Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Elektroteknik
Gasurladd ningar vid mycket höga frekvenser.
Av HANNES ALFVÉN.1
De fenomen, som uppträda vid elektriska
urladdningar genom förtunnade gaser, äro ju mycket
komplicerade. Urladdningarnas utseende och elektriska
egenskaper bero i hög grad både av gasens tryck och
kemiska sammansättning och av elektrodernas form
och beskaffenhet. Även strömstyrkan och frekvensen
spela en stor roll.
Den gasurladdningstyp, som är bäst studerad, är
glimurladdningen. Om ett urladdningsrör, t. e. av
den enkla typ som fig. 1 anger, evakueras till ett
tryck av storleksordningen 1 mm Hg, och en ström
av storleken milliampére sändes igenom röret,
uppstår en glimurladdning. Spänningen mellan
elektroderna är några hundra voit.
Pör glimurladdningens mekanism äro följande
fenomen av största betydelse. Antag, att en elektron
av någon orsak emitteras från urladdningsrörets
katod. Den elektriska fältstyrkan i urladdningsröret
accelererar elektronen, så att dess kinetiska energi
ökas. Samtidigt kolliderar elektronen med
gasmolekyler. Dessa kollisioner kunna vara antingen
elastiska eller oelastiska. Vid elastiska kollisioner
förlorar elektronen icke någon större del av sin energi,
under det att vid de oelastiska kollisionerna en
avsevärd del av energien lämnas över till atomen, som
antingen joniseras eller bringas att utsända ljus.
Förutsättningen för att en elektron skall kunna
jonisera en atom är att elektronens kinetiska energi
överstiger ett visst för atomen karakteristiskt
minimum, atomens joniseringsenergi.
Då den elektron, som vi antagit emitterad från
katoden, har uppnått en kinetisk energi, som
överskrider atomernas joniseringsenergi, kan den jonisera en
atom, som den kolliderar med. Atomen ifråga klyves
härvid i en positiv jon och en elektron. Denna nya
sekundära elektron accelereras av det elektriska
fältet liksom den primära elektronen, som vid
joniseringen förlorat största delen av sin energi. Efter att
ha tillryggalagt en viss sträcka i det elektriska fältet
ha åter både den primära och sekundära elektronen
fått den kinetiska energi, som fordras för att
åstadkomma jonisation, och nya joniseringsprocesser äga
rum. På detta sätt kommer en elektron, som
emitteras från katoden, på sin vandring mot anoden att
åstadkomma ett stigande antal elektroner. Man får
en "elektronlavin" från katoden till anoden.
När en positiv jon träffar en metallyta, kan den
åstadkomma en emission av elektroner från metallen
under förutsättning att jonens kinetiska energi är
tillräckligt stor. De joner, som alstras av
elektronlavinen, vandra i det elektriska fältet i riktning mot
katoden. Om de träffa katoden med tillräckligt stor
energi, åstadkomma de därför en elektronemission
från katoden. De elektroner, som på detta sätt
emitteras, vandra i det elektriska fältet mot anoden
och åstadkomma nya elektronlaviner.
Förutsättningen för att en glimurladdning skall
kunna upprätthållas är följande. Om t. e. 100 elek-
1 Föredrag vid Tekniska fysikers förenings sammanträde
den 4 mars 1942.
troner emitteras från katoden, så måste de i gasen
åstadkomma ett antal joner, som är så stort, att dessa
joner, när de träffa katoden, i sin tur ge upphov till
en emission av minst 100 elektroner. För att
urladdningen skall brinna stabilt måste i själva verket
förhållandena i urladdningen anpassas så, att 100
emitterade elektroner genom sina sekundärfenomen ge
upphov till en emission av exakt 100 nya elektroner.
Fenomenen vid en glimurladdning äro naturligtvis
alltid mycket mera komplicerade än vad ovanstående
enkla schema anger. Emissionen av elektroner från
katoden, vilken är av primär betydelse för
urladdningen, sker i själva verket icke endast genom stötar
av positiva joner utan flera andra fenomen, såsom t. e.
fotoemission av elektroner till följd av det ljus som
urladdningen ger, bidraga.
Den spänning, som fordras för att uppehålla en
urladdning genom ett visst urladdningsrör, är inom
ganska vida gränser oberoende av strömstyrkan men
beror i hög grad på gasens tryck och även på dess
kemiska sammansättning. Fig. 2 visar spänningen
som en funktion av trycket. Som abskissa är angivet
produkten av gastrycket P och elektrodavståndet d.
En ökning av gastrycket är nämligen ekvivalent med
en ökning av elektrodavståndet (Paschens lag). Av
diagrammet framgår, att spänningen uppnår ett
minimum, när P • d har ett värde av ungefär 1 mm
Hg • cm. Vid högre tryck ökar
urladdningsspänningen. Detta beror på att när trycket och därmed
antalet atomer i gasen växer, är det svårare för det
elektriska fältet att accelerera elektronerna upp till
atomernas joniseringsenergi, då de under
accelerationen ofta kollidera med neutrala atomer.
När trycket sjunker, blir det antal elektroner, som
en från katoden emitterad elektron träffar på sin väg
till anoden, mindre och mindre. När trycket
underskrider en viss gräns, blir det tämligen osannolikt, att
en elektron på sin väg från katod till anod
överhuvudtaget skall kollidera med någon atom. Detta
försvårar eller omöjliggör urladdningen. Den mycket
Fig. 1. Urladdningsrör.
Fig-. 2. Samband mellan gastryck
och spänning.
6 juni 1942
87
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
