Space Charge: Pahayag, mga Halimbawa, ug Mga Epekto

Ang space charge adunay definisyon isip yana nga naka-accumulate ang mga electric charges, sama sa free space o sa dielectric material. Ang mga electric charges mahimong positive o negative, ug mahimong mobile o immobile. Ang space charge makapadli sa electric field, ang electric potential, ug ang current flow sa rehiyon.

Mga Eksemplo sa Space Charge

Ang space charge makita sa daghang sitwasyon, sama sa:

• Semiconductor junctions: Kung ang p-type semiconductor (nga may excess holes) gibugto sa contact sa an n-type semiconductor (nga may excess electrons), ang electrons ug holes near the junction magrecombine, ngalihok ang immobile ions. Kini nagbuhat og space charge region nga walay mobile charge carriers ug adunay electric field nga nag-oppose sa pag-diffuse sa charges. Kini nga rehiyon usab gisulti an depletion layer o depletion zone.

• Electron tubes: Kung ang electron tube (same sa vacuum tube o thermionic converter) gitubigan sa power, ang electrons gigikan sa cathode (ang negative electrode) ug mobiya ha anode (ang positive electrode). Pero, ang electrons naghimo og finite time aron mobiya sa tubo, ug mahimo nilang form og cloud of negative charges near the cathode. Kini nagbuhat og space charge region nga nag-repel sa emitted electrons ug nag-reduce sa current flow. Kini nga rehiyon usab gisulti an cathode fall o virtual cathode.

  

Ang space charge makahimo og positibo ug negatibong epekto sa daghang devices ug applications, sama sa:

• Thermionic converters: Ang Thermionic converters mao ang mga device nga nag-convert sa heat sa electricity pinaagi sa thermionic emission, nga mao ang emission sa electrons gikan sa hot metal surface. Ang space charge nag-reduce sa efficiency ug power output sa thermionic converters pinaagi sa pag-create og additional barrier para sa emitted electrons. Aron mogamit kini nga barrier, kinahanglan og mas taas nga temperatura o mas baba nga voltage, nga madaghan ang heat loss o mapagbawas sa voltage output.

• Amplifiers: Ang Amplifiers mao ang mga device nga nag-increase sa amplitude sa input signal pinaagi sa paggamit sa electron tube o transistor. Ang space charge makapahimulos sa performance sa amplifiers pinaagi sa pag-create og negative voltage sa uban nga tubes, nga katumbas sa pag-provide og negative bias kanila. Kini nga bias makatabang sa pag-control sa amplification process ug pag-reduce sa distortion.

• Shot noise: Ang Shot noise mao ang usa ka tipo sa noise nga naggikan sa random fluctuations sa electric current tungod sa discrete charges. Ang space charge makapareduce sa shot noise pinaagi sa pag-affect sa movement sa charges along their path. Kini nag-reduce sa number sa charges nga mollego random sa given point, resulta niini ang reduction sa statistical variation, nga mao ang shot noise.

Conclusion

      Ang space charge mao ang phenomenon nga nagsulay kung ang electric charges naka-accumulate sa usa ka rehiyon sa space, sama sa free space o sa dielectric material. Kini mahimong adunay daghang causes, sama sa thermionic emission, semiconductor junctions, dielectric breakdown, o water trees. Kini usab mahimong adunay daghang epekto, sama sa pag-reduce sa thermionic conversion efficiency, pag-improve sa amplifier performance, o pag-reduce sa shot noise.

Source: Electrical4u

Statement: Respetar el original, artículos buenos que merecen ser compartidos, si hay infracción por favor contacte para eliminar.