Термоэлектронные (термоионные) генераторы (ТЭГ)
В основу работы термоэлектронного (термоионного) генератора или ТЭГ положен физический эффект, обнаруженный в 1883 г Эдисоном и названный им термоэлектронной или термоионной эмиссией. Суть его поясняет рис. 4.18.
|
Тк Та
Рисунок 4.18 Термоионный генератор |
Пусть рядом друг с другом находятся два металлических элемента, один из которых называется катодом, а другой - анодом. При прямом нагревании катода, например за счет СИ, до значительно высокой температуры (500025000 К) часть электронов катода получает энергию, при которой они могут покинуть поверхность катода и попасть на близко расположенную металлическую поверхность - анод (т. е эмитировать катод) при условии, что оба указанных электрода соединены внешней токопроводящей цепью. Если
Последней не будет, то рост избыточного отрицательного заряда электронов на поверхности анода будет препятствовать движению к нему эмитируемых электронов. Соединив анод и катод в ТЭК токопроводящей цепью с полезной нагрузкой можно заставить совершать на нагрузке ту или иную работу за счет прохождения через нее электрического тока. Для иллюстрации сказанного в таблице 4.6 приведена плотность тока в ТЭК при различных температурах нагрева катода от СИ.
КПД подобной СЭУ сегодня не превышает 10-15 % по следующим причинам. Для нормальной работы ТЭГ требуется значительные температуры нагрева катода (см. табл. 4.6). При этом, естественно, возникают неизбежные тепловые потери, с одной стороны. С другой стороны, нагреваться будет и анод, который также начнет эмитировать электроны, тем самым уменьшая электрический ток во внешней цепи на нагрузке. Для избежания этого требуются значительные затраты энергии ТЭГ на его охлаждение.
|
Таблица 4.6 Плотность тока в А/м2 для ТЭГ из разных материалов
|
