Ce reprezintă curentul electric în vid? Curentul electric în gaze. Curentul electric în vid. Cum poate apărea curentul electric în vid?
Înainte ca dispozitivele semiconductoare să înceapă să fie utilizate în inginerie radio, tuburile vidate erau folosite peste tot.
Conceptul de vid
Tubul electronic era un tub de sticlă sigilat la ambele capete, cu un catod pe o parte și un anod pe cealaltă. Gazul a fost eliberat din tub într-o stare în care moleculele de gaz puteau zbura de la un perete la altul fără să se ciocnească. Această stare de gaz se numește vid. Cu alte cuvinte, vidul este un gaz extrem de rarefiat.
În astfel de condiții, conductivitatea în interiorul lămpii poate fi asigurată doar prin introducerea de particule încărcate în sursă. Pentru ca particulele încărcate să apară în interiorul lămpii, au folosit o proprietate a corpurilor, cum ar fi emisia termoionică.
Emisia termoionică este fenomenul de emisie de electroni de către un corp sub influența temperaturii ridicate. Pentru multe substanțe, emisia termoionică începe la temperaturi la care evaporarea substanței în sine nu poate începe încă. În lămpi, catozii au fost fabricați din astfel de substanțe.
Curentul electric în vid
Catodul a fost apoi încălzit, făcându-l să emită electroni continuu. Acești electroni au format un nor de electroni în jurul catodului. Când o sursă de energie a fost conectată la electrozi, s-a format un câmp electric între ei.
Mai mult, dacă polul pozitiv al sursei este conectat la anod, iar polul negativ la catod, atunci vectorul intensității câmpului electric va fi îndreptat către catod. Sub influența acestei forțe, unii electroni scapă din norul de electroni și încep să se deplaseze spre anod. Astfel, ele creează un curent electric în interiorul lămpii.
Dacă conectați lampa diferit, conectând polul pozitiv la catod și polul negativ la anod, atunci intensitatea câmpului electric va fi direcționată de la catod la anod. Acest câmp electric va împinge electronii înapoi spre catod și nu va exista nicio conducere. Circuitul va rămâne deschis. Această proprietate se numește conductivitate unilaterală.
Dioda de vid
În trecut, conducția unilaterală a fost utilizată pe scară largă în dispozitivele electronice cu doi electrozi. Au fost numite astfel de dispozitive diode de vid. La un moment dat au îndeplinit rolul pe care acum îl îndeplinesc diodele semiconductoare.
Cel mai adesea folosit pentru a îndrepta curentul electric. În acest moment, diodele de vid practic nu sunt folosite nicăieri. În schimb, toată umanitatea progresivă folosește diode semiconductoare.
Curentul electric este mișcarea ordonată a sarcinilor electrice. Poate fi obținut, de exemplu, într-un conductor care conectează un corp încărcat și neîncărcat. Cu toate acestea, acest curent se va opri de îndată ce diferența de potențial dintre aceste corpuri devine zero. Un curent ordonat va exista și în conductorul care conectează plăcile unui condensator încărcat. În acest caz, curentul este însoțit de neutralizarea sarcinilor situate pe plăcile condensatorului și continuă până când diferența de potențial a plăcilor condensatorului devine zero.
Aceste exemple arată că un curent electric într-un conductor apare numai atunci când există potențiale diferite la capetele conductorului, adică atunci când există un câmp electric în el.
Dar în exemplele luate în considerare, curentul nu poate fi de lungă durată, deoarece în procesul de mișcare a sarcinilor, potențialele corpurilor se egalizează rapid și câmpul electric din conductor dispare.
Prin urmare, pentru a obține curent, este necesar să se mențină diferite potențiale la capetele conductorului. Pentru a face acest lucru, puteți transfera sarcini de la un corp la altul înapoi printr-un alt conductor, formând un circuit închis pentru aceasta. Cu toate acestea, sub influența forțelor aceluiași câmp electric, un astfel de transfer de sarcină este imposibil, deoarece potențialul celui de-al doilea corp este mai mic decât potențialul primului. Prin urmare, transferul este posibil numai prin forțe de origine neelectrică. Prezența unor astfel de forțe este asigurată de o sursă de curent inclusă în circuit.
