Внутренний фотоэффект

На 3.7 приведен рабочий процесс пара в турбине для простейшей паротурбинной установки (когда нет отборов пара на регенеративный подогрев питательной воды или для теплового потребителя), работающей по циклу с промежуточным перегревом пара и без него. Внутренний абсолютный КПД в обоих случаях определятся по формуле

Внутренний абсолютный КПД установки с надстройкой может быть определен по формуле

где АН -LJL.Q - энергетический коэффициент; т?? — внутренний абсолютный КПД надстраиваемых турбин станции.

Для схемы с регенеративным подогревом питательной воды в подогревателях ( 4.1, б) внутренний абсолютный КПД определяется по формуле

где Яин — разность между й^п и энтальпией шра в индифферентной точке Л ; г]. „Вд - внутренний абсолютный КПД ЧВД турбины, т. е. КПД ЧВД, определяемый по доле внутренней абсолютной работы, совершенной паром в ЧВД турбины.

Увеличение температурных напоров приводит к уменьшению размеров теплообменных поверхностей подогревателей и, следовательно, к уменьшению их стоимости. Однако внутренний абсолютный КПД установки при этом падает и для одних и тех же /Vg увеличивается расход топлива. При уменьшении Д? наблюдается обратная картина. Оптимальные значения этих величин выбирают исходя из технико-экономических расчетов. Обычно недогрев до температуры насыщения Д?) находится в пределах 1,5-3 °С, минимальный температурный напор в охладителях дренажа Д?2 — в пределах 4—8 'С, а остаточный перегрев пара Д73 - в пределах 7—15 °С. Большие значения температурных напоров являются оптимальными при дешевых топливах, меньшие — при дорогостоящих.

В этих условиях внутренний абсолютный КПД по производству электроэнергии п. тэц = 1, а электрический КПД т? тэц = т? 7jr [см.

1 В отечественной литературе для анализа эффективности циклов используются кроме термического и внутреннего относительного КПД понятия внутреннего (внутреннего абсолютного) КПД и эффективного КПД. Внутренний абсолютный КПД определяется. как КПД реального необратимого цикла и равен произведению термического КПД на внутренний относительный. Эффективный КПД характеризует эффективность теплосиловой установки в целом и равен работе, отданной установкой внешнему потребителю, отнесенной к количеству теплоты, подведенной к установке. (Примеч. ред.)

МВт; г,рт — внутренний абсолютный КПД выработки электроэнергии в теплофикационной турбине на конденсационном режиме с учетом регенерации.

где Ь'\ — удельный безразмерный расход топлива на комбинированную выработку электроэнергии на ТЭЦ; э,- — удельная безразмерная комбинированная пыработка электроэнергии на тепловом потреблении (см. 4.48); Qr/Q — отношение расхода теплоты из отборов к суммарному отпуску теплоты от ТЭЦ; r)fK — внутренний абсолютный КПД конденсационной выработки электроэнергии на КЭС в эквивалентной ТЭЦ раздельной схеме с учетом регенерации [см. (4.49)]. Значение Ь' определяется из соотношения

где ^п-уэс — внутренний абсолютный КПД ТУЭС с учетом регенерации; ц$эс— КПД котельной КЭС; ф — коэффициент, учитывающий потери в ЛЭП (ф = = 0,94 ~ 0,96).

где Ql3U — расчетный расход теплоты на энергетические турбины ТЭЦ, ГДж/ч; э„эц, Эт — средневзвешенные для установленных на ТЭЦ турбин значения удельной выработки электроэнергии на тепловом потреблении соответственно для производственных П и отопительных Т отборов, кВт-ч/ГДж; ч'/тэц — средневзвешенный для установленных на ТЭЦ турбин внутренний абсолютный КПД конденсационной выработки электроэнергии на ТЭЦ с учетом регенерации.

Внутренний фотоэффект — возбуждение электронов вещества, т. е. переход их на более высокий энергетический уровень под воздействием излучения, благодаря чему изменяется концентрация свободных носителей заряда, а следовательно, и электрические свойства вещества. В металлах внутренний фотоэффект не наблюдается. Он присущ только полупроводникам.

Внутренний фотоэффект может проявляться в виде изменения

Только с появлением электронных разверток стало возможным создание ТВ систем с высоким качеством изображения. Преобразователем свет — сигнал служит передающая трубка, в которой могут использоваться различные физические эффекты, например внешний и внутренний фотоэффект. Оптическое изображение создается с помощью объектива на расположенной в вакууме светочувствительной поверхности (фотокатоде) передающей трубки. При этом величина зарядов, образующихся на фотокатоде, пропорциональна освещенности отдельных его участков, равных размеру элемента изображения, т. е. на нем создается электронное изображение. Электронный луч под действием поля, например магнитного, отклоняющих катушек перемещается по фотокатоду и считывает накопленные на нем заряды.

используется явление внутреннего фотоэффекта. Фотодиод предназначен для преобразования световой энергии в электрическую. Внутренний фотоэффект заключается в том, что под действием энергии светового излучения в области p-n-перехода происходит ионизация атомов основного вещества и примеси, в результате чего генерируются пары носителей заряда — электрон и дырка. Во внешней цепи, присоединенной к p-n-переходу, возникает ток, вызванный движением этих носителей (фототек /ф). Промышленность выпускает фотодиоды на основе германия, кремния, арсенида галлия, сернистого серебра. Конструктивно фотодиоды, как и обычные полупроводниковые диоды, состоят из двух слоев полупроводника с электро-проводностями разных типов. На границе между этими слоями создается p-n-переход. В конструкции фотодиодов предусматривается возможность попадания светового потока в область р-п-перехода.

§ 23. Внутренний фотоэффект

фотоэффектом. Внутренний фотоэффект сопровождается уменьшением сопротивления полупроводника. Изменение сопротивления полупроводника под действием квантов света называют фоторезистивным эффектом.

§ 23. Внутренний фотоэффект и электролюминесценция в полупроводниках. § 24. Фотоприемники. § 25. Излучающие полупроводниковые приборы. § 26. Оптроны и оптронные интегральные микросхемы.

Внутренний фотоэффект наблюдается в полупроводниках и диэлектриках. В них под действием излучения происходит возбуждение электронов. Переход электронов на более высокий энергетический уровень приводит к изменению концентрации свободных носителей заряда и, следовательно, электрических свойств вещества. При воздействии лучистой энергии на полупроводник у части валентных электронов увеличивается энергия настолько, что они преодолевают запрещенную зону и переходят в зону проводимости.

Лучистая энергия излучается и поглощается веществом в виде квантов (фотонов). Энергия кванта H/KB = /znv, где hn — ==6,6-10 34 Дж-с — постоянная Планка. Внутренний фотоэффект возникает, если W^ превышает ширину запрещенной зоны ДИ^. Например, для проявления внутреннего фотоэффекта в германии требуется И/кв>0,67 эВ.

При уменьшении частоты излучения наступает порог фотоэффекта, когда v0 = AW/3/An. Длину волны, соответствующую частоте v0, называют границей фотоэффекта. Для германия эта граница лежит в инфракрасной области: Х0 = 1,7мкм. В диэлектриках внутренний фотоэффект проявляется слабее, так как они имеют большую ширину запрещенной зоны.

В металлах лучистая энергия оптического диапазона воздействует только на свободные электроны и не приводит к изменению их концентрации, поэтому внутренний фотоэффект отсутствует.