Tekuća struja u vakuumu

Električna struja je naređeno kretanje električnih napona. Može se dobiti, na primjer, u vodiču koji povezuje napunjenu i nenabijenu tijelu. Međutim, ovo će struje prestati čim potencijalna razlika ovih tijela postane nula. uredno kretanje naboja

Ti primjeri pokazuju da se električna struja u vodiču javlja samo kada postoje različiti potencijali na krajevima vodiča, tj. Kada u njemu postoji električno polje.

Ali u primjerima koji se razmatraju, struja ne može biti duga, jer se u procesu prijenosa naboja potencijali tijela brzo izjednačavaju i električno polje u vodiču nestaje.

Stoga, za dobivanje struje potrebno je održavati različite potencijale na krajevima vodiča. Da biste to učinili, možete prenijeti troškove s jednog tijela na drugo kroz drugi vodič, stvarajući zatvoreni krug za to. Međutim, pod djelovanjem snaga istog električnog polja, takav prijenos naboja je nemoguć, budući da je potencijal drugog tijela manji od potencijala prve. Stoga je prijenos moguć samo sile nenamjenskog podrijetla. Prisutnost takvih sila osigurava strujni izvor uključen u krug.

Snage koje djeluju u trenutnom izvoru prenose naboj s tijela s manjim potencijalom na tijelo s većim potencijalom i obavljaju posao istodobno. dakle, trenutni izvor mora imati energiju.

Dakle, osnovni uvjeti za pojavu električne struje: prisutnost trenutnog izvora i zatvorenog kruga.

Prolaz struje u krugu popraćen je nizom lako vidljivih pojava. Tako, na primjer, kod nekih tekućina, kada struja teče kroz njih, opaža se otpuštanje tvari na elektrodama spuštene u tekućinu. Trenutno u plinovima često popraćena sjajnih plinova, itd struja u plinovima i vakuumu studirao je francuski velikan fizičar i matematičar - .. Andre Marie Ampere, zahvaljujući kojoj sada znamo prirodu tih pojava.

Kao što je poznato, vakuum je najbolji izolator, tj. Prostor iz kojeg se ispušta zrak.

Ali, moguće je dobiti električnu struju u vakuumu, za koju je potrebno unijeti nosače naboja.

Izvadite posudu iz koje se zrak ispušta. U ovom su posudu zalijepene dvije metalne ploče - dvije elektrode. Jedan od njih A (anoda) povezan je s pozitivnim strujnim izvorom, drugi K (katoda) - s negativnim. Napon između katoda i anode dovoljno je pričvrstiti 80 - 100 V.

Povezimo osjetljivi milijammetar na krug. Uređaj ne pokazuje struju, to znači da u vakuumu nema električne struje.

Izmijenit ćemo iskustvo. Kao katodom u žicu priključujemo žicu - nit, s krajevima izvlačenima. Ta niti će ostati katoda. Pomoću drugog izvora struje zagrijavat ćemo ga. Imamo na umu da, nakon zagrijavanja niti, uređaj uključen u strujni krug pokazuje električnu struju u vakuumu, a što je veće, vlakna se zagrijavaju. Stoga, vlakna, kada se zagrijavaju, osiguravaju prisutnost nabijenih čestica u vakuumu, to je njihov izvor.

Kako se napuniti te čestice? Odgovor na ovo pitanje može dati iskustvo. Promijenimo stupove elektrodi lemljenih u posudu - napravimo anodnu nit i suprotni stup - katoda. I iako je vlakna vruća i šalje napunjene čestice u vakuum, nema struje.

Iz toga slijedi da su te čestice negativno napunjene, jer otpuštaju elektrodu A kada je negativno napunjena.

Koje su ove čestice?

Prema elektroničkoj teoriji, slobodni elektroni u metalu su u kaotičnom gibanju. Kada se vlakna zagriju, taj se pokret pojačava. U ovom slučaju, neki elektroni, nabaviti energiju, koja je dovoljna za izlaz, leti iz filamenta, tvoreći "elektronički oblak" u blizini. Kada između niti i anode, električnog polja, elektroni lete prema elektrode A, ako je spojen na pozitivni pol akumulatora, a odbija natrag u niti kada je spojen na negativni pol, t. E. Ima naboj istog naziva s elektronima.

Dakle, električna struja u vakuumu je usmjereni tok elektrona.