Егер q<0, онда Лоренц күші қарама-қарсы жаққа бағытталады. Егер зарядталған бөлшек біртекті магнит өрісіне 900-қа тең бұрышпен ұшып кіретін болса, онда ол жазықтығы - ға перпендикуляр болатын шеңбер бойымен қозғалады. Бұл кезде Лоренц күші центрге тартқыш күш ролін атқарып , жұмыс істелінбейді.
Жұмыста өлшеу үшін (мұндағы е – электрон заряды, m – электрон массасы) Электрондар қозғалысына айқасқан электрлік және магниттік өрістердің әсер етуі қолданылады.
Ол үшін цилиндрлік анодты үшэлектродты электрондық шам соленоидқа орналастырылады, яғни А анодтың осі бойымен өтетін шамның қыздырғыш жібі (катод) К соленоид осіне параллель болуы керек (сурет 3).
Қондырғының принциптік схемасы 4 суретте келтірілген. Анод тізбегіндегі Л шамды К1 қосқышымен тұйықтаған кезде онда радиальды электр өрісі пайда болады. Соленоидтағы L тізбекті К2 қосқышымен тұйықтаған кезде онда магнит өрісі пайда болады. Бұл магнит өрісінің индукциясы электр өрісінің кернеулік векторына перпендикуляр болады және магнит өрісінің осі бойымен бағытталады (4 сурет).
Электр өрісі катодтан анодқа қарай ұшатын электрондар жылдамдығының шамасын арттырады, ал магнит өрісі оның бағытын өзгертеді.
Қондырғыдағы шамның торы анодпен қосылған. Сондықтан электрондар тек катодпен тор аралығындағы кеңістікте ғана үдеумен қозғала алады. Әрі қарай тормен анодтың арасында электрондар жылдамдығының шамасы өзгермейді, себебі бұл аймақта электр өрісі жоқ.
Соленоид тізбегі тұйықталмаған кезде магнит өріснің индукциясы В=0, электрондар анодқа қарай радиальды траекториямен қозғалады. Анодтық тізбекте шамасы анықталған ток орнатылады.
Әлсіз магнит өрісінде Лоренц күшінің әсерінен электрондар траекториясы қисаяды (5 сурет), бірақ бәрі де анодқа жетеді және анодтағы ток сол қалпында қалады. Магнит индукциясының артқан сайын траекторияның қисықтық радиусы кемиді және индукцияның (аумалы мәні) бірқатар мәнінде электрондар анодқа жетпейді, себебі олар диаметрі тормен анодтың арасындағы а қашықтыққа тең болатын шеңбер бойымен қозғалатын болады. В –ны әрі қарай арттыру қисықтық радиусының одан әрі кемуіне әкеледі. Сондықтан болғаннан бастап шамның анодтық тогы кемитін болады.
Тұрақты анодтық кернеу Ua кезіндегі Iа анодтық токтың В –дан тәуелділігі 6 суретте келтірілген.
Барлық электрондардың бастапқы жылдамдықтары нольге тең болатын шарт үшін бұл тәуелділік суретте 1 үзік сызықпен көрсетілген.
В=Вкр кезінде анод тогы нольге дейін төмендеуі керек. Бірақ қыздырылған катод шығаратын электрондар әр түрлі бастапқы жылдамдықтарға ие болатындықтан анодтық токтың күрт төмендеуі байқалмайды. Бұл 6 суретте 2 тұтас қисығы.
Аумалы индукция аумалы токқа сәйкес келетіндігін біліп жұмыс формуласын қорытып шығарайық (6 сурет). Энергияның сақталу заңы бойынша электр өрісінің энергиясы электрондардың кинетикалық энергиясына ауысады
, (3)
Бұдан, . (4)
Лоренц күші центрге тартқыш күштің ролін атқарады
; ; , (5)
Осыдан (6)
Соленоид үшін екендігін біле отырып, мұндағы , ал N – соленоидтың орам саны, l – соленоидтың ұзындығы екендігін ескере отырып келесі формуланы аламыз
(7)
Достарыңызбен бөлісу: |