Оптика и электроника: публикации за квартал

Конструкции и типы диодов

Основными деталями каждого диода являются: баллон, из которого удален воздух; накаленный катод, излучающий электроны; анод, являющийся приемником этих электронов. В зависимости от назначения и требований, предъявляемых к лампе, могут меняться конструкции и размеры каждой отдельной детали.

Основным требованием, предъявляемым к диоду независимо от схемы, в которой он работает, является получение возможно более крутой характеристики, так как при этом его внутреннее сопротивление оказывается наименьшим и становится наименьшей теряемая в нем мощность. Из формулы крутизны: видно, что для получения большой крутизны необходимо увеличивать действующую поверхность анода и уменьшать, расстояние от катода до анода и величину. Обычно для увеличения крутизны уменьшают отношение, увеличивая Гу и уменьшая ха.

При этом большие преимущества представляют подогревные катоды, которые уже в силу своей конструкции имеют больший радиус rf, что дает возможность легче выбрать подходящие размеры анода для рассеяния выделяющейся на нем мощности. Плоская конструкция электродов имеет некоторые преимущества перед цилиндрической, так как, применяя ряд параллельно включенных нитей или используя одну длинную, зигзагообразной формы нить, можно сильно увеличить действующую (поверхность анода).

При этом расстояние между анодом и катодом можно принять достаточно малым, не уменьшая поверхности анода. Однако, здесь имеется свой недостаток, таи; как при малом расстоянии ха велико выделение тепла в участках анода, близких к катоду, что может вызвать перегрузку этих участков анода сверх допустимой. Кроме того, чрезмерное уменьшение расстояния опасно виду возможности пробоя между, электродами при высоких напряжениях.

В лампах малой и средней мощности анод рассеивает сравнительно небольшую мощность, поэтому можно допустить охлаждение анода исключительно за счет излучения, проходящего через стенки баллона. Аноды в лампах малой мощности (до 20 W, выделяемых на аноде) делаются основном из блестящего или черненого никеля; в лампах средней мощности (от 20 до 3 000 W) из молибденовой жести или из тантала.

Чтобы при тех же размерах анода повысить рассеиваемую мощность, аноды часто делают ребристыми, устраивая "посредством изгибания анода или приварки к его поверхности -металлические охлаждающие ребра, как, например, в диоде 5ВХ1 (5Ц4С). В мощных лампах, где рассеиваемая анодом мощность слишком велика (больше 5 kW), охлаждение анода только за счет излучения оказывается недостаточным. Чтобы уменьшить нагревание анода, применяется внешнее принудительное охлаждение. В таких лампах анод выполняется часто в виде полого цилиндра из красной меди, обладающей большой теплопроводностью.
Читать статью

Трудности количественной интерпретации

Согласно теории Штерна, зависимость потенциала от концентрации должна характеризоваться максимумом, положение и величина которого позволяли бы определить величины адсорбционных потенциалов. Экспериментальные кривые зависимости £, приведенные в большом количестве в работе, действительно имеют максимум, однако, как отмечается в указанной работе, имеется неопределенность в локализации с и определить адсорбционные потенциалы подобным образом не удалось.

Отождествляя и потенциалы и располагая экспериментальной зависимостью, Абрамсон на основе формулы строил кривые зависимости, вид которых оказался близким к виду изотерм адсорбции Ленгмюра. Это сходство расценивалось как подтверждение возможности количественной интерпретации потенциала и как предпосылка для измерения адсорбции ионов на основе электрокинетических явлений.

Как истолкование максимумов на кривых зависимости £, так и попытка расчета адсорбции ионов по потенциалу в дальнейшем были подвергнуты справедливой критике. Бикерман и Рутгерс (1940) указали на то, что в области малых концентраций потенциал следует рассчитывать с учетом поверхностной проводимости. Игнорирование этой поправки, по мнению авторов, приводит к занижению величины потенциала, тем большему, чем ниже концентрация, вследствие чего и появляется ложный максимум на кривой зависимости £ от с.

Точный учет влияния поверхностной проводимости, исключая случай электрокинетических явлений в одиночных капиллярах, крайне труден, что явилось серьезным препятствием в развитии электрокинетических измерений в области низких концентраций. При сравнительно высоких концентрациях возникают трудности, связанные с малой в этом случае толщиной ДС.

