Elektromos áram vákuumban. Előadás téma "villamos áram vákuumban" Elektromos áram alkalmazása vákuumban
Bármilyen áram csak szabad töltésű részecskéket tartalmazó forrás jelenlétében jelenik meg. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a vákuumban nincsenek anyagok, beleértve az elektromos töltéseket. Ezért a vákuumot tartják a legjobbnak. Annak érdekében, hogy lehetővé váljon az a elektromos áram áthaladása, biztosítani kell elegendő számú szabad töltés jelenlétét. Ebben a cikkben megvizsgáljuk, mi számít elektromos áramnak vákuumban.
Hogyan jelenhet meg az elektromos áram vákuumban
Ahhoz, hogy vákuumban teljes értékű elektromos áramot hozzunk létre, olyan fizikai jelenséget kell használni, mint a termikus emisszió. Egy bizonyos anyag azon tulajdonságán alapul, hogy hevítés közben szabad elektronokat bocsát ki. A fűtött testből kilépő ilyen elektronokat termoelektronoknak, az egész testet pedig emitternek nevezzük.
A termikus emisszió a vákuumkészülékek, ismertebb nevén vákuumcsövek működésének hátterében áll. A legegyszerűbb kialakítás két elektródát tartalmaz. Az egyik a katód, amely egy spirál, amelynek anyaga molibdén vagy wolfram. Ő az, akit egy ohm elektromos áram fűt. A második elektródát anódnak nevezzük. Hideg állapotban van, és a termionos elektronok összegyűjtését végzi. Az anód általában henger formájában készül, és egy fűtött katódot helyeznek el benne.
Áram alkalmazása vákuumban
A múlt században a vákuumcsövek vezető szerepet játszottak az elektronikában. És bár régóta felváltották őket félvezető eszközök, ezeknek az eszközöknek a működési elvét a katódsugárcsövekben használják. Ezt az elvet alkalmazzák a hegesztési és olvasztási munkák során vákuumban és más területeken.
Így az a áram egyik fajtája a vákuumban áramló elektronáramlás. Amikor a katódot felmelegítjük, elektromos tér jelenik meg a katód és az anód között. Ez az, ami az elektronoknak egy bizonyos irányt és sebességet ad. Ezen elv szerint egy kételektródával (diódával) rendelkező elektronikus lámpa működik, amelyet széles körben használnak a rádiótechnikában és az elektronikában.
A modern eszköz egy üvegből vagy fémből készült henger, amelyből előzőleg kiszivattyúzták a levegőt. A henger belsejében két elektróda, egy katód és egy anód van forrasztva. A műszaki jellemzők javítása érdekében további rácsokat telepítenek, amelyek segítségével az elektronfluxust növelik.
Mielőtt beszélnénk arról a mechanizmusról, amellyel az elektromos áram terjed a vákuumban, meg kell érteni, hogy milyen közegről van szó.
Meghatározás. A vákuum a gáznak az az állapota, amelyben a részecske szabad útja nagyobb, mint az edény mérete. Vagyis egy olyan állapot, amelyben egy gáz molekulája vagy atomja az edény egyik faláról a másikra repül anélkül, hogy más molekulákkal vagy atomokkal ütközne. Létezik a vákuummélység fogalma is, amely a mindig vákuumban maradó részecskék kis számát jellemzi.
Az elektromos áram létezéséhez szabad töltéshordozók jelenléte szükséges. Honnan származnak a tér nagyon alacsony anyagtartalmú régiójából? A kérdés megválaszolásához figyelembe kell venni Thomas Edison amerikai fizikus által végzett kísérletet (1. ábra). A kísérlet során két lemezt helyeztünk egy vákuumkamrába, és azon kívül egy áramkörbe zártuk bekapcsolt elektrométerrel. Az egyik lemez felmelegítése után az elektrométer nullától való eltérést mutatott (2. ábra).
