае падение потенциала в этом слое должно быть равно по крайней мере первому потенциалу возбуждения (полагая ступенчатую ионизацию) газа, образующего атмосферу дуги во втором случае падение напряжения в слое меньше, чем первый потенциал возбуждения. В обоих случаях для получения ионов необходима затрата определенной энергии электрического поля. Эта энергия поля передается электронам, в результате чего они приобретают способность производить ионы путем столкновения. Однако, так как соотношение между числом электронов и числом ионов, проходящих через произвольное сечение столба дуги, пропорционально отношению скорости дрейфа, то только незначительная доля электронов (менее 1%) участвует в процессе ионизации. Большая часть электронов проходит через прианодный слой, не отдавая тяжелым частицам вновь полученную энергию. Таким образом, в слаботочных дугах практически энергия поля прианодного слоя передается аноду путем соударения электронов. Согласно Хокеру и Безу [Л. 8] толщина прианодного слоя, образованного отрицательным пространственным зарядом, имеет порядок величины одного свободного пробега электронов (от одного до нескольких микрон). Это значение толщины хорошо согласуется с величиной, измеренной Блоком и Финкельнбургом [Л. 9] с помощью зонда согласно их измерениям толщина слоя равна 2 мк. Непосредственно я 115 [c.115]

Ещё один побочный эффект, приводящий к аномально большим колебаниям анодного тока и накладывающийся на дробово эффект и на эффект мерцания, представляет собой действие случайно появ.т1яющихся около катода полон ительных нонов, обязанных своим происхождением ионизации остаточного газа, выделяющегося при работе лампы из стенок и электродов или из раскалённого катода. Каждый положительный ион, действуя своим полем на электроны, успевает извлечь большое их число из области пространственного заряда. Таким образом, каждое появление положительного иона приводит к кратковременному увеличению силы анодного тока. [c.53]

Расчёты полей, созданных пространственными зарядами. Вольтамперная характеристика диода. Поле, действующее на каждый электрон в высоком вакууме или в газе, складывается из внешнего наложенного на электроды поля и из поля, созданного совокупностью всех остальных заряженных частиц, движущихся в приборе. Заряды этих частиц составляют пространственный заряд. Плотностью пространственного заряда р называют алгебраическую сумму зарядов всех частиц в единице объёма. Поэтому в случае высокого ваку5 ма р = —еп, где е—абсолютная величина элементарного электрического заряда, п—концентрация электронов в данном элементе объёма. Как известно из электростатики, потенциал в каждой точке электрического поля связан с плотностью пространственного заряда законом Пуассона [c.134]

Б. Т р и о д. В трёхэлектродной электронной лампе—триоде— напряжённость электрического поля около катода и тесно связанная с этой напряжённостью сила эмиссионного тока с катода зависят не только от разности нотенпиалов анод—катод 11 , но и от разности потенциалов сетка—катод Так как сетка находится на более близком расстоянии от катода, чем анод, и, кроме того, в значительной степени экранирует пространство около катода от поля, создаваемого анодом, то С/с оказывает на ненасыщенный эмиссионный ток с катода гораздо большее влияние, чем напряжение на аноде 17 - Чтобы иметь возможность применить к анодному току 1ц триода закон трёх вторых, в теории триода вводят условное понятие действующего напряжения. Под действующим напряженпем 7д понимают ту разность потенциалов между сеткой и катодом, прп которой сила эмиссионного тока с катода, ограниченная пространственным зарядом, имела бы при отсутствии анода ту же самую величину, которую она имеет при напряжении на сетке 7с и напряжении на аноде 17а- Опыт показывает, что действующее напряжение 11ц может быть выражено соотношением [c.148]

Действие описываемого кристаллического усилителя основано на том, что при наличии на близком расстоянии от эмиттора коллектора К с наложенным на него отрицательным потенциалом дырки запирающего слоя эмиттора Э, вместо того чтобы направляться через толщу кристаллика германия к основе О, идут к коллектору К и увеличивают ток, проходящий через его контакг. Это имеет место потому, что на поверхности кристаллика германия, представляющего в своей толще полупроводник типа п, прп соответствующей обработке образуется тонкий слой примесного полупроводника типа с дырочной проводимостью. В то же время запирающий слой коллектора К имеет малое сопротивление для тока дырок из германия в металлическое остриё. Кроме непосредственного увеличения тока дырок, появление избыточных дырок около коллектора увеличивает здесь плотность положительного пространственного заряда, а следовательно, и напряжение на запирающем слое коллектора. Это способствует увеличению тока в цепи коллектора и может служить объяснением того, что изменение тока в цепи эмиттора нередко провыпшет изменение тока в цепи коллектора . [c.226]

II катодом. Пусть с катода под действием остаточной ионизации вылетает группа 1 электронов. Пока плотность тока настолько мала, что можно пренебречь пространственными зарядами, можно счи тать поле между катодом и анодом равномерным и пpимeнит .. эакон нарастания электронной лавины в виде /г=/г е . Это даёт [c.247]

В числе электронов, выходящих за какой-либо малы11 промо жуток времени из поверхности катода, будут нроисходить флюктуации. Временные случайные увеличения будут проиг ходить также под действием случайных внешних ионизующих фа .-торов. При таком случайном увеличении произойдёт и увели чение плотности разрядного тока. При увеличении плотности ток увеличится одновременно и плотность пространственного заряда, а следовательно, и искажение поля. Условный анод окажется перемещённым в точку А2, величина Ь станет меньше, напряжённость ноля у катода—больше. [c.248]

В области тлеющего свечония могут встречаться отрицательные градиенты поля, т. е. потенциал, вместо того чтобы повышаться по направлению к аноду, на некотором протяжении убывает. Это объясняется тем, что в направлении от головки тлеющего свечения в сторону анода электроны двигаются как под действием поля, так и вследствие диффузии и образуют скопление отрицательного пространственного заряда. [c.266]

Если коронирует только один из электродов, во внешней области разряда налицо заряженные частицы одного только знака, а именно знака коропирующего электрода ток в этом случае является униполярным. Коронный разряд не нуждается для своего поддержания в действии какого-либо внешнего ионизатора и является разрядом самостоятельным. От остальных видов самостоятельного разряда коронный разряд, однако, существенно отличается тем, что сила тока в нём обусловлена не сопротивлением внешней цепи, а ограниченной проводимостью внешней области разряда. Здесь налицо униполярный пространственный заряд, препятствующий прохождению заряженных частиц. На внешнюю область ложится значительная доля падения потенциала в разрядном промежутке. [c.371]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология