Термоэлектронная и автоэлектронная (холодная) эмиссия

Таким образом, механизм дуги можно представить себе следующим. Из катода в результате высокой степени его разогрева (термоэлектронная эмиссия) или наличия около его поверхности больших напряженностей электрического поля (10 —10 в см — автоэлектронная эмиссия) вырывается поток электронов. Первый случай имеет место для материалов катода с высокой температурой плавления и испарения металла (уголь, графит, вольфрам, молибден), благодаря чему температура на их поверхности может достигать в катодных пятнах значений 2 500—3 000° С и выше, когда начинается заметная термоэлектронная эмиссия. Второй случай соответствует материалам с низкой температурой кипения и испарения (ртуть, титан, медь). В области катодного падения поток электронов разгоняется настолько, что за ее пределами происходит интенсивная ионизация частиц газа в дуговом промежутке, причем здесь, по-видимому, весьма существенна роль ступенчатой ионизации. Образовавшиеся положительные ионы под действием поля направляются к катоду и разогревают его вторичные и первичные электроны направляются через столб дуги в направлении анода. На их пути происходят новые соударения (главным образом термическая ионизация) и образование новых заряженных частиц, что компенсирует их исчезновение в более холодных частях столба путем рекомбинации и диффузии. При попадании на анод отрицательные частицы нейтрализуются, выбивая из него некоторое количество положительных ионов, устремляющихся через столб дуги к катоду. Плазма столба в целом нейтральна, т. е. концентрация положительных и отрицательных частиц одинакова, но из-за того, что подвижность электронов по [c.29]

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]

Чаще всего имеют дело с дугами с раскаленным катодом, температура которого составляет несколько тысяч градусов. Наиболее нагретой частью катода является катодное пятно. Усиленное испускание электронов (термоэлектронов) катодом есть одно из условий существования электрической дуги. Однако существуют дуги с холодными электродами (например, ртутная дуга). Дуговой разряд в этом случае поддерживается автоэлектронной эмиссией катода, обусловленной туннельным прохождением электронов сквозь потенциальный барьер, образованный двойным электрическим слоем на поверхности катода. [c.353]

При фотоэлектрических измерениях существенную роль играет темновой ток приемника, вернее, отношение величины измеряемого сигнала к величине темнового тока (отношение сигнал/шум). Темновой ток зависит от термоэлектронной эмиссии фотокатода и эмиттеров (полезно поэтому приемник охлаждать до низких температур) и от их автоэлектронной (холодной) эмиссии. Эмиссия от фотокатода и первых эмиттеров усиливается последующими эмиттерами ФЭУ и составляет значительную долю темнового тока. Для ФЭУ темновой ток существенно зависит от утечек тока по баллону, от приложенной разности потенциалов и растет пропорционально росту чувствительности. Так, ФЭУ-19 с увиолевым окном и сурьмяно-цезиевым катодом при рабочем напряжении 1500 в имеет интегральную чувствительность 100 а лм. и темновой ток 3-10 а при чувствительности катода 25-10 а лм и дает таким образом усиление в 4-10 раз. Пусть измеряется спек трг.льная линия со световым потоком Т Ю - лм (мощность 10 вт) ФЭУ-19 даст ток 7-1С а при темновом токе, в два раза меньшем Ясно, что такие измерения не будут достаточно уверенными, необхо димо выбирать экземпляры ФЭУ с меньшим темновым током (вапри мер, фотоумножители Р-3 или Р-5) либо применять средства компен сации темнового тока. [c.98]

Было предпринято специальное исследование с целью получить оба типа дуги — с горячим и холодным катодом — при одном и том же материале последнего путём охлаждения катода изнутри проточной водой. Результаты этих исследований показали, что на вольфраме получаются оба типа дуги [1701—1702]. В случае дуги с холодным катодом катодное падение потенциала при прочих равных условиях меньше, чем в случае термоэлектронной дуги. Мысль о возможности объяснения дуги с холодным катодом автоэлектронной эмиссией впервые высказана Ленгмюром [1703] и затем подтверждена расчётами Комптона и ван-Вурриса [1704], смотрите также [1699]. Ширина того пространства, на котором сосредоточивается катодное падение потенциала в дуге, немногим отличается от длины свободного пути электрона. Катодное падение около 10 в даёт в этом случае градиент потенциала у катода, достаточный для автоэлектронной эмиссии. [c.515]

Переходные формы разряда имеют место не только при б-разованни термоэлектронной, но и дуги с холодным катодом. В последнем случае автоэлектронная эмиссия и сопровождающее её уменьщение катодного падения начинаются с момента образования достаточно плотного слоя паров около поверхности более или менее легко испаряющегося катода. На переменном токе путём осциллографирования тока и напряжения наблюдался переход из тлеющего разряда в дуговой в течение каждого периода переменного тока [1701]. О переходе тлеющего разряда в дуговой смотрите также [1736—1738]. [c.517]