A kísérlet eredményét a következőképpen magyarázzuk: hevítés hatására a fém elektronokat kezd kibocsátani az atomszerkezetéből, a párolgás során a vízmolekulák kibocsátásával analóg módon. A felhevült fém körülveszi az elektrontavat. Ezt a jelenséget termikus emissziónak nevezik.
Rizs. 2. Az Edison-kísérlet vázlata
A technikában nagy jelentőséggel bír az úgynevezett elektronsugarak alkalmazása.
Meghatározás. Az elektronsugár olyan elektronfolyam, amelynek hossza sokkal nagyobb, mint a szélessége. Megszerzése elég egyszerű. Elég, ha veszünk egy vákuumcsövet, amelyen áthalad az áram, és az anódon egy lyukat készítünk, ahová a szétszórt elektronok eljutnak (ún. elektronágyú) (3. ábra).
Rizs. 3. Elektronpisztoly
Az elektronsugarak számos kulcsfontosságú tulajdonsággal rendelkeznek:
A nagy kinetikus energia jelenléte következtében termikus hatást gyakorolnak arra az anyagra, amelybe beleütköznek. Ezt a tulajdonságot az elektronikus hegesztésben használják. Az elektronikus hegesztésre akkor van szükség, ha fontos az anyagok tisztaságának megőrzése, például félvezetők hegesztésekor.
Fémekkel való ütközéskor az elektronsugarak lassulva bocsátanak ki az orvostudományban és a technikában használatos röntgensugarakat (4. ábra).
Rizs. 4. Röntgen segítségével készített kép ()
Amikor egy elektronsugár eltalál néhány foszfornak nevezett anyaggal, izzás lép fel, ami lehetővé teszi olyan képernyők létrehozását, amelyek segítik a sugár mozgásának monitorozását, természetesen szabad szemmel láthatatlanul.
A gerendák mozgásának szabályozása elektromos és mágneses mezők segítségével.
Meg kell jegyezni, hogy az a hőmérséklet, amelyen a hőkibocsátás elérhető, nem haladhatja meg azt a hőmérsékletet, amelyen a fémszerkezet tönkremegy.
Edison eleinte a következő konstrukciót használta, hogy vákuumban áramot nyerjen. A vákuumcső egyik oldalára egy, az áramkörben lévő vezetőt, a másik oldalára egy pozitív töltésű elektródát helyeztek (lásd 5. ábra):
A vezetőn áthaladó áram hatására felmelegszik, és elektronokat bocsát ki, amelyek vonzódnak a pozitív elektródához. A végén az elektronok irányított mozgása történik, ami valójában egy elektromos áram. Az így kibocsátott elektronok száma azonban túl kicsi, és túl kevés áramot ad bármilyen felhasználáshoz. Ez a probléma egy másik elektróda hozzáadásával megoldható. Az ilyen negatív potenciálú elektródát indirekt izzóelektródának nevezzük. Használatával sokszorosára nő a mozgó elektronok száma (6. ábra).
Rizs. 6. Indirekt izzítógyertya használata
Meg kell jegyezni, hogy az áram vezetőképessége vákuumban megegyezik a fémek vezetőképességével - elektronikus. Bár ezeknek a szabad elektronoknak a megjelenési mechanizmusa teljesen más.
A termikus emisszió jelensége alapján létrehoztak egy vákuumdiódának nevezett eszközt (7. ábra).
Rizs. 7. A vákuumdióda megjelölése az elektromos áramkörön
Nézzük meg közelebbről a vákuumdiódát. A diódáknak két típusa van: egy izzószálas dióda és egy anód, valamint egy izzószálas dióda, egy anód és egy katód. Az elsőt közvetlen izzószál diódának, a másodikat indirekt izzószálnak nevezik. A technológiában mind az első, mind a második típust használják, azonban a közvetlen izzószálas diódának van egy olyan hátránya, hogy hevítéskor a menet ellenállása megváltozik, ami a diódán átmenő áram változását vonja maga után. És mivel egyes diódákkal végzett műveletek teljesen állandó áramot igényelnek, célszerűbb a második típusú diódák használata.
