Движущиеся заряженные

размеры, а также направления тока, протекающего через полупроводник, и магнитного поля. Движущиеся электроны, создающие ток вдоль по-лупроводника, будут отклоняться силой Лорентца в соответствии с правилом левой руки к задней грани

Магнитное поле действует только на движущиеся электроны и изменяет траекторию их движения, если они в своем движении пересекают магнитные силовые линии. Поперечные магнитные поля в электронных приборах используются для отклонения электронных потоков в заданном направлении, а продольные магнитные поля—для фокусирования электронных потоков.

Электрическое поле действует как на покоящиеся, так и на движущиеся электроны, изменяя скорость и направление их движения. Продольные электрические поля изменяют скорость движения электронов и применяются для управления и формирования электронных потоков. Поперечные электрические поля обычно используются для изменения направления движения «отклонения» электронных потоков.

затем напыляется катод из индия. В этой трехслойной структуре теллур и сульфат кадмия, являющийся полупроводником с широкой запрещенной зоной, образует п—р-переход. Контакт сульфат кадмия—индий является омическим (невыпрямляющим). Наличие п—р-перехода приводит к тому, что электроны в диоде могут двигаться в одном направлении — из индия в сульфат кадмия, затем на анод, в пленку теллура. Переход в обратном направлении затруднен полем п—р-перехода. Работа инжекцион-ного диода напоминает работу полупроводникового и вакуумного электронного диодов. Действительно, электроны инжектируются в высокоомный полупроводник, в котором чрезвычайно мало свободных электронов и ионов, так что ничто не препятствует их прохождению к аноду. При этом движущиеся электроны создают область пространственного заряда, как и в вакуумном диоде, вследствие чего их анодные вольт-амперные характеристики почти тождественны. В то же время для получения односторонней проводимости используется п—р-переход, как и в обычном полупроводниковом диоде.

2-43. В пространстве между анодом и катодом в любой момент времени находятся движущиеся электроны, помимо осевших на стенках и на электродах. Так образуется электрическое поле, приостанавливающее дальнейшую эмиссию.

Следует иметь в виду, что в зависимости от проводящей среды носителями зарядов могут быть движущиеся электроны (в металлах и полупроводниках) или положительные и отрицательные ионы (в электро-

Особенностью тока электронной проводимости является то, что усилия воздействия на движущиеся электроны внешнего магнитного поля передаются кристаллической решетке проводников, что проявляется в виде механических сил, которые действуют на эти проводники.

Предположим, что в пластинке полупроводника, находящейся в магнитном поле, идет ток, обусловленный движением только электронов ( 14.1, а). Пренебрежем пока статистическим разбросом электронов по скоростям. Тогда сила Лоренца будет смещать движущиеся электроны к левой грани пластинки полупроводника. Направление смещения определяется направлением силы Лоренца, т. е. векторным произведением (14.1)'с учетом

3) движущиеся электроны образуют электрический ток. Следовательно, подобно электрическому току, проходящему по проводу, поток электронов создает магнитное поле и в поперечном магнитном поле сам испытывает воздействие силы;

гальваномагнитного эффекта Холла. Датчик Холла ( 15-2) представляет собой пластинку полупроводника, имеющую толщину d, длину а, ширину b (причем я/?> !> 1). Пусть вдоль пластинки протекает ток / (управляющий ток). Если теперь поместить эту пластинку в магнитное поле, перпендикулярное направлению тока, то в третьем направлении, перпендикулярном направлению тока и магнитного поля, появится разность потенциалов, так называемое напряжение Холла UH- Физический смысл этого эффекта состоит в том, что в материалах с электронной проводимостью на движущиеся электроны (образующие ток /) воздействует сила Лоренца, возникающая под влиянием магнитного поля, направленного перпендикулярно к плоскости ab пластинки. Эта сила направлена перпендикулярно направлению движения электронов и магнитному полю и отклоняет электроны к верхнему краю пластины. Благодаря накоплению электронов на верхнем крае пластинки этот край заряжается отрицательно, а нижний край обедняется электронами и приобретает положительный заряд. Процесс электрического заряда краев пластинки продолжается до тех пор, пока сила, вызываемая электрическим полем возникающих электрических зарядов, не уравновесит силу Лоренца. Таким образом, видна прямая зависимость между напряжением Холла UH с одной стороны и значением управляющего тока / и индукцией магнитного поля В с другой стороны. Эта зависимость может быть записана следующим образом:

Электрическая сварочная дуга представляет собой электрический разряд в газе (воздухе). Электрический разряд возникает, если воздушный (газовый) промежуток между полюсами или электродами электрической цепи становится токопроводящим. Это происходит, когда он достаточно ионизирован, т. е. насыщен ионами — положительно заряженными атомами газа. Ионизация газового промежутка между электродами возникает в результате столкновения свободных электронов, движущихся под действием электрического поля с отрицательного полюса (катода) к положительному полюсу (аноду) с нейтральными атомами газа. Движущиеся электроны «выбивают» из атомов газа их элект-

Магнитное поле обнаруживается в пространстве, окружающем движущиеся заряженные частицы, с которыми это поле связано. В проводнике и пространстве вокруг него магнитное поле обусловлено этим током, а внутри и вокруг намагниченного тела — внутриатомным и внутримолекулярным движением заряженных частиц (например, вращением электронов вокруг своих осей и вокруг ядра атома).

