9zip.ru Инструкции Опыт эдисона с лампой

Отрицательный полюс батареи был присоединен через гальванометр к нити. При зажигании лампы гальванометр дал отклонение, показывающее, что в цепи: плюс батареи Е, пластинка, безвоздушное пространство между пластинкой и нитью, нить, гальванометр, минус батареи Е-проходит слабый электрический ток. При ненакаленной нити гальванометр не давал отклонения. Гальванометр также не обнаруживал тока в случае, если к пластинке был присоединен минус батареи Е; плюс же батареи подключен через гальванометр к нити. Замеченное Эдисоном явление долгое время оставалось необъяснимым. Только электронная теория дала полное объяснение этого явления или, как чаще его называют, эффекта Эдисона.

Физические явления, происходящие в пустотных лампах, применяемых в радиотехнике, значительно расширили представления о сущности электрического тока и строении вещества. Теория атомного строения тел уступила место новой электронной теории, объединившей в стройное целое казавшиеся до того времени несвязанными между собой различные физические явления. Процессы, происходящие в пустотных лампах, объяснимы лишь с точки зрения электронной теории. Поэтому всякое- явление в пустотных лампах следует рассматривать с этой точки зрения. Но атомистической теории строения вещества,- все тела состоят из атомов, т. е. неделимых частиц материи. Электронная теория углубила это понятие, рассматривая каждый отдельный атом как сложную электрическую систему. По этой теории, атом есть материальная частица, заряженная положительно. Вокруг этого основного ядра расположено большое число мельчайших отрицательных зарядов, не имеющих материальной массы-электронов. Электроны не остаются неподвижными: они непрерывно вращаются вокруг положительного ядра подобно тому, как земля и другие планеты вращаются вокруг солнца. По новейшим воззрениям, химические свойства двух различных металлов различны потому, что их атомы содержат различное число электронов, неодинаково расположенных и вращающихся с неодинаковыми скоростями вокруг положительного ядра.

Если положительный заряд ядра атома удерживает электроны в равновесии, то атом нейтрален, т. е. не оказывает электрического воздействия на соседние атомы тела. Если же электроны, вращающиеся вокруг положительного ядра, получат добавочное ускорение, например, при нагревании тела до высокой температуры, то положительный заряд не будет в состоянии их уравновесить, и они начнут вылетать с большой скоростью из сферы атома. Атом, лишенный части своих электронов, считается заряженным положительно, атом, выделяющий избыток электронов-заряженным отрицательно.

Процесс выделения электронов наступает при накаливании тела до высокой температуры. Чем выше накалено отметим, что в недостаточно откаченных лампах электронный поток вызывает синеватое свечение оставшегося в лампе воздуха, тогда как в пустотелых лампах свечение отсутствует.

В обыкновенной электрической лампочке накаливания при горении также происходит процесс выделения электронов, который однако в ней остается неиспользованным. Лампочка же со впаянной в нее металлической пластинкой, уже является прибором, в котором этот процесс используется.

Возвращаясь к эффекту Эдисона, разберем его с точки зрения электронной теории. При накаливании нити, из нее вылетают электроны, заполняющие безвоздушное пространство внутри баллона лампы. Пластинка А присоединяется к плюсу батареи Е, т. е. получает положительный заряд. При этом внутри лампы между пластинкой и нитью создается электрическое поле. Принято представлять электрическое поле в виде силовых линий, выходящих из анода и оканчивающихся у катода. Электрическое поле между пластинкой А и нитью можно изобразить в виде силовых линий, выходящих из пластинки и оканчивающихся па электронах, расположенных в про-странстве между пластинкой и пить. Чем больший положительный заряд имеет пластинка А. тем глубже, ближе к нити проникнут силовые линии. Силовые линии в своем стремлении сократиться притянут электроны, на которых они оканчивались, к пластинке. По достижении пластинки электрон станет двигаться по внешней цепи, присоединенной к пластинке, силовая же линия освобождается и направляется от пластинки к новому электрону. В результате между нитью и пластинкой создается непрерывный поток электронов: внутри лампы между нитью и пластинкой идет ток, который и обнаруживается во внешней цепи по отклонению стрелки гальванометра.