Mindkét esetben az izzószál hőmérsékletének kell lennie a hatékony kibocsátás érdekében 
.
A diódákat a váltakozó áramok egyenirányítására használják. Ha a diódát ipari áramok átalakítására használják, akkor kenotronnak nevezik.
Az elektronkibocsátó elem közelében elhelyezkedő elektródát katódnak (), a másikat anódnak () nevezzük. Helyes csatlakoztatás esetén a feszültség növekedésével az áramerősség nő. Fordított kapcsolásnál az áram egyáltalán nem folyik (8. ábra). Ily módon a vákuumdiódák kedvezőbbek a félvezető diódákhoz képest, amelyekben visszakapcsoláskor, bár minimális, áram van jelen. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően vákuumdiódákat használnak a váltakozó áramok egyenirányításához.
Rizs. 8. Vákuumdióda áram-feszültség karakterisztikája
Egy másik, a vákuumban folyó áramfolyamatok alapján létrehozott eszköz egy elektromos trióda (9. ábra). Kialakítása eltér a diódáétól egy harmadik elektróda, az úgynevezett rács jelenlétében. Szintén a vákuum áramának elvein alapul egy olyan műszer, mint a katódsugárcső, amely az olyan eszközök fő részét képezi, mint az oszcilloszkóp és a csöves televíziók.
Rizs. 9. Vákuumtrióda diagramja
Mint fentebb említettük, a vákuumban történő áramterjedés tulajdonságai alapján egy olyan fontos eszközt terveztek, mint a katódsugárcső. Munkája középpontjában az elektronsugarak tulajdonságait használja. Fontolja meg ennek az eszköznek a felépítését. A katódsugárcső egy hosszabbítóval ellátott vákuumlombikból, egy elektronágyúból, két katódból és két egymásra merőleges elektródapárból áll (10. ábra).
Rizs. 10. A katódsugárcső felépítése
A működés elve a következő: a pisztolyból a termionikus emisszió eredményeként kibocsátott elektronok az anódokon lévő pozitív potenciál miatt felgyorsulnak. Ezután a kívánt feszültséget a vezérlőelektródákra kapcsolva tetszés szerint, vízszintesen és függőlegesen is eltéríthetjük az elektronsugarat. Ezt követően az irányított nyaláb a foszfor képernyőre esik, ami lehetővé teszi, hogy a sugár pályájának képét lássuk rajta.
A katódsugárcsövet egy oszcilloszkópnak nevezett műszerben (11. ábra) használják, amelyet elektromos jelek tanulmányozására terveztek, és a kineszkopikus televíziókban, azzal a kivétellel, hogy ott az elektronsugarat mágneses mezők vezérlik.
A következő leckében elemezzük az elektromos áram áthaladását folyadékokban.
Bibliográfia
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizika (alapszint) - M .: Mnemosyne, 2012.
- Gendenstein L.E., Dick Yu.I. Fizika 10 évfolyam. – M.: Ileksa, 2005.
- Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. Fizika. Elektrodinamika. – M.: 2010.
- Physics.kgsu.ru ().
- Cathedral.narod.ru ().
- Fizikai és Technológiai Enciklopédia ().
Házi feladat
- Mi az elektronikus kibocsátás?
- Milyen módszerekkel lehet szabályozni az elektronsugarat?
- Hogyan függ a félvezető vezetőképessége a hőmérséklettől?
- Mire használható az indirekt izzószálas elektród?
- *Mi a vákuumdióda fő tulajdonsága? minek köszönhető?
Tantárgy. Elektromos áram vákuumban
Az óra célja: elmagyarázni a tanulóknak az elektromos áram természetét a vákuumban.
Az óra típusa: óra új tananyag tanulása.
