Индивидуальное задание 1 По дисциплине Вакуумная и плазменная электроника

• Название: Индивидуальное задание 1 По дисциплине Вакуумная и плазменная электроника
• Дата: 20.01.2022
• Размер: 135.55 Kb.
• Имя файла: Work_WiPE.odt
• Тип: Документы; #337227

Министерство образования и науки РФ
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)
Индивидуальное задание №1

По дисциплине «Вакуумная и плазменная электроника»

Вариант №28

Выполнил: студент гр. 369-2 _______ Хуббиев Р.В. «___» ________________2012.

Принял: Преподаватель каф. ПрЭ _______ Квасница М.С. «___»________________ 2012.

г. Томск

2012

Цель работы

1. 
   Выбрать катод. Обосновать выбор. Катод должен обеспечить ток эмиссии Ie=2,5А.
   
2. 
   Рассчитать параметры катода.
   
3. 
   Как изменится плотность тока эмиссии, если на анод подать напряжение U_a=5В, при этом расстояние между катодом и анодом Dak=0,25см.
   

Выбор катода

1. 
   Выбираем неметаллический термоэлектронный катод , поскольку он обладает большой удельной мощностью накала (19÷25) Вт/см² и достаточной для Iэ = 2,5 А удельной плотностью тока эмиссии 6 А/см² и рабочей температурой Т = 1900 К. Данные взяты из учебного пособия «Вакуумная и плазменная электроника» Аксенов А.И., Окс Е.М., Злобина А.Ф. 2007г., стр.43.
   
2. 
   Используя основную формулу термоэлектронной эмиссии, вычислим эффективную работу выхода для данного катода:
   

, где:

-универсальная константа термоэлектронной эмиссии;

- проницаемость потенциального барьера;

- рабочая температура;

- заряд электрона;

- постоянная Больцмана;

;
;

Найдем из определения эмиссионного тока площадь катода:
, где

S – площадь катода; - ток эмиссии;

;

В качестве диаметра катода примем , диаметр соответствует реальному диаметру в лампочке , исходя из этого длина катода будет равна
;

;

Из полученных результатов имеем катод в виде провода длиной и диаметром , что вполне выполнимо физически.
Рассчитаем максимальную удельную мощность накала:

, где

- коэффициент теплового излучения, взят из таблицы книги Царева М.В «Конструирование и проектирование электронных ламп».

- постоянная Стефана-Больцмана;

;

Выбранный катод близок к реальному, так как максимальная удельная мощность катода лежит в пределах допустимой.

Рассчитаем максимальную мощность накала:

;

;

Для накала принято подавать напряжение (взято из книги Царева), исходя из этого найдем ток накала.
Рассчитаем ток накала:

;

;
Рассчитаем эффективность катода:

;

;

3. 
   При подаче на анод напряжения изменяется плотность эмиссионного тока при этом расстояние между катодом и анодом Dak=0,25см.
   

Формула эффекта Шоттки:

, где

- напряженность электрического поля между катодом и анодом;

- диэлектрическая проницаемость вакуума;

Для начала находим напряженность электрического поля между катодом и анодом

;
Рассчитаем новую плотность тока при подаче напряжение на анод:

;

Плотность тока эмиссии без эффекта Шоттки:

;

Плотность тока эмиссии изменилось на:

;