В природе существует единое электромагнитное поле. Говоря о магнитном поле, мы исключаем из рассмотрения существующее электрическое поле, которое всегда имеется, хотя и может быть очень слабым. Магнитное поле определим как одну из двух сторон электромагнитного поля, характеризующуюся воздействием на движущиеся заряженные частицы, магниты, проводники с током и другими явлениями. Рассмотрим магнитное поле постоянного магнита. Северным называется магнитный полюс, который обращается к северному земному полюсу. Графически магнлт-^ • ное поле изображается линия-

1-9. Электрическое поле оказывает силовое воздействие на заряженные частицы и тела и выявляется по силовому воздействию на неподвижные тела и частицы. Магнитное поле оказывает силовое воздействие на движущиеся заряженные частицы и выявляется по силовому воздействию, которое направлено нормально к направлению движения этих частиц и пропорционально их скорости.

Отсюда следует, что магнитное поле действует только на движущиеся заряженные частицы и тела.

1 Магнитное поле — одна из двух сторон электромагнитного поля, обусловлещ-яая электрическими зарядами движущихся заряженных частиц и тел и изменением электрического поля, оказывающая силовое воздействие на движущиеся заряженные •частицы и выявляемая по силовому воздействию, направленному нормально к направлению движения этих частиц и пропорциональному их скорости. (ТТЭ).

В природе существует единое электромагнитное поле. Говоря о магнитном поле, мы исключаем из рассмотрения существующее электрическое поле, которое всегда имеется, хотя и может быть очень слабым. Магнитное: поле определим как одну из двух сторон электромагнитного поля, характеризующуюся воздействием на движущиеся заряженные частицы, магниты, проводники с током и другими явлениями. Рассмотрим магнитное поле постоянного магнита. Северным называется магнитный полюс, который обращается к северному зем-:яому полюсу. Графически магнитное поле изображается линиями действия магнитных сил, представление о которых дает распределение стальных опилок вдоль линий определенной конфигурации на листе :картона, положенном на магнит.

Электрическое поле создается электрическими зарядами, а также изменяющимся магнитным полем. Магнитное же поле создается движущимися заряженными частицами или изменяющимся электрическим полем. Следовательно, электрическое и магнитное поля являются двумя сторонами единого электромагнитного поля. В частности, магнитным полем можно назвать одну из сторон электромагнитного поля, обусловленную движущимися заряженными частицами и изменением электрического поля и оказывающую силовое воздействие на движущиеся заряженные частицы или проводники с током. Кроме того, магнитное поле может оказывать индукционное воздействие на проводники, находящиеся в магнитном поле. Индукционное воздействие магнитного поля состоит в том, что в любом контуре, пересекаемом магнитным потоком, или в проводнике, движущемся в магнитном поле, индуцируется э. д. с. На использовании индукционного и силового воздействия магнитного поля основана работа различных электротехнических устройств. Например, на использовании индуцированных э. д. с. основан принцип работы генератора, трансформаторов, а на использовании силового воздействия магнитного поля основана работа электрических двигателей, электромагнитов, ряда электроизмерительных приборов и др. Основной физической величиной, характеризующей силовое воздействие магнитного поля в каждой его точке как по значению, так и по

электрическими зарядами, а магнитная составляющая сопровождает (окружает) движущиеся заряженные частицы.

Силы, действующие на заряженные частицы, движущиеся в магнитном поле. Неподвижные заряженные электрические тела не взаимодействуют с магнитным полем. Однако движущиеся заряженные частицы испытывают на себе действие магнитного поля.

В пространстве, окружающем движущиеся заряженные частицы, существует как' электрическое поле, так и магнитное поле. Эти поля определяют собой две стороны единого электромагнитного поля.

Рассматривая элементарные заряженные частицы, движущиеся в пустоте, и окружающее их поле, мы различаем два вида электрического тока: ток переноса и ток электрического смещения в пустоте. В части пространства, занимаемой движущимися заряженными частицами, существуют токи переноса, плотность которых имеет выражение: бпер = pv. В остальном пространстве, окружающем движущиеся заряженные частицы, существуют токи электрического смещения, имеющие плотность 6см =тт, где D — электрическое смещение в пустоте.