Forțele care acționează în sursa de curent transferă sarcina de la un corp cu un potențial mai mic la un corp cu un potențial mai mare și funcționează în același timp. Prin urmare, trebuie să aibă energie.
Sursele de curent sunt celulele galvanice, bateriile, generatoarele etc.
Deci, principalele condiții pentru apariția curentului electric sunt: prezența unei surse de curent și a unui circuit închis.
Trecerea curentului într-un circuit este însoțită de o serie de fenomene ușor de observat. De exemplu, în unele lichide, când un curent trece prin ele, se observă o eliberare a unei substanțe pe electrozii scufundați în lichid. Curentul în gaze este adesea însoțit de strălucirea gazelor etc. Curentul electric în gaze și vid a fost studiat de remarcabilul fizician și matematician francez Andre Marie Ampere, datorită căruia acum cunoaștem natura unor astfel de fenomene.
După cum știți, vidul este cel mai bun izolator, adică spațiul din care a fost pompat aerul.
Dar este posibil să se obțină un curent electric în vid, pentru care este necesar să se introducă purtători de sarcină în el.
Să luăm un vas din care a fost pompat aer. Două plăci metalice sunt lipite în acest vas - doi electrozi. Unul dintre ele îl conectăm A (anod) la o sursă de curent pozitivă, celălalt K (catod) la una negativă. Tensiunea dintre este suficientă pentru a aplica 80 - 100 V.
Să conectăm un miliampermetru sensibil la circuit. Aparatul nu indică nici un curent; aceasta indică faptul că curentul electric nu există în vid.
Să schimbăm experiența. Ca catod, lipim un fir în vas - un fir, cu capetele scoase. Acest filament va fi tot catodul. Folosind o altă sursă de curent, o încălzim. Vom observa că de îndată ce filamentul este încălzit, dispozitivul conectat la circuit prezintă un curent electric în vid, și cu cât mai mare cu atât filamentul este încălzit mai mult. Aceasta înseamnă că, atunci când este încălzit, firul asigură prezența particulelor încărcate în vid; este sursa acestora.
Cum sunt încărcate aceste particule? Experiența poate oferi răspunsul la această întrebare. Să schimbăm polii electrozilor lipiți în vas - vom face firul un anod, iar polul opus - un catod. Și deși filamentul este încălzit și trimite particule încărcate în vid, nu există curent.
Rezultă că aceste particule sunt încărcate negativ deoarece sunt respinse de electrodul A atunci când este încărcat negativ.
Ce sunt aceste particule?
Conform teoriei electronice, electronii liberi dintr-un metal sunt în mișcare haotică. Când filamentul este încălzit, această mișcare se intensifică. În același timp, unii electroni, dobândind energie suficientă pentru a ieși, zboară din fir, formând un „nor de electroni” în jurul lui. Când se formează un câmp electric între filament și anod, electronii zboară către electrodul A dacă acesta este conectat la polul pozitiv al bateriei și sunt respinși înapoi la filament dacă este conectat la polul negativ, adică are aceeași sarcină ca și electronii.
Deci, curentul electric în vid este un flux direcționat de electroni.
În această lecție continuăm să studiem fluxul de curenți în diverse medii, în special în vid. Vom lua în considerare mecanismul de formare a sarcinilor libere, luăm în considerare principalele dispozitive tehnice care funcționează pe principiile curentului în vid: o diodă și un tub catodic. Vom indica, de asemenea, proprietățile de bază ale fasciculelor de electroni.
Rezultatul experimentului este explicat astfel: ca urmare a încălzirii, metalul începe să emită electroni din structura sa atomică, similar cu emisia de molecule de apă în timpul evaporării. Metalul încălzit este înconjurat de un nor de electroni. Acest fenomen se numește emisie termoionică.
Orez. 2. Schema experimentului lui Edison
Proprietatea fasciculelor de electroni
În tehnologie, utilizarea așa-numitelor fascicule de electroni este foarte importantă.
Definiție. Un fascicul de electroni este un flux de electroni a cărui lungime este mult mai mare decât lățimea sa. Este destul de ușor de obținut. Este suficient să luați un tub cu vid prin care curge curent și să faceți o gaură în anod, către care merg electronii accelerați (așa-numitul pistol de electroni) (Fig. 3).
