1. Chương III: Dòng điện trong các môi trường
  2. Lớp 11
  3. Vật lý lớp 11

Chuyên đề: Dòng điện trong chân không

Công thức cần nhớ

  • Cường độ dòng điện:

\(I=\frac{q}{t}=\frac{N\left | e \right |}{t}\)

Trong đó:   – I: cường độ dòng điện trong chân không (A)

                       – N: số electron bứt ra khỏi catot chuyển động đến anot

                       – e = 1,6.10-19C : điện tích của electron 

                       – t: thời gian chuyển động của electron.

  • Động năng của các e khi đến catot

\(W_d=0,5mv^2=\left |e \right |U\)

  • Lực điện tác dụng lên electron

\(F=|e|E=|e|.\frac{U}{d}\)

  • Gia tốc chuyển động của các electron

\(a=\frac{F}{m}=\frac{\left | e \right |E}{m}\)

  • Thời gian chuyển động của các electron

\(t=\frac{v}{a}=\sqrt{\frac{2d}{a}}\)

Bài tập 1: Catot của một điot chân không có diện tích mặt ngoài S = 10 mm2. Dòng bão hoà Ibh = 10 mA. Tính số electron phát xạ từ một đơn vị diện tích của catot trong một giây.

Lời giải:

Điện lượng chạy qua mặt ngoài của catot trong một giây là:

Q = It = 10.10-3.1 = 10-2 C

Số electron phát ra từ catot trong một giây là:

\(N=\frac{Q}{e}=\frac{10^{-2}}{1,6.10^{-19}}=6,25.10^{16}\)

Số electron phát ra từ một đơn vị diện tích của catot trong 1 giây là:

\(n=\frac{N}{S}=\frac{6,25.10^{16}}{10.10^{-6}}=6,25.10^{21}\)

Bài tập 2: Hiệu điện thế giữa anot và catot của xung electron là 2500 V. Tính tốc độ của electron mà súng phát ra. Cho biết khối lượng của electron là 9,11.10-31 kg.

Lời giải:

Năng lượng electron nhận dưới dạng động năng là:

\(W_d=|e|U=2500eV=4.10^{-16}\: J\)

Từ công thức động năng \(W_d=\frac{1}{2}mv^2\) ta được:

\(v=\sqrt{\frac{2W}{m}}=\sqrt{\frac{2.4.10^{-16}}{9,11.10^{-31}}}=2,96.10^{7}(m/s)\)

Bài tập tự luyện

Bài tập 1: Một đèn điện tử có hai cực (coi như phẳng) cách nhau 10 mm. Hiệu điện thế giữa hai cực là 200 V. Tính:

a. Động năng và vận tốc của các electron tại anot

b. Lực tác dụng lên electron khi nó di chuyển từ catot sang anot.

c. Thời gian electron di chuyển đến anot.

d. Thời gian 20s có 1,25.108 electron đến được anot. Tính cường độ dòng điện trong mạch đèn.

Lời giải: Tại đây

Bài tập 2: Đặc tuyến vôn ampe của một điốt chân không biểu diễn bởi hệ thức I = aU + bU2 (a = 0,15 mA/V, b = 0,005 MA/V2). I là cường độ dòng điện qua điốt, U là hiệu điện thế giữa A và K. Điốt mắc vào một nguồn có E = 120V, r = 0 nối tiếp với điện trở R = 20 kΩ. Cường độ dòng điện qua điot có giá trị là?

Lời giải: Tại đây

 

Người đóng góp
Comments to: Chuyên đề: Dòng điện trong chân không