Makusanyo ya Nyanja: Maana, Mifano, na Athari

A space charge ni maanisha eneo la kasi ya ambalo yanaelekea, sio tu katika njeo bila mizizi au katika vifaa vya dielectric. Kasi zinaweza kuwa chanya au hasi, na zinaweza kuwa zenye uwezo wa kusafiri au isiyosafiri. Space charge inaweza kuhusisha electric field, electric potential, na mzunguko wa kasi katika eneo hilo.

Misalani ya Space Charge

Space charge inaweza kutokea katika tofauti za mazingira, kama vile:

• Semiconductor junctions: Wakati p-type semiconductor (ambao wana holes zaidi) unatumia na n-type semiconductor (ambao wana electrons zaidi), electrons na holes karibu na junction huyakomesha, wanachodhoofu ions isiyosafiri. Hii inafanya kujenga region ya space charge iliyo dhulumiwa na mobile charge carriers na ina electric field iliyohusisha diffusion zaidi ya charges. Eneo hili linalitumika kutambua kama depletion layer au depletion zone.

• Electron tubes: Wakati electron tube (kama vacuum tube au thermionic converter) unapewa nguvu, electrons zinatoka kutoka cathode (electrode hasi) na kunyonga anode (electrode chanya). Lakini, electrons zinaelekea polepole katika tube, na zinaweza kufanya cloud ya kasi hasi karibu na cathode. Hii inafanya kujenga region ya space charge inayopiga electrons zilizotoka na kukurahisisha mzunguko wa kasi. Eneo hili linalitumika kutambua kama cathode fall au virtual cathode.

  

Space charge inaweza kuwa na athari nzuri na mbaya kwa vifaa na matumizi mbalimbali, kama vile:

• Thermionic converters: Thermionic converters ni vifaa vinavyoweza kubadilisha joto kwa umeme kutumia thermionic emission, ambayo ni tofauti ya electrons kutoka surface ya metal moto. Space charge inabainisha ufanisi na power output ya thermionic converters kwa kutengeneza barrier zaidi kwa electrons zilizotoka. Kupunguza barrier hii, vihitimu vyenye joto zaidi au volts chache zinahitajika, ambazo zinazongeza heat loss au kupunguza voltage output.

• Amplifiers: Amplifiers ni vifaa vinavyoongeza amplitude ya signal ya input kutumia electron tube au transistor. Space charge inaweza kuboresha performance ya amplifiers kwa kutengeneza negative voltage kwenye baadhi ya tubes, ambayo ni sawa na kutumia negative bias kwa wale. Bias hii inasaidia kudhibiti mchakato wa amplification na kupunguza distortion.

• Shot noise: Shot noise ni aina ya noise inayotokana na fluctuations ya random za electric current kutokana na discrete charges. Space charge inaweza kupunguza shot noise kwa kuhusisha movement ya charges kwenye njia yao. Hii inapunguza charges zinazofika kwa random point moja, kubainisha statistical variation yao, ambayo ni shot noise.

Malalamiko

      Space charge ni tabia inayotokea wakati kasi zinazoelekeana zinajumlisha katika eneo la kasi, sio tu katika njeo bila mizizi au katika vifaa vya dielectric. Inaweza kuwa na sababu tofauti, kama thermionic emission, semiconductor junctions, dielectric breakdown, au water trees. Inaweza pia kuwa na athari mbalimbali, kama kupunguza ufanisi wa thermionic conversion, kuboresha performance ya amplifiers, au kupunguza shot noise.

Chanzo: Electrical4u

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