В случае же, если пластинке сообщить отрицательный заряд, присоединив к пластинке минус батареи Б, плюс же батареи Е подключить к гальванометр, то заряженная отрицательно пластинка будет отталкивать электроны. Движения электронов к пластинке в этом случае не будет. Хотя процесс выделения нитью электронов и будет продолжаться, но тока внутри лампы и во внешней цепи не будет.

Для создания потока электронов (тока внутри лампы) необходимо, следовательно, сообщить пластинке положительный заряд. Поэтому пластинка всегда соединяется с плюсом батареи и называется анодом. Нить испускающая электроны, является катодом.

Итак, электрический ток является движением электронов. Внутри лампы электроны движутся от нити, имеющей отрицательный заряд, к пластинке, заряженной положительно, другими словами от минуса к плюсу. Таким образом, общепринятое представление, что ток идет от плюса к минусу, оказалось неверным.

Однако, учитывая, что это повое понятие еще не вошло в электротехнику, условимся в дальнейшем изложении считать по прежнему, что ток идет от плюса к минусу, и что движение электронов происходит навстречу общепринятому направлению тока.

Условимся изображать баллон лампы схематически кружком. Цепь: + Е АКВЕ - условимся называть анодной цепью. Цепь нити - цепью накала, ее батарею - батареей накала, ток проходящий по нити - током накала. Ток, идущий в анодной цепи при горении нити - анодным током. Так как анодный ток будет тем сильнее, чем большее напряжение имеет батарея Е, то в анодную цепь включают батарею более высокого напряжения, по сравнению с батареей накала, и называют ее батареей высокого напряжении. Распространено также название батарея анода или анодная батарея. Для небольших ламп батарея накала имеет напряжение 4 вольта, батарея же высокого напряжения 80 вольт. В виду того, что ток внутри лампы представляет из собой поток электронов, последний измеряется обычно не количеством электронов, выбрасываемых единицей поверхности, а силой тока, отнесенной к единице поверхности нити.

Де Форест сконструировал лампу и назвал свою лампу "аудион". В пей кроме анода и катода (нити) имеется еще третий электрод, сделанный в виде металлической сетки. Анодный ток в трехэлектродной лампе зависит в большой степени от величины и знака потенциала сетки изменение потенциала сетки немедленно же отражается па анодном токе. Поэтому трехэлектродную лампу иногда называют электронное реле. Так как в различных областях радиотехники почти исключительное применение нашла трехэлектродная лампа, то в дальнейшем изложении под названием "лампа" будем везде подразумевать трехэлектродвую лампу. В виду того, что разрежение в современных лампах близко к полному вакууму - их называют также пустотные лампы, пустотные реле. Поток электронов, испускаемых накаленной нитью и вообще, раскаленными телами называется, по Ричардсону, термионным током. Пустотелые лампы поэтому называют иногда термионными лампами, термионными реле. Этот термин встречается в английской и американской литературе. Первое время после введения в русскую прутику пустотных ламп был широко распространен термин катодные лампы, катодные реле.

Из большого числа приведенных терминов следует пользоваться лишь теми, которые отмечают наиболее характерные свойства ламп. Таковыми являются: электронный поток и большое разрежение (вакуум). Поэтому, в дальнейшем изложении будем пользоваться терминами, электронные лампы, пустотные лампы. Электронная лампа нашла очень широкое применение в радиотехнике. Включенная в соответствующую схему, лампа может работать как преобразователь постоянного тока в переменный ток высокой или низкой частоты (ламповый генератор); как выпрямитель переменного тока; как усилитель токов высокой или низкой частоты; лампа может управлять колебательным током другой лампы (лампа как модулятор). Лампы включенные в одну из упомянутых схем, вместе с приборами, входящими в схемы (конденсаторами, катушками самоиндукции, сопротивлениями, трансформаторами) могут быть обозначены общим названием: электронные или пустотные приборы.

Понравилась статья? Робот Вертер говорит: поделись с друзьями!