Orez. 3. tun cu electroni
Fasciculele de electroni au o serie de proprietăți cheie:
Ca urmare a energiei lor cinetice mari, au un efect termic asupra materialului pe care îl impactează. Această proprietate este utilizată în sudarea electronică. Sudarea electronică este necesară în cazurile în care menținerea purității materialelor este importantă, de exemplu, la sudarea semiconductorilor.
- La ciocnirea cu metale, fasciculele de electroni încetinesc și emit raze X utilizate în medicină și tehnologie (Fig. 4).
Orez. 4. Fotografie realizată cu raze X ()
- Atunci când un fascicul de electroni lovește anumite substanțe numite fosfor, apare o strălucire, ceea ce face posibilă crearea de ecrane care ajută la monitorizarea mișcării fasciculului, care, desigur, este invizibil cu ochiul liber.
- Abilitatea de a controla mișcarea fasciculelor folosind câmpuri electrice și magnetice.
Trebuie remarcat faptul că temperatura la care se poate realiza emisia termoionică nu poate depăși temperatura la care structura metalică este distrusă.
La început, Edison a folosit următorul design pentru a genera curent în vid. Un conductor conectat la un circuit a fost plasat pe o parte a tubului vidat, iar un electrod încărcat pozitiv a fost plasat pe cealaltă parte (vezi Fig. 5):
Orez. 5
Ca urmare a trecerii curentului prin conductor, acesta începe să se încălzească, emițând electroni care sunt atrași de electrodul pozitiv. În final, are loc o mișcare direcționată a electronilor, care, de fapt, este un curent electric. Cu toate acestea, numărul de electroni astfel emis este prea mic, rezultând un curent prea mic pentru orice utilizare. Această problemă poate fi depășită prin adăugarea unui alt electrod. Un astfel de electrod cu potențial negativ se numește electrod cu filament indirect. Odată cu utilizarea sa, numărul de electroni în mișcare crește de câteva ori (Fig. 6).
Orez. 6. Folosind un electrod cu filament indirect
Este de remarcat faptul că conductivitatea curentului în vid este aceeași cu cea a metalelor - electronice. Deși mecanismul de apariție a acestor electroni liberi este complet diferit.
Pe baza fenomenului de emisie termoionică a fost creat un dispozitiv numit diodă în vid (Fig. 7).
Orez. 7. Desemnarea unei diode în vid pe o schemă electrică
Dioda de vid
Să aruncăm o privire mai atentă la dioda de vid. Există două tipuri de diode: o diodă cu filament și anod și o diodă cu filament, anod și catod. Prima se numește diodă cu filament direct, a doua se numește diodă cu filament indirect. In tehnologie se folosesc atat primul cat si al doilea tip, insa, dioda cu filament direct are dezavantajul ca la incalzire, rezistenta filamentului se modifica, ceea ce atrage dupa sine o modificare a curentului prin dioda. Și deoarece unele operațiuni care folosesc diode necesită un curent complet constant, este mai indicat să folosiți al doilea tip de diode.
În ambele cazuri, temperatura filamentului pentru emisia efectivă trebuie să fie egală cu 
.
Diodele sunt folosite pentru a redresa curenții alternativi. Dacă o diodă este folosită pentru a converti curenții industriali, atunci se numește kenotron.
Electrodul situat lângă elementul emițător de electroni se numește catod (), celălalt se numește anod (). Când este conectat corect, curentul crește pe măsură ce crește tensiunea. Când este conectat în sens invers, curentul nu va curge deloc (Fig. 8). În acest fel, diodele de vid se compară favorabil cu diodele semiconductoare, în care, atunci când sunt repornite, curentul, deși minim, este prezent. Datorită acestei proprietăți, diodele de vid sunt folosite pentru a redresa curenții alternativi.
Orez. 8. Caracteristica curent-tensiune a unei diode în vid
Un alt dispozitiv creat pe baza proceselor de curgere a curentului în vid este o triodă electrică (Fig. 9). Designul său diferă de designul diodei prin prezența unui al treilea electrod, numit grilă. Un dispozitiv, cum ar fi un tub catodic, care alcătuiește cea mai mare parte a dispozitivelor, cum ar fi un osciloscop și televizoare cu tub, se bazează, de asemenea, pe principiile curentului în vid.