Очевидно, отождествление и потенциалов оправдано лишь в том случае, когда толщина ДС существенно превышает расстояние плоскости скольжения от поверхности б, т. е. при достаточно низких концентрациях электролита. В области относительно высоких концентраций электролита какие-либо суждения о на основе измерения £ возможны лишь при наличии информации о положении плоскости скольжения. Эверсол и соавторы рассчитали расстояние от плоскости скольжения до поверхности частицы по данным концентрационной зависимости Z, для поверхностей раздела стекло вода и керамика вода.

Используя теорию Гуи Чепмеиа, они установили, что толщина неподвижного слоя изменяется от 8 до 63 А, так что трудно выяснить, чем определяется эта величина в различных условиях экспериментов. В свете этих результатов становится ясно, что возможности количественной интерпретации электрокинетического потенциала на основе теории строения равновесного ДС лимитированы прежде всего неопределенностью концепции плоскости скольжения.
Количественная интерпретация

Характерная особенность газов

Характерной особенностью газов является многообразие процессов обмена энергией между частицами и возможность управления некоторыми из них путем изменения состава газовой смеси, ее плотности и условий электрического разряда.

Все процессы обмена энергией в плазме газового разряда могут быть вызваны взаимодействием частиц (электронов, ионов, атомов и молекул) между собой или их взаимодействием с электромагнитным полем. Последнее, как мы знаем, может быть представлено тремя элементарными актами: испусканием, вынужденным испусканием и поглощением кванта электромагнитного поля - фотона. Элементарные акты обмена энергией при взаимодействии частиц газа между собой разделяют на упругие и неупругие.

При упругом взаимодействии (упругом столкновении) двух частиц их суммарная кинетическая энергия не меняется. Процессы осуществляются по законам механики взаимодействия абсолютно упругих тел, откуда и возник термин "упругое столкновение". При неупругом взаимодействии (неупругом столкновении) суммарная кинетическая энергия взаимодействующих частиц изменяется за счет изменения внутренней (потенциальной) энергии одной из них.

Если кинетическая энергия системы убывает, приводя к увеличению внутренней энергии одной из частиц, то такой процесс называется неупругим взаимодействием первого рода. Напротив, если кинетическая энергия возрастает за счет уменьшения внутренней энергии атома, иона или молекулы, то такой процесс называется неупругим взаимодействием второго рода. Каждый из процессов взаимодействия характеризуется своей вероятностью или сечения взаимодействия. Аналогичным образом вводят эффективные сечения взаимодействия для других процессов, в том числе для упругих и неупругих столкновений в плазме газового разряда.

Смысл этого термина легко понять из его названия и размерности, Если известно сечение взаимодействия двух частиц А я В, движущихся со скоростью относительно друг друга. При упругом взаимодействии существенным является частицы и ее скорость. С этой точки зрения в плазме газово разряда можно выделить две группы частиц: легкие (электроны и тяжелые (атомы, молекулы, ионы). В результате упругих взаимодействий за счет обмена энергией и импульсом в стационарном режиме между одинаковыми частицами устанавливается определенное изотропное распределение их по скоростям (энергиям).

О едином законе распределения частиц по скоростям имеет смысл говорить в том случае, если характерные размеры сосуда, в данном случае - диаметр газоразрядной трубки, существенно превышают длину свободного пробега частиц. Такой режим называется диффузионным. Если при диффузионном режиме преобладают упругие взаимодействия, то там устанавливается максвелловское распределение частиц по скоростям (энергиям).

В отсутствие электрического разряда в газе кинетические энергии всех частиц равны между собой и определяются только температурой окружающей среды. В газовом разряде заряженные частицы ускоряются в электрическом поле, увеличивая свою кинетическую энергию. За счет упругих взаимодействий эта дополнительная энергия передается нейтральным частицам. Поэтому средняя кинетическая энергия частиц в газовом разряде растает, что эквивалентно увеличению температуры.
Читать статью

zzsol  нет  ~

Яндекс.Метрика Счетчик тИЦ и PR