Acasa » Tehnologii » Ce mare inginerie!Emisia termoelectrica

Emisia termoelectrica

 23 Septembrie 2021, 23:12  |   Rombadconstruct  |   Ce mare inginerie!

Emisia termoelectrica
Fig. 1 - Emisia termoelectrica

Thomas Alva Edison (1847-1931) a aratat in anul 1884 ca materialele conductoare incandescente emit electroni. Spre deosebire de electronii liberi care se pot misca orcum in vid, in cazul corpurilor metalice, acesti electroni circula printre ionii pozitivi care alcatuiesc reteaua metalului.

Electronii de la suprafata catodului sunt legati de materialul acestuia, datorita fortelor de atractie exercitate de ionii pozitivi invecinati. Iesirea electronilor din catod se produce numai daca li se transmite de catre un alt sistem (sistem exterior) energia necesara pentru invingerea acestor forte de atractie.

Dupa natura energiei transmise in afara (caldura, energia unui flux de lumina sau de particule, a unui camp electric foarte intens etc.), se deosebesc mai multe feluri de emisie electronica. In toate cazurile, intensitatea curentului emis IE va depinde de materialul din care este confectionat catodul, electronii putand fi atrasi, in consecinta, mai slab sau mai puternic de ionii invecinati si va fi proportionala cu aria suprafetei SC a catodului.

Emisia termoelectronica, fenomen care inseamna emitere de electroni de catre metale (sau de alte materiale conductoare) aflate la temperaturi mari, se obtine prin incalzirea catodului cu ajutorul unui circuit electric. Incalzind catodul, agitatia termica a electronilor liberi sporeste, energia cinetica a lor crescand cu temperatura. La o anumita temperatura, energia cinetica a unor electroni liberi din suprafata incalzita a catodului este suficienta pentru a permite acestor electroni sa paraseasca materialul, devenind electroni liberi in spatiul din apropierea catodului.

Valorile energiei electronilor liberi din materialul catodului cat si cele ale energiei initiale a electronilor emisi corespund distributiei de tip maxwelian.

Emisia electronica este mai eficienta in vid. Daca emisia ar avea loc in aer, electronii emisi nu s-ar putea indeparta de suprafata materialului electronoemisiv. Patrunderea lor in atmosfera din jur fiind anevoioasa din cauza concentratiei mari a moleculelor gazelor ce compun atmosfera ambianta.

Daca filamentul incalzit (Fig. 1) la incandescenta emite electronii pentru conductia prin vid, el se confunda cu catodul, care se numeste in acest caz catod cu incalzire directa (exemplu: catozii din wolfram sau wolfram toriat - obtinut prin depunerea unui strat de toriu pe filamentul de wolfram).

Daca emisia este realizata de un catod izolat electric fata de filamentul pe care il cuprinde, catodul este cu incalzire indirecta. In acest ultim caz, catodul se realizeaza dintr-un tub subtire de nichel sau tantal pe care s-a depus un strat de substanta intens termoelectronoemisiva (de obicei un amestec de oxizi de bariu si strontiu) in interiorul caruia se gaseste filamentul destinat incalzirii catodului. Filamentul este izolat electric de catodul propriu-zis printr-un strat de oxid de aluminiu (Al2O3).

Dependenta intansitatii curentului
Fig. 2
Dependenta curentului de emisie a catodului IE de temperatura T a catodului. Ridicarea temperaturii catodului produce o crestere a agitatiei termice si face ca un numar mai mare de electroni sa iasa din catod. Prin urmare, intensitatea curentului de emisie, proportionala cu numarul de electroni extrasi, creste cu temperatura.

Un dezavantaj al catozilor cu incalzire directa il constituie faptul ca incalzirea catodului nu se poate face in curent alternativ deoarece, in acest caz, la variatiile intensitatii curentului de incalzire ar aparea si variatii ale emisiei electronice, ceea ce ar perturba functionarea normala a tubului. La catodul cu incalzire indirecta, alimentat in curent alternativ, aceste variatii ale emisiei electronice nu apar datorita inertiei termice (capacitatii calorice) mari a catodului. La toti catozii, intensitatea curentului de emisie IE creste foarte repede cu cresterea temperaturii catodului (Fig. 2).

Alte articole

    Eroarea de paralaxa

Ce este o dioda?

In aparatele casnice si instalatiile electrice se gasesc o serie de […]

Mai mult…

    Eroarea de paralaxa

Ce este paralaxa si eroarea de paralaxa?

Paralaxa este deplasarea aparenta a unui corp […]

Mai mult…

    Adunarea numerelor naturale

Adunarea numerelor naturale

Fiind date doua numere naturale, de exemplu 3 si 2, vom intelege prin […]

Mai mult…
Categorii
Comentati cu profilul de Facebook