TANTERV
ÚJ TANULÁSI ANYAG
A vákuum a gáznak az az állapota, ahol a nyomás kisebb, mint a légköri nyomás. Különbséget tegyen alacsony, közepes és nagy vákuum között.
A nagyvákuum létrehozásához ritkításra van szükség, amelyhez a visszamaradó gázban a molekulák átlagos szabad útja nagyobb, mint az edény mérete vagy az edényben lévő elektródák közötti távolság. Következésképpen, ha az edényben vákuum jön létre, akkor a benne lévő molekulák szinte nem ütköznek egymással és szabadon repülnek át az elektródák közötti térben. Ebben az esetben csak az elektródákkal vagy az érfalakkal ütköznek.
Ahhoz, hogy a vákuumban áram létezzen, szabad elektronok forrását kell elhelyezni a vákuumban. A szabad elektronok legnagyobb koncentrációja a fémekben. De szobahőmérsékleten nem tudják elhagyni a fémet, mert a pozitív ionok Coulomb-vonzóereje tartja őket benne. Ezen erők leküzdéséhez egy elektronnak bizonyos mennyiségű energiát kell elköltenie ahhoz, hogy elhagyja a fémfelületet, amit munkafüggvénynek nevezünk.
Ha egy elektron kinetikus energiája meghaladja a munkafüggvényt vagy egyenlő azzal, akkor elhagyja a fém felületét és szabaddá válik.
A fém felületéről elektronok kibocsátásának folyamatát emissziónak nevezzük. Attól függően, hogy a szükséges energiát hogyan adták át az elektronoknak, többféle emisszió létezik. Az egyik a termoelektronikus emisszió.
Ø A felhevült testek elektronkibocsátását termoelektronikus emissziónak nevezzük.
A termikus emisszió jelensége ahhoz vezet, hogy egy felhevített fémelektróda folyamatosan elektronokat bocsát ki. Az elektronok elektronfelhőt képeznek az elektród körül. Ebben az esetben az elektróda pozitív töltésű, és a töltött felhő elektromos mezőjének hatására a felhőből az elektronok részben visszatérnek az elektródához.
Egyensúlyi állapotban az elektródát egy másodperc alatt elhagyó elektronok száma megegyezik az ezalatt az elektródára visszatérő elektronok számával.
Az áram létezéséhez két feltételnek kell teljesülnie: szabad töltésű részecskék jelenléte és elektromos tér. E feltételek megteremtése érdekében két elektródát (katódot és anódot) helyeznek a ballonba, és levegőt pumpálnak ki a ballonból. A katód melegítése következtében elektronok repülnek ki belőle. A katódra negatív, az anódra pozitív potenciál kerül.
A modern vákuumdióda üveg vagy kerámia-fém hengerből áll, amelyből a levegőt 10-7 Hgmm nyomásra evakuálják. Művészet. A ballonba két elektródát forrasztanak, amelyek közül az egyik - a katód - függőleges, volfrámból készült fémhenger formájú, és általában alkáliföldfém-oxid réteggel van bevonva.
A katód belsejében egy szigetelt vezető található, amelyet váltakozó árammal melegítenek. A fűtött katód elektronokat bocsát ki, amelyek elérik az anódot. A lámpa anódja egy kerek vagy ovális henger, amelynek közös tengelye van a katóddal.
A vákuumdióda egyirányú vezetése abból adódik, hogy a melegítés hatására az elektronok kirepülnek a forró katódból, és a hideg anódra költöznek. Az elektronok csak a diódán keresztül tudnak mozogni a katódról az anódra (azaz az elektromos áram csak ellenkező irányba folyhat: az anódról a katódra).
Az ábra a vákuumdióda volt-amper karakterisztikáját reprodukálja (negatív feszültségérték annak az esetnek felel meg, amikor a katódpotenciál nagyobb, mint az anódpotenciál, vagyis az elektromos tér „megpróbálja” visszavezetni az elektronokat a katódra) .