Orez. 9. Circuit triodă de vid
Tub catodic
După cum sa menționat mai sus, pe baza proprietăților de propagare a curentului în vid, a fost proiectat un dispozitiv atât de important precum un tub catodic. Își bazează activitatea pe proprietățile fasciculelor de electroni. Să ne uităm la structura acestui dispozitiv. Un tub catodic constă dintr-un balon de vid cu o expansiune, un tun de electroni, doi catozi și două perechi de electrozi reciproc perpendiculare (Fig. 10).
Orez. 10. Structura unui tub catodic
Principiul de funcționare este următorul: electronii emiși din tun datorită emisiei termoionice sunt accelerați datorită potențialului pozitiv la anozi. Apoi, aplicând tensiunea dorită perechilor de electrozi de control, putem devia fasciculul de electroni după dorință, orizontal și vertical. După care fasciculul direcționat cade pe ecranul cu fosfor, ceea ce ne permite să vedem imaginea traiectoriei fasciculului de pe acesta.
Un tub cu raze catodice este folosit într-un instrument numit osciloscop (Fig. 11), conceput pentru a studia semnalele electrice, și în televizoarele CRT, cu singura excepție că fasciculele de electroni de acolo sunt controlate de câmpuri magnetice.
Orez. 11. Osciloscop ()
În lecția următoare ne vom uita la trecerea curentului electric în lichide.
Bibliografie
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fizica (nivel de bază) - M.: Mnemosyne, 2012.
- Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fizica clasa a X-a. - M.: Ilexa, 2005.
- Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z., Slobodskov B.A. Fizică. Electrodinamică. - M.: 2010.
- Fizica.kgsu.ru ().
- Cathedral.narod.ru ().
Teme pentru acasă
- Ce este emisia electronică?
- Care sunt modalitățile de control al fasciculelor de electroni?
- Cum depinde conductivitatea unui semiconductor de temperatură?
- Pentru ce este folosit un electrod cu filament indirect?
- *Care este principala proprietate a unei diode în vid? Cu ce se datorează?
Subiect. Curentul electric în vid
Scopul lecției: să explice elevilor natura curentului electric în vid.
Tip de lecție: lecție despre învățarea de material nou.
PLANUL LECȚIEI
MATERIAL DE ÎNVĂȚARE NOU
Vidul este o stare de gaz în care presiunea este mai mică decât cea atmosferică. Există viduri joase, medii și înalte.
Pentru a crea un vid înalt, este necesară o rarefacție, pentru care, în gazul care rămâne, calea liberă medie a moleculelor este mai mare decât dimensiunea vasului sau distanța dintre electrozii din vas. În consecință, dacă se creează un vid în vas, atunci moleculele din acesta aproape că nu se ciocnesc unele cu altele și zboară liber prin spațiul interelectrod. În acest caz, ei experimentează ciocniri numai cu electrozii sau cu pereții vasului.
Pentru ca un curent să existe în vid, este necesar să plasezi o sursă de electroni liberi în vid. Cea mai mare concentrație de electroni liberi în metale. Dar la temperatura camerei nu pot părăsi metalul, deoarece sunt ținute în el de forțele de atracție Coulomb a ionilor pozitivi. Pentru a depăși aceste forțe, un electron trebuie să cheltuiască o anumită energie, care se numește funcție de lucru, pentru a părăsi suprafața metalică.
Dacă energia cinetică a electronului depășește sau este egală cu funcția de lucru, atunci acesta va părăsi suprafața metalului și va deveni liber.
Procesul de emitere a electronilor de pe suprafața unui metal se numește emisie. În funcție de modul în care a fost transferată energia necesară electronilor, se disting mai multe tipuri de emisie. Una dintre ele este emisia de electroni termici.
Ø Emisia de electroni de catre corpurile incalzite se numeste emisie termoelectronica.
Fenomenul de emisie termoionică face ca un electrod metalic încălzit să emită electroni continuu. Electronii formează un nor de electroni în jurul electrodului. În acest caz, electrodul devine încărcat pozitiv, iar sub influența câmpului electric al norului încărcat, electronii din nor sunt parțial returnați la electrod.
În starea de echilibru, numărul de electroni care părăsesc electrodul pe secundă este egal cu numărul de electroni care se întorc la electrod în acest timp.
