IV. Định luật Faraday 1 Định luật
2.Mối liên hệ giữa hiệu điện thế và cƣờng độ dòng trong chân không
Cường độ dòng điện qua diode chân không phụ thuộc vào hiệu điện thế u giữa anode và cathodẹ Đường cong biểu diễn I theo u (đường đặc trưng Volt - Ampe)
Khi nhiệt độ cathode không thay đổi thì I phụ thuộc hoàn toàn vào ụ Khi u tăng thì I tăng, u giảm thì I giảm, song I không tăng mãi , khi u đạt đến một giá trị nhất định thì I không tăng được nữạ Cường độ dòng điện đạt giá trị bão hòa Ibh. Điều này được giả i thích, dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron bức xạ ra từ cathodẹ Ở một nhiệt độ xác định của cathode số electron bức xạ nhiệt trên một đơn vị thời gian là hữu hạn.
Khi hiệu điện thế đặt vào hai cực anode và cathode tăng thì số electron bức xạ nhiệt về được anode trong một đơn vị thời gian tăng nên cường độ dòng điện tăng. Song khi hiệu điện thế đạt đến giá trị khiến toàn bộ các electron bức xạ ra từ cathode đều về đến được anode thì dòng điện không tăng được nữạ Khi hiệu điện thế giảm thì cường độ dòng điện cũng giảm theo nhưng khi u = 0 thì I v ẫn
khác 0. Dòng điện chỉ bằng 0 khi ta đặt vào hai cực một hiệu điện thế hãm uh. Điều này được giải thích: Khi u = 0 các electron vẫn bức xạ ra khỏi cathode và do chuyển động nhiệt nó vẫn có thể về được anode tạo thành dòng điện. Dòng điện này chỉ bị triệt tiêu khi ta đặt vào đó một hiệu điện thế hãm uh chống lại chuyển động của electron sao cho ngay cả các electron có động năng ban đầu cực đại cũng không về được anodẹ
Dòng điện trong chân không phụ thuộc vào số electron bức xạ ra khỏi cathode trong một đơn vị thời gian. Như vậy dòng điện trong chân không phụ thuộc vào tác nhân bức xạ electron (ở đây là nhiệt độ). Khi nhiệt độ thay đổi thì đường đặc trưng Volt – Ampe cũng thay đổị Các đường 0124, 0125, 01236...biểu diễn sự phụ thuộc của I vào u ở các nhiệt độ T1, T2 ,T3 tương ứng (T1< T2 < T3). Cường độ dòng điện bão hòa tăng khi nhiệt độ tăng. Mật độ dòng điện bão hòa ibh đặc trưng cho khả năng phát xạ electron. Ibh phụ thuộc vào chất làm cathode và nhiệt độ. Hình vẽ dưới đây cho thấy sự phụ thuộc của dòng điện bão hòa vào nhiệt độ.
Dựa vào thuyết lượng tử năm 1923 Dushman đã tìm ra được công thức thể hiện sự phụ thuộc của mật độ dòng điện bão hòa vào nhiệ t độ tuyệt đối T.
EMBED Equation.3
Trong đó EMBED Equation.3 là công thoát của kim loại, k là hằng số Boltzman, B là hệ s ố phụ thuộc kim loạị Công thức trên là công thức Rochardsan – Dushman. Bởi vì EMBED Equation.3 có mặt trên chỉ số mũ nên khi EMBED Equation.3 nhỏ dòng bão hòa sẽ có giá trị lớn.Vì vậy mặt Vonfram có phủ lớp Ba hay Th có khả năng phát xạ electron rất tốt.