A vákuumdiódákat a váltakozó áram egyenirányításához használják. Ha még egy elektródát (rácsot) helyezünk a katód és az anód közé, akkor a rács és a katód közötti feszültség kismértékű változása is jelentősen befolyásolja az anódáramot. Egy ilyen vákuumcső (trióda) lehetővé teszi a gyenge elektromos jelek erősítését. Ezért egy ideig ezek a lámpák voltak az elektronikus eszközök fő elemei.
A katódsugárcsőben (CRT) vákuumban lévő elektromos áramot használtak, amely nélkül sokáig lehetetlen volt elképzelni egy TV-t vagy egy oszcilloszkópot.
Az ábra a katódsugárcső tervezésének egyszerűsített nézetét mutatja.
A cső nyakánál található elektron "ágyú" a katód, amely intenzív elektronsugarat bocsát ki. Egy speciális hengerrendszer lyukakkal (1) fókuszálja ezt a sugarat, keskenyebbé téve azt. Amikor az elektronok elérik a képernyőt (4), az világítani kezd. Az elektronáramlás függőleges (2) vagy vízszintes (3) lemezekkel szabályozható.
Vákuumban jelentős energia vihető át az elektronokra. Az elektronsugarak akár fémek vákuumban történő olvasztására is használhatók.
KÉRDÉS DIÁKHOZ AZ ÚJ ANYAG BEMUTATÁSA ALATT
Első szint
1. Mi a célja a nagyvákuumnak az elektroncsövekben?
2. Miért csak egy irányba vezet a vákuumdióda?
3. Mi a célja az elektronágyúnak?
4. Hogyan történik az elektronsugarak szabályozása?
Második szint
1. Milyen jellemzői vannak a vákuumdióda áram-feszültség karakterisztikának?
2. Működni fog egy rádiólámpa törött üveggel az űrben?
A VIZSGÁLT ANYAG KONFIGURÁLÁSA
1. Mit kell tenni, hogy a trielektród lámpát diódaként lehessen használni?
2. Hogyan lehet: a) növelni az elektronok sebességét a nyalábban; b) megváltoztatja az elektronok mozgásának irányát; c) leállítja az elektronok mozgását?
1. A vákuumdiódában a maximális anódáram 50 mA. Hány elektront bocsát ki a katód másodpercenként?
2. Az U 1 \u003d 5 kV feszültséggel felgyorsított elektronnyaláb egy lapos kondenzátorba repül a lemezek között, velük párhuzamosan. A kondenzátor hossza l = 10 cm, a lemezek közötti távolság d = 10 mm. A kondenzátoron mekkora minimális U 2 feszültség mellett nem repülnek ki belőle elektronok?
Megoldások. Az elektron mozgása egy vízszintesen eldobott test mozgásához hasonlít.
Az elektronsebesség v vízszintes komponense nem változik, egybeesik a gyorsulás utáni elektronsebességgel. Ez a sebesség az energiamegmaradás törvényével határozható meg: Itt e az elemi elektromos töltés, me az elektron tömege. Az a függőleges gyorsulás a kondenzátor elektromos teréből ható F erőt adja át az elektronnak. Newton második törvénye szerint
hol van az elektromos térerősség a kondenzátorban.
Az elektronok nem repülnek ki a kondenzátorból, ha d / 2 távolsággal elmozdulnak.
Így, 
az elektron mozgásának ideje a kondenzátorban. Innen
A mennyiségi egységek ellenőrzése és a számértékek helyettesítése után U 2 \u003d 100 B-t kapunk.
MIT TANULTUNK A LECKEBEN
A vákuum olyan ritka gáz, hogy a molekulák átlagos szabad útja meghaladja az edény lineáris méreteit.
Azt az energiát, amelyet egy elektronnak el kell fordítania ahhoz, hogy elhagyja a fém felületét, munkafüggvénynek nevezzük.
