Proud, elektrický proud ve vakuu

Elektrický proud je objednaný pohyb elektrických nábojů. Může být dosaženo například ve vodiči, který spojuje nabité a nenabité těleso. Tento proud však přestane fungovat, jakmile se potenciální rozdíl těchto těles stanou nulovými. Objednáno nabíjení pohybu proud) bude také existovat ve vodiči spojujícím desky nabitého kondenzátoru. V tomto případě proud je doprovázen neutralizací nábojů na deskách kondenzátoru a pokračuje až do případného rozdílu potenciálu kondenzátorových desek.

Tyto příklady ukazují, že elektrický proud ve vodiči vzniká pouze tehdy, když jsou na koncích vodiče různé potenciály, to jest, když je v něm elektrické pole.

Ale v uvažovaných příkladech nemůže být proud příliš dlouhý, protože v procesu přenosu náboje se potenciály těla rychle vyrovnají a elektrické pole v vodiči zmizí.

Pro získání proudu je proto nutné udržovat na koncích vodiče různé potenciály. Chcete-li to provést, můžete přenášet poplatky z jednoho těla do druhého zpět jiným vodičem a vytvořit tak uzavřený okruh. Nicméně, na základě sil elektrického pole takového přenosu náboje je nemožné, protože potenciál druhého tělesa je menší než první výkon. Proto je přenos možný pouze síly neelektrického původu. Přítomnost takových sil zajišťuje zdroj proudu, který je součástí obvodu.

Síly působící v aktuálním zdroji přenášejí náboj z těla s menším potenciálem na těleso s větším potenciálem a současně provádějí práci. Proto, proudový zdroj musí mít energii.

Takže základní podmínky pro vzhled elektrického proudu: přítomnost zdroje proudu a uzavřeného obvodu.

Průchod proudu v okruhu je doprovázen množstvím snadno pozorovatelných jevů. Tak například v některých kapalinách, když protéká proudem, je na elektrodách spuštěných do kapaliny pozorováno uvolňování látky. Proud v plynech je často doprovázen zářezem plynů atd. Významným elektrikářem v plynech a vakuu byl vynikající francouzský fyzik a matematik André Marie Amper, díky kterému nyní známe povahu těchto jevů.

Jak je známo, vakuum je nejlepším izolátorem, tj. Prostorem, z něhož je odčerpáván vzduch.

Je však možné získat elektrický proud ve vakuu, pro který je nutné do něj zavádět nosiče náboje.

Vezměte nádobu, ze které se čerpá vzduch. V této nádobě jsou pájeny dvě kovové desky - dvě elektrody. Jeden z nich A (anoda) je spojen s kladným zdrojem proudu, druhý K (katoda) - s negativním. Napětí mezi katody a anody stačí připojit 80 - 100 V.

Připojme k obvodu citlivý milimetr. Zařízení nezobrazuje žádný proud, znamená to, že ve vakuu není elektrický proud.

Zkušenosti změníme. Jako katodu pájíme do drátu drát - nit, jehož konce jsou vytaženy. Tato vlákna zůstane katodou. S pomocí jiného zdroje proudu ho zahřejeme. Poznamenáváme, že jakmile je vlákno zahřáté, zařízení obsažené v obvodu ukazuje elektrický proud ve vakuu a tím větší je vlákno ohříváno. Proto vlákno při zahřátí zajišťuje přítomnost nabitých částic ve vakuu, je to jejich zdroj.

Jak jsou tyto částice nabité? Odpověď na tuto otázku může poskytnout zkušenosti. Změníme póly elektrod, které jsou pájeny do nádoby - vytvoříme anodu vlákna a opačný pól - katodu. A ačkoli je vlákno horké a vysílá nabité částice do vakua, neexistuje žádný proud.

Z toho vyplývá, že tyto částice jsou negativně nabité, protože elektrod A odrazují, když jsou negativně nabité.

Co jsou tyto částice?

Podle elektronické teorie jsou volné elektrony v kovu v chaotickém pohybu. Když je vlákno zahřáté, tento pohyb se zesiluje. V tomto případě některé elektrony, které získávají energii, která stačí k výstupu, vyletí z vlákna a vytvoří "elektronický mrak". Když mezi vláknem a anodou, elektrického pole, elektrony letět směrem k elektrodě A, pokud je připojen ke kladnému pólu baterie, a odrazil se zpět k vláknu, když je připojena k zápornému pólu, t. E. Má náboj stejného jména s elektrony.

Takže elektrický proud ve vakuu je řízený tok elektronů.