Woraus berechnet sich der Strom durch eine Elektronenröhre?

18/01/2013 - 17:43 von Hans-Peter Diettrich | Report spam
Neulich war ich ziemlich frustriert, als ich einem Bekannten nicht
erklàren konnte, wie die krummen Kennlinien einer Röhre zustandekommen.
Und das mir, der ich vor fast 50 Jahren meine ersten elektronischen
Gehversuche mit Röhren gemacht habe :-(

Bleiben wir erst einmal bei der Diode. Wovon hàngt der Strom ab, der
beim Anlegen einer Spannung fließt? Da wàre zunàchst das Feld zwischen
Kathode und Anode, das die an der Kathode austretenden Elektronen in
Richtung Anode beschleunigt. Nun làßt sich (irgendwie) die Bewegung
eines Elektrons beim Durchlaufen dieses Feldes berechnen, doch das führt
mich nur zur Geschwindigkeit, mit der ein Elektron auf die Anode
aufprallt; das mag bei der Konstruktion von Röntgenröhren von Interesse
sein (Bremsstrahlung), führt mich aber zu keiner Stromstàrke.

Da ein Strom aus vielen Elektronen besteht, fàllt mir als nàchstes die
aktive Flàche von Kathode (und Anode?) ein, die (irgendwie) die Zahl der
austretenden Elektronen begrenzen könnte (Sàttigung). Die Temperatur
spielt dabei natürlich auch noch eine Rolle, kann aber in erster
Nàherung (konstante Heizleistung) vermutlich erst mal vernachlàssigt werden.

Mir als Praktiker war es immer relativ egal, welche (konstruktiven...)
Faktoren eine Kennlinie irgendwie beeinflussen, Hauptsache ich konnte
eine Kennlinie bei Bedarf ausmessen, oder Steilheit und Durchgriff im
Röhrentabellenbuch nachschlagen. Mein Bekannter will das aber ganz genau
wissen, und nun stehe ich ziemlich auf dem Schlauch. Kann mir jemand die
Physik (Mechanik?) erklàren, die hinter dem Strom durch eine Röhre steckt?

TIA
DoDi
 

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#1 Marcel Müller
18/01/2013 - 18:08 | Warnen spam
Hallo,

On 18.01.2013 17:43, Hans-Peter Diettrich wrote:
Bleiben wir erst einmal bei der Diode. Wovon hàngt der Strom ab, der
beim Anlegen einer Spannung fließt? Da wàre zunàchst das Feld zwischen
Kathode und Anode, das die an der Kathode austretenden Elektronen in
Richtung Anode beschleunigt. Nun làßt sich (irgendwie) die Bewegung
eines Elektrons beim Durchlaufen dieses Feldes berechnen, doch das führt
mich nur zur Geschwindigkeit, mit der ein Elektron auf die Anode
aufprallt; das mag bei der Konstruktion von Röntgenröhren von Interesse
sein (Bremsstrahlung), führt mich aber zu keiner Stromstàrke.



ich bin auch kein Röhrenexperte, aber maßgeblich für den Strom ist, was
aus der Kathode heraus kommt. Ob die Elektronen nachher eher schneller
oder langsamer ans Ziel finden ist erst mal nebensàchlich.

Da ein Strom aus vielen Elektronen besteht, fàllt mir als nàchstes die
aktive Flàche von Kathode (und Anode?) ein, die (irgendwie) die Zahl der
austretenden Elektronen begrenzen könnte (Sàttigung). Die Temperatur
spielt dabei natürlich auch noch eine Rolle, kann aber in erster
Nàherung (konstante Heizleistung) vermutlich erst mal vernachlàssigt
werden.



Da spielen zwei Dinge rein. Zum einen die Austrittsarbeit. Das ist der
Punkt, an dem man mit Glühen nachhilft. Damit wird aber nur eine
endliche Menge an Elektronen pro Zeit (Strom) befreit. Das ist
Temperaturabhàngig.
Aber dann müssen die Elektronen natürlich auch noch weggeschafft werden,
sonst treibt die negative Raumladung einen Teil wieder zurück. Erst hier
kommt die Anodenspannung (oder die Gitterspannung) ins Spiel.


Mir als Praktiker war es immer relativ egal, welche (konstruktiven...)
Faktoren eine Kennlinie irgendwie beeinflussen, Hauptsache ich konnte
eine Kennlinie bei Bedarf ausmessen, oder Steilheit und Durchgriff im
Röhrentabellenbuch nachschlagen. Mein Bekannter will das aber ganz genau
wissen, und nun stehe ich ziemlich auf dem Schlauch. Kann mir jemand die
Physik (Mechanik?) erklàren, die hinter dem Strom durch eine Röhre steckt?



Das war noch mit die brauchbarste Erklàrung, die ich auf die schnelle
gefunden habe.
http://de.wikipedia.org/wiki/Raumladung


Marcel

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