A fűtött testek elektronkibocsátását termoelektronikus emissziónak nevezzük.
A vákuumban lévő elektromos áram az elektronok irányított mozgása, amely termikus emisszió eredményeként keletkezik.
A vákuumdióda egyirányú vezetésű.
A katódsugárcső lehetővé teszi az elektronok mozgásának szabályozását. A CRT tette lehetővé a televíziózást.
Házi feladat
1. 1. alpont: 17. §; 2. alpont: 9. §.
Riv1 No. 6.12; 6,13; 6.14.
Riv2 No. 6.19; 6,20; 6,22, 6,23.
3. D: önálló munkára felkészítés 4. sz.
FELADATOK ÖNÁLLÓ MUNKÁBÓL 4. sz. "KÖZVETŐÁRAM TÖRVÉNYEI"
1. feladat (1,5 pont)
Milyen részecskék mozgása hoz létre elektromos áramot a folyadékokban?
Az atomok mozgása.
Vajon a molekulák mozgását.
In Az elektronok mozgása.
D Pozitív és negatív ionok mozgása.
Az ábrán egy Tesla transzformátor segítségével létrehozott elektromos kisülés látható a levegőben.
És bármely gáz elektromos árama abba az irányba irányul, ahol a negatív ionok mozognak.
Bármely gáz vezetőképessége csak az elektronok mozgásának köszönhető.
Bármely gáz vezetőképessége csak az ionok mozgásának köszönhető.
D Bármely gáz vezetőképessége csak elektronok és ionok mozgásának köszönhető.
A 3. feladat megfeleltetés (logikai pár) felállítását célozza. Minden betűvel jelölt sorhoz párosítsa a számmal jelölt állítást!
A n-típusú félvezetők.
B Félvezetők p-típusú.
elektronikus vezetőképesség.
D Lyuk vezetőképesség.
1 Félvezetők, amelyekben a lyukak a többségi töltéshordozók.
2 Félvezetők, amelyekben a töltéshordozók többsége elektron.
3 Félvezető vezetőképessége a lyukak mozgása miatt.
4 Félvezető vezetőképessége az elektronok mozgása miatt.
5 Félvezetők, amelyekben a töltéshordozók többsége elektronok és lyukak.
Milyen áramerősség mellett végezték el a CuSO 4 vizes oldatának elektrolízisét, ha 2 perc alatt. 160 g réz szabadult fel a katódon?
Ez egy rövid összefoglaló.
A munka a teljes verzión folytatódik
Előadás20
áram vákuumban
1. Megjegyzés a vákuumról
Vákuumban nincs elektromos áram, mert termodinamikai vákuumban nincsenek részecskék.
A gyakorlatban elért legjobb vákuum azonban az
,
azok. hatalmas számú részecske.
Ennek ellenére, ha vákuumban lévő áramról beszélünk, akkor ezek termodinamikai értelemben ideális vákuumot értenek, pl. részecskék teljes hiánya. A bármely forrásból nyert részecskék felelősek az áram áramlásáért.
2. Munka funkció
Mint tudják, a fémekben van egy elektrongáz, amelyet a kristályrács vonzási ereje tart. Normál körülmények között az elektronok energiája nem magas, ezért a kristály belsejében tartják őket.
Ha az elektrongázt klasszikus pozíciókból közelítjük meg, pl. Ha figyelembe vesszük, hogy a Maxwell-Boltzmann eloszlásnak engedelmeskedik, akkor nyilvánvaló, hogy nagy arányban vannak olyan részecskék, amelyek sebessége meghaladja az átlagot. Következésképpen ezek a részecskék elegendő energiával rendelkeznek ahhoz, hogy kitörjenek a kristályból, és elektronfelhőt alkossanak a közelében.
A fém felülete pozitív töltésű. Kettős réteg képződik, amely megakadályozza az elektronok eltávolítását a felületről. Ezért egy elektron eltávolításához további energiát kell adni neki.
