Electronică și electro - mișcarea electronilor în câmpuri electrice și magnetice

În toate aparatele electronice, curenți electronice și ionice în vid sau gaz, care se află sub presiune sau altfel sunt expuse la un câmp electric. Interacțiunea electroni se deplasează cu un .fields electric este procesul principal în dispozitivele electronice și ionice. Luați în considerare o mișcare a unui electron în câmpul electric.

Fig.1 - mișcarea electronilor în accelerația (a) decelerează (b) și transversale (c) câmpuri electrice

Figura 1a, prezentat în câmp vid electric între doi electrozi plane. Acestea pot constitui un catod și un anod de diode sau oricare două dispozitiv electrod adiacent cu mulți electrozi. Imaginați-vă că dintr-un electrod având un potențial mai mic, de exemplu zhatoda, electronul emis la o viteză inițială Vo. Câmpul acționează asupra electronilor cu forța F și accelerează spre electrod având un potențial pozitiv ridicat, de exemplu, la anod. Cu alte cuvinte, electronul este atras de electrod cu un potențial pozitiv ridicat. Prin urmare, domeniul în acest caz, se numește accelerare. Mutarea electron accelerat devine cea mai mare viteză, la capătul căii sale, adică. E. Când lovirea electrodului la care este de zbor. În momentul impactului, energia cinetică a electronului este, de asemenea, cea mai mare. Astfel, mișcarea electronilor în câmpul de accelerare este o creștere a energiei cinetice, datorită faptului că câmpul funcționează pe mișcarea de electroni. Electron ia întotdeauna energia din câmpul de accelerare.

Velocity dobândite la mișcarea electronilor în câmpul traversat exclusiv accelerează depinde de diferența de potențial U și definită prin formula

Convenabil viteza electronilor exprimate condiționat în volți. De exemplu, viteza de electroni la 10, înseamnă o viteză care electron dobândește un rezultat al mișcării în câmpul de accelerare, la o diferență de potențial de 10. Din formula de mai sus este ușor de a găsi că, atunci când U - 100 V rata

6000 km / sec. La astfel de viteze mari timpul de zbor al electronului în spațiul dintre electrozi este obținut este foarte mică, de ordinul a 10 -8-10 -10 secunde.

Considerăm acum mișcarea unui electron în care viteza inițială Vo este îndreptată împotriva forței F, care acționează asupra electronilor de câmp (Figura 1 b). În acest caz, electronul emis la o viteză inițială a unui electrod la un potențial pozitiv mai ridicat. Unul ca forța F este îndreptată spre viteza Vo, atunci electroni de frânare și de retardare câmp este numit. Prin urmare, același domeniu este pentru un electron de accelerare și decelerare pentru alții, în funcție de direcția vitezei electronilor inițiale.

Energia cinetică a electronilor care se deplasează într-un câmp de decelerare este redusă, deoarece nici o lucrare se face de către forțele de câmp și de electroni care .preodolevaet câmp de forță de rezistență. Energia pierdută de electron este transferat în câmpul. Astfel, într-un câmp de electroni de retardare dă întotdeauna energia câmpului.

Dacă viteza inițială a electronului exprimată în volți (Uo), atunci rata scădere este egală cu diferența de potențial de U, care se extinde în domeniul retardare de electroni. Când viteza inițială a electronului este mai mare decât diferența de potențial dintre electrozii (Uo> U), electronul trece toată distanța dintre electrozi și scade la electrodul la un potențial mai scăzut. Dacă Uo

În cazul în care un electron zboara la o anumită viteză inițială Vo la unghiuri drepte față de liniile de câmp (în figura 1), acționează asupra câmpului electronilor cu forța F, îndreptată spre un potențial pozitiv ridicat. Prin urmare, electronul suferă simultan două mișcări perpendiculare reciproc: o mișcare uniformă de inerție la o VQ viteză și mișcare uniform accelerată vapravlenii forța F. Așa cum se cunoaște din mecanică, mișcarea rezultantă a electronului trebuie sa fie o parabolă, iar electronul este deviat spre un electrod pozitiv. Atunci când un electron este eliberat în afara câmpului (Figura 1 c), în continuare se va deplasa prin inerție într-o linie dreaptă, la intervale regulate.

Printre legile de electroni de mai sus ale mișcării se poate observa că câmpul electric acționează întotdeauna asupra electronului energia cinetică și viteza, prin schimbarea-le într-o direcție sau alta. Astfel, între electroni și câmpul electric are întotdeauna interacțiune energetică, adică. E. Schimbul de energie. În plus, în cazul în care viteza inițială a electronului nu este direcționat de-a lungul liniilor de câmp și la un unghi, atunci câmpul electric indoaie traiectoria electronilor, transformându-l dintr-o linie dreaptă la parabolei.
Considerăm acum mișcarea unui electron într-un câmp magnetic.

Mutarea de electroni este un elementar experiențe electrice de curent și de câmpul magnetic este același act ca și conductorul parcurs de curent. De inginerie electrica este cunoscut faptul că pe un conductor parcurs de curent în câmpul magnetic, acționează forța mecanică la unghiuri drepte față de liniile de câmp magnetic și conductorul. direcția sa este inversată prin schimbarea direcției curente sau câmpul magnetic. Această forță este proporțională cu valoarea intensității câmpului curentului și lungimea conductorului, și, de asemenea, depinde de unghiul dintre conductor și direcția câmpului.

Acesta va fi cel mai mare în cazul în care conductorul este perpendicular pe liniile; în cazul în care conductorul este situat de-a lungul liniilor de câmp, forța este zero.

Figura 2 - mișcare de electroni într-un câmp magnetic transversal.

În cazul în care un electron într-un câmp magnetic este în staționare sau se deplasează de-a lungul liniilor de câmp, atunci nu i se aplică câmpului magnetic. Figura 2 arată ce se întâmplă cu un electron care intră în câmpul magnetic uniform generat între poli magnetici, cu o viteză inițială Vo perpendicular pe direcția câmpului. În absența unui câmp de electroni pentru a deplasa rectiliniu .i uniform (linia punctată) prin inerție; în prezența câmpului experimentează o forță F, îndreptată perpendicular pe câmpul magnetic și v0 vitezei. Sub influența acestei forțe se îndoaie calea Sway de electroni și se deplasează de-a lungul unui arc de cerc. Viteza sa liniară Vo și energie, în același timp, rămân aceleași ca și forța F acționează întotdeauna perpendicular pe viteza Vo. Astfel, câmpul magnetic, spre deosebire de câmpul electric nu modifică energia electronului, ci doar îl răsucește.