Ladingsbelasting: Definisie, Voorbeelde, en Effekte

'n ruimteladingsgebied word gedefinieer as 'n gebied in die ruimte waar elektriese ladings opeenhop, óf in vrye ruimte óf in 'n dielektriese materiaal. Die elektriese ladings kan positief of negatief wees, en hulle kan beweeglik of onbeweeglik wees. Die ruimteladingsgebied kan die elektriese veld, die elektriese potensiaal, en die stroomvloei in die gebied beïnvloed.

voorbeelde van Ruimteladingsgebied

Ruimteladingsgebied kan in verskeie situasies voorkom, soos:

• Halwegeleierjunksies: Wanneer 'n p-type halwegeleier (wat oormaatse holtes het) in kontak gebring word met 'n n-type halwegeleier (wat oormaatse elektrone het), rekombineer die elektrone en holtes naby die junk, agterlaat onbeweeglike ionne. Dit skep 'n ruimteladingsgebied wat verarm is aan beweeglike ladingdragers en het 'n elektriese veld wat verdere diffusie van ladings teenwerk. Hierdie gebied word ook die uitputtingslaag of -zone genoem.

• Elektronbuisse: Wanneer 'n elektronbuis (soos 'n vakuumbuise of 'n termioniese omskakelaar) met krag versien word, word elektrone uit die katode (die negatiewe elektrode) uitgestoot en beweeg na die anode (die positiewe elektrode). Echter, dit neem 'n eindige tyd vir die elektrone om oor die buis te reis, en hulle kan 'n wolk van negatiewe ladings naby die katode vorm. Dit skep 'n ruimteladingsgebied wat die uitgestote elektrone wegduw en die stroomvloei verminder. Hierdie gebied word ook die katodeval of die virtuele katode genoem.

  

Ruimteladingsgebied kan sowel positiewe as negatiewe effekte op verskeie toestelle en toepassings hê, soos:

• Termioniese omskakelaars: Termioniese omskakelaars is toestelle wat hitte omskakel na elektrisiteit deur gebruik te maak van termioniese emissie, wat die emissie van elektrone vanaf 'n warm metaalvlak beteken. Ruimteladingsgebied verminder die doeltreffendheid en kragopbrengsel van termioniese omskakelaars deur 'n addisionele barrière vir die uitgestote elektrone te skep. Om hierdie barrière te oorkom, word hoër temperatuure of laer spannings vereis, wat die hitteverlies verhoog of die spanningsopbrengsel verminder.

• Versterkers: Versterkers is toestelle wat die amplitude van 'n insetsignaal verhoog deur gebruik te maak van 'n elektronbuis of 'n transistor. Ruimteladingsgebied kan die prestasie van versterkers verbeter deur 'n negatiewe spanning op sommige buise te skep, wat ekwivalent is aan 'n negatiewe voorwaartse spanning aan hulle te gee. Hierdie spanning help om die versterkingsproses te beheer en distorsie te verminder.

• Skotgery: Skotgery is 'n tipe gery wat ontstaan uit die ewekansige fluktuasies van elektriese stroom as gevolg van diskrete ladings. Ruimteladingsgebied kan skotgery verminder deur die beweging van ladings langs hul pad te beïnvloed. Dit verminder die aantal ladings wat ewekansig by 'n gegewe punt aankom, en dus hul statistiese variasie, wat skotgery is.

Konklusie

      Ruimteladingsgebied is 'n verskynsel wat voorkom wanneer elektriese ladings in 'n gebied in die ruimte opeenhop, óf in vrye ruimte óf in 'n dielektriese materiaal. Dit kan verskeie oorsake hê, soos termioniese emissie, halwegeleierjunksies, dielektriese inslag, of waterboom. Dit kan ook verskeie effekte hê, soos die termioniese omskakelingseffektiwiteit verminder, die prestasie van versterkers verbeter, of skotgery verminder.

Bron: Electrical4u

Verklaring: Respekteen die originele, goeie artikels is die moeite werdig om gedeel te word, indien daar inbreuk is, kontak asseblief vir verwydering.