Meghatározás: Elektronok munkafunkciója fémből Az az energia, amelyet egy elektronnak át kell adni ahhoz, hogy a fém felületéről a végtelenségig eltávolítsa nulla állapotában.E k.
Különböző fémeknél a munkafunkció eltérő.
Fém |
Munkafunkció, eV |
|
1,81 |
|
3. Elektronikus kibocsátás.
Normál körülmények között az elektronok energiája meglehetősen kicsi, és a vezető belsejében vannak megkötve. Vannak módok arra, hogy további energiát adjunk az elektronoknak. Az elektronemisszió jelenségét külső hatás hatására elektronemissziónak nevezik, és Edison fedezte fel 1887-ben. Az energiaátvitel módjától függően 4 típusú kibocsátást különböztetnek meg:
1. Termionikus emisszió (TEE), módszer - hőellátás (fűtés).
2. Fotoelektronikus emisszió (PEE), módszer - megvilágítás.
3. Másodlagos elektronemisszió (SEE), módszer - részecskebombázás.
4. Autoelektronikus emisszió (AEE), módszer - erős elektromos tér.
4. Terepi emisszió
Erős elektromos tér hatására az elektronok kiszabadulhatnak a fém felületéről.
Ez a nagyságú feszültség elegendő egy elektron kihúzásához.
Ezt a jelenséget hidegemissziónak nevezik. Ha a mező elég erős, akkor az elektronok száma megnőhet, és ennek következtében az áramerősség is nagy lehet. A Joule-Lenz törvény szerint nagy mennyiségű hő szabadul fel, és az AEE TEE-vé alakulhat.
5. Fotoelektronikus emisszió (PEE)
A fotoelektromos hatás jelensége régóta ismert, lásd: "Optika".
6. Másodlagos elektronemisszió (SEE)
Ezt a jelenséget a fotoelektron-szorzásban (PMT) használják.
Működés közben az elektronok számának lavinaszerű növekedése következik be. Gyenge fényjelek regisztrálására szolgál.
7. Vákuumos dióda.
A TEE tanulmányozásához egy vákuumdiódának nevezett eszközt használnak. Leggyakrabban szerkezetileg két koaxiális hengerből áll, amelyeket egy üveg vákuumlombikban helyeznek el.
A katódot közvetlenül vagy közvetetten elektromos áram melegíti. Egyenesen - az áram áthalad magán a katódon, indirekt esetén - egy további vezetőt helyeznek a katód belsejébe - egy izzószálat. A felmelegedés kellően magas hőmérsékletre történik, így a katód összetett. Az alap egy tűzálló anyag (volfrám), a bevonat pedig egy alacsony munkaképességű anyag (cézium).
A dióda nemlineáris elemekre vonatkozik, pl. nem engedelmeskedik Ohm törvényének. Azt mondják, hogy a dióda egyirányú vezetésű elem. A dióda CVC-jének nagy részét a Boguslavsky-Langmuir törvény vagy a 3/2 törvény írja le
Az izzószál hőmérsékletének emelkedésével az I–V karakterisztika felfelé tolódik el, és a telítési áram nő. A telítési áramsűrűség hőmérséklettől való függését a Richardson-Deshman törvény írja le
A kvantumstatisztikai módszerek segítségével ezt a képletet kaphatjuk megconst= Bminden fémre ugyanaz. A kísérlet azt mutatja, hogy az állandók különböző.
8. Félhullámú egyenirányító
9. teljes hullám egyenirányító (önállóan).
10. Lámpák alkalmazása.
A lámpák előnyei közé tartozik
· az elektronok áramlásának egyszerű szabályozása,
· nagy hatalom,
· egy nagy szakasz, majdnem lineáris CVC.
· A csöveket nagy teljesítményű erősítőkben használják.
A hátrányok közé tartozik:
alacsony hatásfok,
· magas energiafogyasztás.