Pentru ca curentul să existe, trebuie îndeplinite două condiții: prezența particulelor încărcate libere și un câmp electric. Pentru a crea aceste condiții, doi electrozi (catod și anod) sunt plasați în cilindru și aerul este pompat din cilindru. Ca urmare a încălzirii catodului, electronii zboară din el. Un potențial negativ este aplicat catodului, iar un potențial pozitiv este aplicat anodului.
O diodă modernă de vid constă dintr-un cilindru de sticlă sau metal-ceramic, din care aerul este evacuat la o presiune de 10-7 mm Hg. Artă. Doi electrozi sunt lipiți în cilindru, dintre care unul - catodul - are forma unui cilindru metalic vertical realizat din wolfram și acoperit de obicei cu un strat de oxizi de metal alcalino-pământos.
În interiorul catodului există un conductor izolat care este încălzit prin curent alternativ. Catodul încălzit emite electroni care ajung la anod. Anodul lămpii este un cilindru rotund sau oval care are o axă comună cu catodul.
Conductivitatea unidirecțională a unei diode în vid se datorează faptului că, din cauza încălzirii, electronii zboară din catodul fierbinte și se deplasează către anodul rece. Electronii pot circula doar prin diodă de la catod la anod (adică curentul electric poate curge doar în sens opus: de la anod la catod).
Figura prezintă caracteristica curent-tensiune a unei diode în vid (o valoare negativă a tensiunii corespunde cazului în care potențialul catodului este mai mare decât potențialul anodului, adică câmpul electric „încearcă” să readucă electronii înapoi la catod).
Diodele de vid sunt folosite pentru a redresa curentul alternativ. Dacă plasați un alt electrod (grilă) între catod și anod, atunci chiar și o ușoară modificare a tensiunii dintre rețea și catod va afecta semnificativ curentul anodului. Un astfel de tub de electroni (triodă) vă permite să amplificați semnale electrice slabe. Prin urmare, de ceva timp aceste lămpi au fost elementele principale ale dispozitivelor electronice.
Curentul electric în vid a fost folosit într-un tub catodic (CRT), fără de care pentru o lungă perioadă de timp a fost imposibil de imaginat un televizor sau un osciloscop.
Figura prezintă un design simplificat al unui CRT.
„Pistolul” de electroni din gâtul tubului este catodul, care emite un fascicul intens de electroni. Un sistem special de cilindri cu orificii (1) focalizează acest fascicul și îl îngustează. Când electronii lovesc ecranul (4), acesta începe să strălucească. Fluxul de electroni poate fi controlat folosind plăci verticale (2) sau orizontale (3).
O energie semnificativă poate fi transferată la electroni în vid. Fasciculele de electroni pot fi folosite chiar și pentru a topi metale în vid.
ÎNTREBĂRI CĂTRE STUDENTI ÎN TIMPUL PREZENTĂRII DE MATERIAL NOU
Primul nivel
1. În ce scop se creează un vid înalt în tuburile de electroni?
2. De ce o diodă în vid conduce curentul într-o singură direcție?
3. Care este scopul unui tun cu electroni?
4. Cum sunt controlate fasciculele de electroni?
Al doilea nivel
1. Ce caracteristici are caracteristica curent-tensiune a unei diode în vid?
2. Va funcționa în spațiu un tub radio cu sticlă spartă?
CONSTRUCȚIA MATERIALELOR ÎNVĂȚATE
1. Ce trebuie făcut pentru ca o lampă cu trielectrod să poată fi folosită ca diodă?
2. Cum puteți: a) crește viteza electronilor în fascicul; b) schimbarea direcției de mișcare a electronilor; c) nu mai mișcă electronii?
1. Curentul maxim de anod într-o diodă în vid este de 50 mA. Câți electroni sunt emiși de catod în fiecare secundă?
2. Un fascicul de electroni, care este accelerat de o tensiune U 1 = 5 kV, zboară într-un condensator plat la mijloc între plăci și paralel cu acestea. Lungimea condensatorului l = 10 cm, distanța dintre plăci d = 10 mm. La ce tensiune minimă U 2 de pe condensator nu vor zbura electronii din el?
Soluții. Mișcarea unui electron seamănă cu mișcarea unui corp aruncat orizontal.
Componenta orizontală v a vitezei electronului nu se modifică; ea coincide cu viteza electronului după accelerare. Această viteză poate fi determinată folosind legea conservării energiei: Aici e este sarcina electrică elementară, me este masa electronului. Accelerația verticală a transmite electronului o forță F care acționează din câmpul electric al condensatorului. Conform celei de-a doua legi a lui Newton,
unde este intensitatea câmpului electric din condensator.
