При прямом включении электровакуумного диода в цепь, через лампу будет протекать анодный ток.
Чем же определяется величина анодного тока?
Чтобы ответить на этот вопрос, проведем следующий опыт.
Раскалим катод до нужной температуры и будем подавать на анод положительное напряжение, начиная с самого небольшого и постепенно увеличивая его. При каждом изменении анодного напряжения будем по миллиамперметру отмечать величину тока в цепи. Если мы затем по записанным отсчетам построим, график, откладывая на горизонтальной оси величины напряжения на аноде, а на — вертикальной — величины анодного тока, то получим кривую (рисунок 1).
При отсутствии анодного напряжения электроны к аноду не притягиваются, анодный ток будет равен нулю.
Анодный ток возникнет после того, как на анод будет подано положительное напряжение. По мере его увеличения анодный ток будет возрастать, причем рост его вначале до точки «А» идет медленно, а затем быстрее. Такое быстрое возрастание тока продолжается, пока он не достигнет некоторого значения, соответствующего точке «Б.» При дальнейшем повышении анодного напряжения рост анодного тока замедляется. Наконец, в точке «В» он достигает наибольшей величины.
Дальнейшее повышение анодного напряжения уже не сопровождается увеличением анодного тока.
Кривая, показывающая зависимость величины анодного тока двухэлектродной лампы от напряжения на ее аноде, называется характеристикой лампы и служит для технических расчетов, связанных с использованием лампы.
Чем же объясняется такая форма характеристики диода?
Чтобы понять это, проследим за происходящими в лампе процессами.
Вначале, при отсутствии на аноде напряжения, излучаемые катодом электроны скапливаются вокруг него, образуя «электронное облачко». Иначе его называют пространственным зарядом. При появлении на аноде небольшого положительного напряжения некоторые электроны, обладающие большей скоростью, чем остальные, начинают отрываться от облачка и устремляться к аноду, создавая небольшой анодный ток. По мере увеличения анодного напряжения все большее количество электронов будет отрываться от облачка и притягиваться анодом. Наконец при достаточно большом напряжении на аноде все электроны, окружающие катод, будут притянуты, электронное облачко совершенно «рассосется». Этот момент соответствует точке «В» характеристики лампы. При таком анодном напряжении все вылетающие из катода электроны будут немедленно притягиваться анодом. Дальнейшее увеличение анодного тока при данной величине накала невозможно. Для этого потребовались бы дополнительные электроны, а их взять негде. Вся эмиссия катода, соответствующая данной его температуре, зависящей от величины накала, исчерпана.
Анодный ток такой величины, которая устанавливается при полном использовании всей эмиссии катода, называется током насыщения. Увеличить этот ток можно только одним способом — повысить накал катода, но этот способ не применяется, потому что он сокращает срок службы катода.
Список использованных источников
Левитин Е.А, Левитин Л.Е. Электронные лампы (3-е издание, 1964)