Carga espacial Definición Exemplos e Efectos

A carga espacial define-se como unha rexión do espazo onde as cargas eléctricas se acumulan, tanto no espazo libre como nun material dieléctrico. As cargas eléctricas poden ser positivas ou negativas, e poden ser móveis ou inmóveis. A carga espacial pode afectar o campo eléctrico, o potencial eléctrico, e o fluxo de corrente na rexión.

Exemplos de Carga Espacial

A carga espacial pode ocorrer en varias situacións, tales como:

• Unións semiconductores: Cando un semiconductor tipo p (que ten excesso de buracos) entra en contacto cun semiconductor tipo n (que ten excesso de electróns), os electróns e buracos próximos á unión se recombinan, deixando atrás íons inmóveis. Isto crea unha rexión de carga espacial que está esgotada de portadores de carga móveis e ten un campo eléctrico que se opón á difusión adicional de cargas. Esta rexión tamén chámase a capa de esgotamento ou a zona de esgotamento.

• Tubos electrónicos: Cando a un tubo electrónico (como un tubo de vacío ou un conversor termoiónico) se lle fornese enerxía, os electróns emítense dende o catodo (o electrodo negativo) e movéronse cara ao ánodo (o electrodo positivo). Pero, os electróns levan algún tempo finito para atravesar o tubo, e poden formar unha nube de cargas negativas preto do catodo. Isto crea unha rexión de carga espacial que repele os electróns emitidos e reduci o fluxo de corrente. Esta rexión tamén chámase caída do catodo ou catodo virtual.

  

A carga espacial pode ter efectos positivos e negativos en diversos dispositivos e aplicacións, tales como:

• Conversores termoiónicos: Os conversores termoiónicos son dispositivos que convierten calor en electricidade utilizando a emisión termoiónica, que é a emisión de electróns dende unha superficie metálica quente. A carga espacial reduce a eficiencia e a potencia de saída dos conversores termoiónicos creando unha barrera adicional para os electróns emitidos. Para superar esta barrera, son necesarias temperaturas máis altas ou voltaxes máis baixos, que aumentan a perda de calor ou diminúen a saída de voltaxe.

• Amplificadores: Os amplificadores son dispositivos que aumentan a amplitud dunha señal de entrada utilizando un tubo electrónico ou un transistor. A carga espacial pode mellorar o rendemento dos amplificadores creando un voltaxe negativo en algúns tubos, que é equivalente a proporcionarlles un sesgo negativo. Este sesgo axuda a controlar o proceso de amplificación e a reducir a distorsión.

• Ruído de disparo: O ruído de disparo é un tipo de ruído que resulta das fluctuacións aleatorias da corrente eléctrica debido a cargas discretas. A carga espacial pode reducir o ruído de disparo afectando o movemento das cargas ao longo do seu camiño. Isto reduce o número de cargas que chegan aleatoriamente a un punto dado, polo que se reduce a súa variación estatística, que é o ruído de disparo.

Conclusión

      A carga espacial é un fenómeno que ocorre cando as cargas eléctricas se acumulan nunha rexión do espazo, tanto no espazo libre como nun material dieléctrico. Pode ter varias causas, como a emisión termoiónica, unións semiconductores, rotura dieléctrica, ou árbores de auga. Tamén pode ter varios efectos, como reducir a eficiencia da conversión termoiónica, mellorar o rendemento dos amplificadores, ou reducir o ruído de disparo.

Fonte: Electrical4u

Declaración: Respetar o original, bons artigos méritan ser compartidos, se hai infracción por favor contacta para eliminar.