Electronii nu vor fi ejectați din condensator dacă sunt deplasați cu o distanță d/2.
Asa de, 
- timpul de mișcare a unui electron într-un condensator. De aici
După verificarea unităților de mărime și înlocuirea valorilor numerice, obținem U 2 = 100 B.
CE AM ÎNVĂȚAT LA LECȚIE
Vidul este un gaz atât de rarefiat încât calea liberă medie a moleculelor depășește dimensiunile liniare ale vasului.
Energia pe care un electron trebuie să o cheltuiască pentru a părăsi suprafața metalului se numește funcție de lucru.
Emisia de electroni de către corpurile încălzite se numește emisie termoelectronică.
Curentul electric în vid este mișcarea direcționată a electronilor rezultată din emisia termoionică.
Dioda de vid are conductivitate unidirecțională.
Un tub catodic vă permite să controlați mișcarea electronilor. CRT-ul a făcut posibilă crearea televiziunii.
Teme pentru acasă
1. Sub-1: § 17; Sub-2: § 9.
Riv1 nr. 6.12; 6,13; 6.14.
Riv2 nr. 6.19; 6,20; 6.22, 6.23.
3. D: pregătiți-vă pentru munca independentă nr. 4.
SARCINI DIN AUTO-MUNCĂ Nr. 4 „LEGILE CURENTULUI DC”
Sarcina 1 (1,5 puncte)
Mișcarea căror particule creează un curent electric în lichide?
O mișcare a atomilor.
Ar fi mișcarea moleculelor.
B Mișcarea electronilor.
D Mișcarea ionilor pozitivi și negativi.
Figura prezintă o descărcare electrică în aer creată folosind un transformator Tesla.
Și curentul electric din orice gaz este direcționat în direcția în care se mișcă ionii negativi.
Conductivitatea oricărui gaz se datorează numai mișcării electronilor.
B Conductivitatea oricărui gaz se datorează numai mișcării ionilor.
D Conductivitatea oricărui gaz se datorează doar mișcării electronilor și ionilor.
Sarcina 3 are ca scop stabilirea unei corespondențe (pereche logică). Pentru fiecare rând marcat cu o literă, selectați o declarație marcată cu un număr.
A semiconductori de tip N.
B semiconductori de tip P.
Conductivitate electronică.
D Conductibilitatea găurii.
1 Semiconductori în care purtătorii principali de sarcină sunt găuri.
2 Semiconductoare în care principalii purtători de sarcină sunt electronii.
3 Conductibilitatea unui semiconductor datorită mișcării găurilor.
4 Conductibilitatea unui semiconductor datorită mișcării electronilor.
5 Semiconductori în care principalii purtători de sarcină sunt electronii și găurile.
La ce putere a curentului a fost efectuată electroliza unei soluții apoase de CuSO4, dacă în 2 minute. 160 g de cupru au fost eliberate la catod?
Lecția nr. 40-169 Curentul electric în gaze. Curentul electric în vid.
În condiții normale, gazul este un dielectric ( R ), adică este format din atomi și molecule neutre și nu conține purtători liberi de curent electric. Gaz conductor este un gaz ionizat, are conductivitate electron-ion.Aer-dielectric
Ionizarea gazelor- aceasta este dezintegrarea atomilor sau moleculelor neutre în ioni și electroni pozitivi sub influența unui ionizator (ultraviolete, raze X și radiații radioactive; încălzire) și se explică prin dezintegrarea atomilor și moleculelor în timpul ciocnirilor la viteze mari. evacuarea gazelor– trecerea curentului electric prin gaz. Descărcările de gaz se observă în tuburile cu descărcare în gaz (lămpi) atunci când sunt expuse la un câmp electric sau magnetic. 
