Carga Espacial: Paglalarawan Mga Halimbawa at Epekto

Ang space charge ay inilalarawan bilang isang rehiyon ng espasyo kung saan nag-akumula ang mga elektrikong kargado, maaaring sa malayong espasyo o sa dielectric na materyal. Ang mga elektrikong kargado ay maaaring positibo o negatibo, at maaaring mobile o hindi mobile. Ang space charge ay maaaring makaapekto sa electric field, ang electric potential, at ang pagdaloy ng kasalukuyan sa rehiyon.

Mga Halimbawa ng Space Charge

Maaaring magkaroon ng space charge sa iba't ibang sitwasyon, tulad ng:

• Semiconductor junctions: Kapag isang p-type semiconductor (na may labis na butas) ay idinikit sa isang n-type semiconductor (na may labis na electrons), ang mga electrons at butas malapit sa junction ay magrecombine, iiwanan ang hindi mobile na ions. Ito ay lumilikha ng isang rehiyon ng space charge na walang mobile charge carriers at may electric field na kontra sa karagdagang diffusion ng charges. Ang rehiyon na ito ay tinatawag din bilang depletion layer o depletion zone.

• Electron tubes: Kapag isang electron tube (tulad ng vacuum tube o thermionic converter) ay binigyan ng lakas, ang mga electrons ay ililigtas mula sa cathode (ang negatibong electrode) at lumilipad patungo sa anode (ang positibong electrode). Ngunit, ang mga electrons ay kailangan ng tiyak na oras upang makarating sa kabila ng tube, at maaari silang lumikha ng ulap ng negatibong kargado malapit sa cathode. Ito ay lumilikha ng isang rehiyon ng space charge na nagsasala ng ililigtas na electrons at bumabawas sa pagdaloy ng kasalukuyan. Ang rehiyon na ito ay tinatawag din bilang cathode fall o virtual cathode.

  

Ang space charge ay maaaring magkaroon ng positibong at negatibong epekto sa iba't ibang mga device at aplikasyon, tulad ng:

• Thermionic converters: Ang thermionic converters ay mga device na nakakapag-convert ng init sa kuryente gamit ang thermionic emission, na ang paglabas ng electrons mula sa mainit na metal surface. Ang space charge ay bumabawas sa efisiensiya at power output ng thermionic converters sa pamamagitan ng paglikha ng karagdagang barrier para sa ililigtas na electrons. Upang mapanalo ang barrier na ito, kinakailangan ng mas mataas na temperatura o mas mababang voltage, na nagdudulot ng mas mataas na heat loss o bumababa ang voltage output.

• Amplifiers: Ang amplifiers ay mga device na nagpapalaki ng amplitude ng input signal gamit ang electron tube o transistor. Ang space charge ay maaaring mapabuti ang performance ng amplifiers sa pamamagitan ng paglikha ng negatibong voltage sa ilang tubes, na katumbas ng pagbibigay ng negatibong bias sa kanila. Ang bias na ito ay tumutulong sa pagkontrol ng proseso ng amplification at pababain ang distortion.

• Shot noise: Ang shot noise ay isang uri ng noise na nagmumula sa random na pagbabago ng electric current dahil sa discrete charges. Ang space charge ay maaaring bawasan ang shot noise sa pamamagitan ng pag-aapekto sa paggalaw ng charges sa kanilang daanan. Ito ay bumabawas sa bilang ng charges na dumarating nang random sa isang tiyak na punto, samantalang bumabawas sa kanilang statistical variation, na ang shot noise.

Kahalili

      Ang space charge ay isang fenomeno na nangyayari kapag nag-akumula ang mga elektrikong kargado sa isang rehiyon ng espasyo, maaaring sa malayong espasyo o sa dielectric na materyal. Ito ay maaaring may iba't ibang sanhi, tulad ng thermionic emission, semiconductor junctions, dielectric breakdown, o water trees. Ito rin ay maaaring may iba't ibang epekto, tulad ng pagsusunod sa thermionic conversion efficiency, pagpapabuti ng performance ng amplifier, o pagsusunod sa shot noise.

Source: Electrical4u

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.