Газдардағы электр тогы. Вакуумдегі электр тогы. Электронды-сәулелік түтікше. Физика, 10 сынып, дидактикалық материал.

Газдағы электр тогы. Газдың электр өткізгіштігі, сыртқы әсерге, газ күйіне тәуелді. Көбіне газ ретінде ауаны қарастырамыз, Қалыпты жағдайда, ауа диэлетрикке жатады. Ауа ток өткізу үшін, сырттан әсер ету қажет. Сыртқы әсерден, ауа молекулалары ионға және электронға бөлінеді.

(Сурет 17. –те сыртқы ионизатор әсерінен бейтарап газ молекуласы , оң ионға және электронға бөліну процесі көрсетілген.)

Оң ион мен электрон қосылып , қайтадан бейтарап молекула түзу процесін рекомбинация деп аталады.

Газдағы электр тогы -газ разряды болу үшін , сырттан энергия келу қажет. Келген энергияның түріне және разрядтың өтуіне қарай, газ разрядының аталуы да әр түрлі болады.

Разряд ионизатордың көмегімен өтетін болса –тәуелді, сыртқы әсердің көмегінсіз өтетін болса –тәуелсіз деп аталады. Еркін зарядтар пайда болатын процестің жеке бір жағдайын түсіндірейік. Ауа молекулалары, ионизатордың әсерінен кинетикалық энергиясын арттырады. Ретсіз қозғалған молекулалар , бір-бірімен соқтығысу кезінде, молекуланың кинетикалық энергиясы, ионизация жұмысынан (молекуланың иондалу жұмысынан) үлкен болса, молекула иондалады.

немесе кейде жоғарғы электр өрісінің әсеріненде, молекула иондалуы мүмкін.

Газ разрядының табиғаты.

Газ разрядын зерттеу үшін, төменгі қысымдағы ауасы бар түтікшені алып, тізбектегі ток күшінің, электродтар арасындағы потенциалдар айырымына тәуелділігін анықтау керек.сурет 18.

Ионизатордың әсерінен түтікше ішінде, еркін зарядтар (оң ион және электрон) пайда болып, тізбекте ток пайда болады.

Графиктен, тізбектегі ток күші АВ аралығында өскенін, ВС аралығында тұрақты, СД аралығында қайтадан өскенін көруге болады. АВ аралығында токтың өсуін, электродтарға жетуші зарядтардың өсуімен түсіндіруге болады.

ВС аралығын қанығу тоғы деп аталады, АС аралығы тәуелді разряд, себебі бұл аралықта разряд ионизатордың көмегімен болады. СД аралығында тәуелсіз разряд болады.

Тәуелсіз разрядтарының түрлері.

Ионизатордың көмегінсіз болатын газ разрядтары негізгі ерекшеліктерін қарастырайық.

а) солғын разряд –шыны түтікше төменгі қысымдағы газбен толтырылады. Электр өрісінің әсерінен үлкен кинетикалық энергия алған электрон, бейтарап атоммен соқтығысып, атомды қоздырады..Қозған атом қалыпты жағдайға өткен кезде, артық энергиясы жарыққа түрленіп, анод пен катодтың арасында жарық бағаны пайда болады..

в) Ұшқын разряд- қалыпты атмосфералық қысымда үлкен потенциалға дейін зарядталған денелердің арасында пайда болады. Ұшқын разрядқа мысал найзағай болып есептелінеді. Потенциалы 1000000В –қа дейін жететін бұлттардың арасында зарядталған бөлшектердің ағыны пайда болады. Қазірше ұшқын разрядты пайлалу мүмкіндігі болмай тұр.

с)Доға разряды-қалыпты атмосфералық қысымда, төменгі кернеулі ток көзіне жалғанған екі өткізгіш арасында пайда болады. Кедергісі үлкен өткізгіш жоғары температураға дейін қызып, үлкен жылу бөлінеді. Доға разрядына мысал, электр пісіргіш (сварка).

д) тәж разряды-қалыпты атмосфералық қысымда ұшы сүйір денелер зарядталғанғанда , оны қоршаған ауа молекулалары жоғары кернеуліктің әсерінен бір-бірімен соқтығыса бастайды. Нәтижеде ауа молекулалары қозып, қосымша энергия, жарыққа түрленеді..

Вакуумдағы электр тогы. Вакуумды төменгі қысымдағы сиретілген газ деп атаса да болады.Өйткені толық бос кеңістікті алу мүмкін емес.Кейде вакуум деп-молекула немесе атомның еркін жолы ыдыс өлшеміне тең кеңістікті атайды. Вакуумда орналасқан екі электрод арасында ток болу үшін, электродтың біреуін қыздырып (катод), термоэлектрондық эмиссия құбылысын пайдаланып еркін электр зарядын алу қажет. Демек вакуумда электр тогын түзуші- электрон болып есептелінеді.сурет 20.

Электрондық лампа –диод. Шыныдан немесе металлдан жасалған баллон ішіне екі электрод енгізіледі.сурет 20 және сурет 21

Лампа: А-анодтан, К-катодтан және Қ-қыздырғыштан тұрады.

Қыздырғыш, төменгі кернеулі айнымалы ток көзіне қосылады. Қыздырғыштан бөлінген жылу мөлшері, катодты қыздырады, нәтижеде катод бетінен электрондар бөлініп шығады.Катод пен анод арасындағы потенциалдар айырымы әсерінен электрондар анод бағытына үлкен үдеумен қозғалады. Лампа екі электродтан тұратындықтан- диод деп атайды.Диод токты біржақты өткізеді. Диодтың вольт амперлік графигінен , диод біржақты өткізетінін көруге болады. Егер диод электродтарын керісінше қосатын болсақ (катодты ток көзінің оң полюсіне, анодты теріс полюсіне) тізбекте ток болмайды. сурет 21

графиктен анодтық ток температураға тәуелді екенін білеміз.Температура жоғары болған сайын анодтық ток күші жоғары болады.

Электрондық лампа диод- айнымалы токты түзету үшін пайдаланады. Электрондық лампа жоғарғы кернеулі үлкен қуатты радиотехникалық құрылғыларда пайдаланады.

Қәзіргі кезде электрондық лампаның орнына жартылай өткізгіштерді қолдануда.