Recombinarea particulelor încărcate
Descărcare de gaz neautosusținută- aceasta este o descărcare care există doar sub influența ionizatorilor externi Gazul din tub este ionizat și furnizat electrozilorîn tub apare tensiunea (U) și un curent electric (I). Pe măsură ce U crește, curentul I crește Când toate particulele încărcate formate într-o secundă ajung la electrozi în acest timp (la o anumită tensiune ( U*), curentul ajunge la saturație (I n). Dacă acțiunea ionizatorului se oprește, atunci se oprește și descărcarea (I= 0). Descărcare de gaz autonomă- o descărcare într-un gaz care persistă după terminarea ionizatorului extern datorită ionilor și electronilor rezultați din ionizarea prin impact (= ionizarea unui șoc electric); apare atunci când diferența de potențial dintre electrozi crește (se produce o avalanșă de electroni). La o anumită valoare a tensiunii ( U breakdown) puterea curentului din nou crește. Ionizatorul nu mai este necesar pentru a menține descărcarea. Ionizarea are loc prin impactul electronilor. O descărcare de gaz non-susținută se poate transforma într-o descărcare de gaz autonomă atunci când U a = U aprindere. Defectarea electrică a gazului- trecerea unei descărcări de gaze neauto-susținute într-una autonomă. Tipuri de descărcare independentă de gaze:
1. mocnire - la presiuni scăzute (până la câțiva mm Hg) - observată în tuburile de lumină cu gaz și laserele cu gaz. (lampă fluorescentă) 2. scânteie - la presiune normală ( P =
P
ATM) și putere mare de câmp electric E (fulger - puterea curentului de până la sute de mii de amperi). 3. corona - la presiune normala intr-un camp electric neuniform (la varf, focul Sf. Elm). 4. arc - apare între electrozii strâns distanțați - densitate mare de curent, tensiune scăzută între electrozi (în spoturi, echipamente cu film de proiecție, sudare, lămpi cu mercur)
Plasma- aceasta este a patra stare de agregare a unei substanțe cu un grad ridicat de ionizare datorită ciocnirii moleculelor cu viteză mare la temperatură ridicată; găsit în natură: ionosfera este o plasmă slab ionizată, Soarele este o plasmă complet ionizată; plasmă artificială - în lămpi cu descărcare în gaz. Plasma este: 1. - temperatură scăzută T 10 5 K. Proprietățile de bază ale plasmei: - conductivitate electrică ridicată; - interacțiune puternică cu câmpurile electrice și magnetice externe. La T = 20∙ 10 3 ÷ 30∙ 10 3 K, orice substanță este plasmă. 99% din materia din Univers este plasmă.
Curentul electric în vid.
). În vid: - curentul electric este imposibil, deoarece numărul posibil de molecule ionizate nu poate asigura conductivitate electrică; - este posibil să creezi un curent electric în vid dacă folosești o sursă de particule încărcate; - actiunea unei surse de particule incarcate se poate baza pe fenomenul de emisie termoionica. Emisia termoionică- fenomenul de emisie de electroni liberi de la suprafata corpurilor incalzite, emisia de electroni de catre corpuri solide sau lichide are loc atunci cand sunt incalziti la temperaturi corespunzatoare stralucirii vizibile a unui metal fierbinte. Electrodul metalic încălzit emite în mod continuu electroni, formând un nor de electroni în jurul său.Într-o stare de echilibru, numărul de electroni care au părăsit electrodul este egal cu numărul de electroni care s-au întors la el (deoarece electrodul devine încărcat pozitiv atunci când electronii se pierd). Cu cât temperatura metalului este mai mare, cu atât densitatea norului de electroni este mai mare. Curentul electric în vid este posibil în tuburile vidate. Un tub electronic este un dispozitiv care utilizează fenomenul de emisie termoionică. 
Dioda de vid.
Caracteristica I-V (caracteristica volt-amperi) a unei diode în vid.
Curentul la intrarea redresorului cu diode La tensiuni anodice mici, nu toți electronii emiși de catod ajung la anod, iar curentul este mic. La tensiuni înalte, curentul ajunge la saturație, adică. valoare maximă. O diodă de vid are conductivitate unidirecțională și este folosită pentru a redresa curentul alternativ. Fascicule de electroni este un flux de electroni care zboară rapid în tuburi vid și dispozitive cu descărcare în gaz. Proprietățile fasciculelor de electroni: - deviază în câmpuri electrice; - devierea în câmpuri magnetice sub influența forței Lorentz; - când un fascicul care lovește o substanță este decelerat, apar radiații cu raze X; - determină strălucirea (luminescența) unor solide și lichide (luminofori); - se încălzește substanța prin contactul cu ea.
tub catodic (CRT)
