2 / 9
Г.К. Клименко, А.И. Коновалова, А.А. Ляпин
2
Инженерный журнал: наука и инновации
# 10·2017
верхности эмиттера. Цель работы — экспериментальное и теоретиче-
ское исследование тепловых процессов, протекающих при испыта-
нии безрасходного катода в диодной схеме.
Эксперимент и расчет.
Исследование проводилось с использо-
ванием термоэмиссионного катода, эмитирующая поверхность кото-
рого выполнена из материала, имеющего низкое значение работы
выхода. Нагрев эмитирующей поверхности производился с помощью
спирального нагревателя. В конструкции предусмотрена система
тепловых экранов, которая служит для уменьшения тепловых потерь.
Катод был установлен в вакуумной камере, откачанной до давле-
ния около 10
–3
Па. Для измерения термоэмиссионного тока напротив
эмиттера с зазором примерно 1 мм устанавливался анод. Нагреватель
был подключен к регулируемому источнику выпрямленного напря-
жения, при этом ток и напряжение контролировались цифровыми
мультиметрами. Температура поверхностей эмиттера и анода изме-
рялась с помощью ИК-пирометра. Между катодом и анодом прикла-
дывалась разность потенциалов, вытягивающая термоэмиссионные
электроны из межэлектродного промежутка.
Экспериментально было установлено, что при увеличении тока,
приходящего на анод, для поддержания постоянной температуры по-
верхности эмиттера необходимо уменьшать мощность нагревателя
(рис. 1).
Рис. 1.
Зависимость электрической мощности, подводимой
к нагревателю для поддержания температуры поверхности
катода постоянной (1225
С), от значения электронного тока
Качественно этот результат можно объяснить следующим обра-
зом. Нагретая поверхность эмиттера вследствие радиационного теп-
лообмена нагревает анод до некоторого равновесного значения тем-
пературы. При отсутствии электронного тока анод работает как до-
полнительный тепловой экран, возвращая часть излучения обратно
на катод. При наличии некоторой разности потенциалов термоэмис-
сионные электроны ускоряются в ней и приносят на анод дополни-
тельную энергию, вследствие чего равновесная температура анода
увеличивается. Вместе с ней возрастает и поток излучения на катод.