Термоэмиссионный преобразователь

С поверхности горячего металла (катода), который обладает большой работой выхода вследствие термоэлектронной эмиссии, «испаряются» электроны. Пролетев межэлектродный промежуток, электроны «конденсируются» в холодном металле с малой работой выхода (в аноде). Остальная часть энергии электронов идет на совершениe полезной работы внешней цепи. Схематично термоэмиссионный преобразователь изображен на рис. 160, а на рис. 161 эпюра напряжения термоэмиссионного преобразователя.

В промежутке между катодом и анодом «испаряющиеся» электроны создают пространственный заряд, который своим действием ограничивает ток преобразователя. Для нейтрализации этого заряда в промежуток вводят обычно па

На выходе термоэмиссионного преобразователя получается напряжение, обусловленное разностью работ выхода из катода А_к и анода А_а (рис. 161), за вычетом падения напряжения на плазменном промежутке Uпл, т. е.

КПД такой системы достигает 20—30%.

Термоэмиссионные преобразователи тепловой энергии в электрическую обладают малым весом на единицу мощности, поэтому ихприменение весьма перспективно в различных летательных аппаратах.

Вопросы для повторения

1. Чем определяется контактная разность потенциалов?

2. Какие основные закономерности были установлены Вольтом для контактной разности потенциалов?

3. Вследствие чего возникает диффузионный член в контактной разности потенциалов?

4. Когда диффузионный член является определяющим в контактной разности потенциалов?

5. В каких условиях возникает термоЭДС?

6. Какие параметры электронного газа внутри металла определяют термоЭДС?

7. В чем состоит явление Зеебека и где оно используется?

8. Почему возникает явление Пельтье?

9. Какое явление было предсказано У. Томсоном (Кельвином)?

10. Как осуществляется прямое преобразование тепловой энергии в электрическую на основе явления Зеебека?

11. Чем отличается формула для плотности термоэмиссионного тока, полученная на основе квантовых представлений, от формулы Ричардсона-Дэшмана?

12. В чем заключается эффект Шотки?

13. Когда возможна термоионная эмиссия?

14. Дайте определение автоэлектронной эмиссии.

15. Какова физическая природа автоэлектронной эмиссии?

16. Как связана плотность тока автоэлектронной эмиссии с напряженностью электрического поля?

17. Где используется автоэлектронная эмиссия?

18. В каких условиях возникает вторичная электронная эмиссия?

19. Объясните физическую природу возникновения вторичной электронной эмиссии под действием электронов и ионов.

20. В каких технических устройствах используется вторичная электронная эмиссия?

21. Какова физическая сущность фотоэлектронной эмиссии?

22. Запишите уравнение Эйнштейна для фотоэффекта и сформулируйте условия его применимости.

23. Какие причины обусловливают возникновение нелинейного фотоэффекта?

24. Сформулируйте основной принцип работы термоэмиссионного преобразователя.

25. В каких режимах может работать термоэмиссионный преобразователь?

26. Почему термоэмиссионный преобразователь как источник энергии выгодно использовать в ракетных и космических системах?

Поиск по сайту: