Що таке вакуум?
Вакуум — це простір, у якому майже відсутні молекули та атоми газу. Через це електричний струм не може передаватися іонами, як у газі.
Однак електричний струм у вакуумі можливий, якщо у ньому є вільні електрони.
Як виникає струм у вакуумі?
Основним джерелом електронів є термоелектронна емісія.
Термоелектронна емісія — це явище, коли нагрітий метал випускає електрони.
Будова найпростішої вакуумної лампи
Катод (–) — нагрівається і випускає електрони.
Анод (+) — притягує електрони.
Вакуум між ними забезпечує майже вільний рух електронів.
Коли між катодом і анодом прикладають напругу, електрони рухаються від катода до анода, утворюючи електричний струм.
Чому потрібен вакуум?
Вакуум необхідний тому, що:
електрони майже не стикаються з частинками газу;
їхній рух стає швидким і впорядкованим;
втрати енергії значно зменшуються.
Вакуумні прилади
Вакуумний діод
Має катод і анод.
Пропускає струм лише в одному напрямку.
Тріод
Має катод, анод і керувальну сітку.
Дозволяє підсилювати електричні сигнали.
Електронно-променева трубка
Створює керований пучок електронів.
Використовувалася в старих телевізорах і моніторах.
Де застосовується струм у вакуумі?
📺 Кінескопні телевізори.
💻 Старі комп'ютерні монітори (CRT).
📻 Лампові радіоприймачі та підсилювачі.
📡 Потужні радіопередавачі.
🔬 Електронні мікроскопи.
🛰️ Деякі космічні та наукові прилади.
Переваги вакуумних приладів
висока надійність;
робота при великих напругах;
можливість підсилення слабких сигналів;
стійкість до короткочасних перевантажень.
Недоліки
великі розміри;
значне споживання електроенергії;
нагрівання під час роботи;
поступилися місцем напівпровідниковим приладам у більшості сфер.
Від теорії до сучасних технологій
Хоча більшість електроніки сьогодні працює на напівпровідниках, вакуумні технології залишаються важливими. Їх використовують у:
електронних мікроскопах;
потужних радіопередавачах;
науковому обладнанні;
рентгенівських трубках;
спеціалізованих лампових підсилювачах звуку.
Коротко для запам'ятовування
Вакуум — простір із дуже малою кількістю частинок.
Електричний струм у вакуумі — це впорядкований рух електронів.
Термоелектронна емісія — виліт електронів із нагрітого катода.
Електрони рухаються від катода до анода, а напрямок умовного струму — від анода до катода.
Вакуумні прилади стали основою розвитку електроніки та й сьогодні використовуються в окремих сучасних технологіях.
