Страница:Радиофронт 1935 г. №04.djvu/33

Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


ПРОСТРАНСТВЕННЫЙ ЗАРЯД И КАТОДНОЕ ПАДЕНИЕ

Поскольку ионизация происходит во всем пространстве между электродами, положительные ионы имеются в любой точке этого пространства. Но так как все они направляются к катоду, именно там концентрация их оказывается иаивысшей. Положительные ионы образуют вблизи катода «пространственный заряд». Термин «простран-

Рис. 7. Устройство газотрона

ственный» показывает, что заряд распределяется по некоторому об'ему, в отличие от распределения электрических зарядов по поверхности, с которым приходится иметь дело в электростатике.

Существование пространственного заряда вблизи катода сильно сказывается на распределении потенциала вдоль разряда. При отсутствии тока через трубку, т. е. при отсутствии положительных ионов и создаваемого ими пространственного заряда, ход изменения потенциала при движении от катода к аноду может-быть изображен наклонной прямой (рис. 4 кривая а). Потенциал возрастает пропорционально расстоянию от катода. Наличие пространственного заряда приводит к распределению потенциала, показанному на рис. 4 (кривая е). Потенциал круто возрастает вблизи катода и дальше изменяется очень мало. Резкое изменение потенциала вблизи катода называется «катодным падением» (потенциала).

С точки зрения практического использования разрядов существование катодного падения является невыгодным, так как требует применения высоких напряжений для получения достаточной величины анодного тока.

Из этого следует, что при практическом использовании разрядов надлежит стремиться к уничтожению катодного падения или во всяком случае к возможно большему его уменьшению. Попробуем выяснить, какую роль играет в разряде катодное падение и может лн разряд происходить без него. Мы говорили уже, что первичные электроны разряда добываются из катода благодаря ударам положительных ионов. Для того чтобы ионы были в состоянии выбивать электроны, необходимо, чтобы они имели именно при ударе о катод достаточную скорость. Эту скорость они приобретают за счет большой разности потенциалов, приходящейся на последний свободный пробег перед катодом благодаря наличию катодного падения.

Таким образом благодаря катодному падению ионы, подлетающие к катоду, получают большую скорость, необходимую им для выбивания электронов с катода.

Из соотношения между работой выхода и величиной катодного падения оказывается, что для некоторых металлов (с малой работой вылета) эта скорость может быть уменьшена. Однако еще лучше будет, если сделать катод испускающим электроны независимо от ионной бомбардировки.

РАЗЛИЧНЫЕ ТИПЫ ГАЗОВЫХ РАЗРЯДОВ

Тип газового разряда, о котором мы говорили, характерный тем, что в ием электроны из катода добываются путем иоииой бомбардировки, носит название «самостоятельного разряда». Этот термин указывает иа то, что разряд сам поддерживает свое существование и ие нуждается ни в каких посторонних источниках электронов. Существует несколько видов самостоятельного разряда. О некоторых из них мы скажем ниже.

Противоположностью «самостоятельному» является «несамостоятельный» разряд. Как легко догадаться, этот тип разряда характерен тем, что он ие может существовать без постороннего источника электронов. Как только этот источник перестает функционировать, разряд прекращается. Технические применения несамостоятельного разряда крайне ограничены. Он может служить как «усилитель» первичного электронного тока и в качестве такового используется в газонаполненных фотоэлементах.

Всем, имевшим дело с фотоэлементами (газонаполненными), известно, что если напряжение между электродами окажется больше некоторой величины («потенциал зажигания»), ток через фотоэлемент вдруг возрастает во много раз и газ в фотоэлементе начинает светиться. Если после такого «зажигания» фотоэлемента перестать его освещать, то ток ие прекращается. Следовательно, разряд в фотоэлементе перешел из несамостоятельной формы в самостоятельную — он уже может существовать без наличия посторонних первичных электронов.

Я

Рис. 8. Характеристика кенотрона

Условия перехода несамостоятельного разряда в самостоятельгый можно сформулировать следующим образом: до тех пор, пока один первичный электрон на своем путы к аноду производит столько положительных ионов (считая конечно и «вторичные», «третичные» и т. д.), что их недостаточно для выбивания одного электрона из катода, — разряд является несамостоятельным; как только число этих ионов становится достаточным для выбивания из катода одного электрона —* разряд переходит в самостоятельную форму. Эта несколько длинная и напоминающая заклинание формулировка очень наглядно поясняет различие между обеими формами разряда. К ней необходимо одно раз’яснение. Можно подумать, что для выбивания из катода одного электрона необходимо попадание