Elektronika és elektrotechnika - az elektronok mozgása az elektromos és mágneses mezők

Az összes elektronikus berendezések, elektronikus és az ionos áram vákuum vagy gáz, amely nyomás alatt, vagy más módon vannak kitéve elektromos mező. Kölcsönhatás mozgó elektronok egy elektromos .fields a fő folyamat az elektronikus és az ionos eszközök. Tekintsünk egy mozgást az elektron az elektromos mező.

1. ábra - az elektron mozgást a gyorsulás (a) lassul (b) és keresztirányú (c) elektromos terek

Az 1. ábrán egy, látható vákuumban elektromos mező két sík elektróda. Ezek minősülhet katód és egy anód a dióda vagy bármely két szomszédos elektróda sokelektródás eszköz. Képzeljük el, hogy egy elektród, amelynek alacsonyabb potenciális, például zhatoda, az elektron kibocsátott kezdeti sebességgel Vo. A mező hat a elektronokat az F erő és felgyorsítja felé az elektróda, amely nagy pozitív potenciállal, például az anód. Más szóval, az elektron vonzódik az elektróda nagy pozitív potenciál. Ezért a területen ebben az esetben az úgynevezett gyorsul. Mozgó felgyorsított elektronnal válik a legnagyobb sebességen végén az útját, azaz a. E. Amikor üti az elektródát, amelyre közlekedik. Az ütközés pillanatában a kinetikus energia az elektron is a legnagyobb. Így a mozgás az elektronok a gyorsuló mező növekedése kinetikus energia annak a ténynek köszönhető, hogy a mező nem működik elektron mozgását. Electron mindig veszi az energiát a gyorsító területén.

Velocity szerzett az elektron mozgás gyorsuló területen áthaladni kizárólag attól függ, hogy a potenciális különbség U és képlet határozza meg

Kényelmesen az elektron sebessége kifejezve feltételesen voltban. Például az elektron sebessége 10, olyan sebességgel, hogy az elektron szerez mozgása következtében a gyorsuló mezőben a potenciál-különbség 10. A fenti képlet könnyű megtalálni, hogy ha U - 100 V arány

6000 km / sec. Olyan nagy sebességgel a repülési idő az elektron a elektródok közötti térben kapunk nagyon kicsi, a következő sorrendben: 10 -8 - 10 -10 másodperc.

Mi most úgy a mozgás egy elektron, amelyben a kezdeti sebesség Vo ellen irányul az F erő, ható az elektronok által a területen (1. ábra b). Ebben az esetben, az elektron kibocsátott kezdeti sebességgel egy elektróda egy magasabb pozitív potenciált. Az egyik, hogy az F erő felé irányul a sebesség Vo, akkor elektron fékezés és a retardáló mezőt nevezzük. Ezért, az ugyanazon a területen van egy elektron gyorsuló, majd lassuló mások számára, attól függően, hogy az irányt a kezdeti elektron sebessége.

A kinetikus energia mozgó elektronok egy lassuló területen csökken, mivel nem történik munkavégzés a mező erők, valamint elektronmikroszkópos amelyek .preodolevaet rezisztencia erőtér. Az elvesztett energia az elektron által át a területen. Így egy késleltető területen elektron mindig ad energiát a területen.

Ha a kezdeti sebesség az elektron kifejezve V (Uo), akkor a csökkenés mértéke egyenlő a potenciális különbség az U, amely kiterjeszti a elektron retardáló mezőt. Amikor a kezdeti sebesség az elektron nagyobb, mint a potenciális különbség az elektródák közötti (Uo> U), az elektron áthalad valamennyi az elektródok közötti távolság, és esik az elektróda egy alacsonyabb potenciális. Ha Uo

Ha egy elektron repül egy bizonyos kezdeti sebesség Vo derékszögben a erővonalak (az 1. ábrán), a mező hat a elektronokat az F erő, felé nagy pozitív potenciállal. Ezért, az elektron megy keresztül egyidejűleg két egymásra merőleges mozgások: egységes mozgást a tehetetlenség sebességgel VQ és egyenletesen gyorsuló mozgás vapravlenii az erő F. Mint ismert mechanika, a kapott mozgását az elektron kell lennie egy parabola, és az elektron elhajlik felé a pozitív elektródát. Amikor egy elektron szabadul kívül a területen (1. ábra c), a további el fog mozogni a tehetetlenség egy egyenes vonal rendszeres időközönként.

A fentiek közül elektron törvények a mozgás látható, hogy az elektromos mező mindig hat az elektron kinetikus energia és a sebesség változtatásával őket egyik vagy másik irányba. Így az elektron és az elektromos mező mindig energikus kölcsönhatás, azaz a. E. A csere az energia. Ezen felül, ha a kezdeti sebesség az elektron nem irányul mentén erővonalak, és szögben, majd az elektromos mező hajlik az elektron pályája, forgatva egy egyenes vonal a parabola.
Mi most úgy a mozgás az elektron mágneses térben.

Mozgó elektron elemi elektromos áram tapasztalatok és a mágneses mező ugyanazon cselekmény miatt a áramvezető. Villamosmérnöki köztudott, hogy az egyenes áramvezető a mágneses mezőben, mechanikai erő hat merőlegesen a mágneses erővonalak és a karmester. A ellenkező irányba megváltoztatja a jelenlegi irányt, vagy a mágneses mezőt. Ez az erő arányos a térerősség értéke a jelenlegi és a hossza a karmester, és attól is függ, a szög a vezeték és a mező irányát.

Ez lesz a legnagyobb, ha a vezetőt a vonalakra merőleges irányban; ha a vezető mentén található a erővonalak, az erő nulla.

2. ábra - elektron mozgást egy keresztirányú mágneses mező.

Ha az elektron mágneses mező, álló és mozgó mentén erővonalak, akkor nem vonatkoznak rá a mágneses mezőt. A 2. ábra azt mutatja, hogy mi történik, hogy az elektron, amely belép a homogén mágneses erőtér közötti mágneses pólusok, a kezdeti sebesség Vo merőleges a mező irányát. Hiányában egy elektron mező mozgatni egyenes vonalúan .I egyenletesen (szaggatott vonal) a tehetetlenség; jelenlétében a mező azt tapasztal F erő, irányított merőlegesen a mágneses mező és a sebesség v0. Befolyása alatt ez az erő hajlik az elektron Sway utat és mozog egy körív mentén. A lineáris sebesség Vo és energia ugyanakkor továbbra is ugyanaz, mint az F erő mindig jár merőleges sebesség Vo. Így a mágneses mező, ellentétben az elektromos mező nem változtatja meg az energia az elektron, hanem csupán csavarják rá.