ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Максимальная выходная мощность

Вольт-амперная характеристика идеального термоэмиссионного диода с компенсированным пространственным зарядом может быть разделена на две области:

область I V < |ф, - фс|, где / - J0;

область II V > |ф£ - фс|, где J = /0 ехр - (ф£ - фс)]|.

В области I диод находится в режиме насыщения, в то время как в области II ток экспоненциально зависит от V. В области II график зависимости / от К и ме­ст вид больцмановской кривой (см. рис. 6.12),

В области I мощность, выделяющаяся на нагрузке PouV линейно растет с „•том выходного напряжения (увеличивающегося с ростом сопротивления -рузки Rf). Она достигает максимума, равного /0(ф£—фс), при V = (ф£-фс). При дальнейшем увеличении сопротивления нагрузки происходит лишь неболь - * ое увеличение значения V, что связано с экспоненциальным уменьшением і. ачения J В результате выходная мощность падает. Это интуитивное заклю - ние может быть подтверждено математически путем нахождения максимума чкции (применительно к области II):

РоЫ =VJ - VJ0 ехр|-^-[(/ - (ф£ - фс)]|. (34)

Максимум имеет место при V=kT/q. Даже при высокой температуре, напри - р 2500 К, значение k T/q составляет только 0.22 В, что меньше значения, соот- ^ствующего точке перехода (ф£-фс). Это означает, что максимум соответствует ачению напряжения, недопустимого в области [I. Таким образом,

^outmax = Л> (Ф^ - Фс) ' (35)

Дія цезиевого плазменного диода с эмиттером из вольфрама, рассмот - ного в предыдущем примере, ф£ - фс =2,5 В и при температуре 2500 К ггность тока /0 = 3000 А • м-2. Максимальная выходная мощность равна * и) Вт • м-2.

6.5. ПОТЕРИ В ВАКУУМНЫХ ДИОДАХ

БЕЗ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА

6.5.1. Коэффициент полезного действия

Если термоэмиссионный генератор работает без каких-либо терь, а подведенное тепло расходуется лишь на то, чтобы электроны покида | поверхность с нулевой скоростью, то все подведенное тепло будет истрачено испарение электронов. В действительности испаренные электроны покида поверхность эмиттера с некоторой кинетической энергией. Предположим минуту, что кинетическая энергия электронов равна нулю (что не соответств' действительности), тогда подведенное к генератору тепло Рів = /ф£, а максима' ная выходная мощность будет равна J0 (ф£- фс) Отсюда следует, что эффекта: ность преобразования (коэффициент полезного действия)

С

ц = = ~Фс) _ I Фс

^!п Л) Фг Фе

Для рассматриваемого примера

і!’81 п*п Л = 1----- = 0,60 .

1 4,52

Мы пока ничего не говорили о температуре электродов, хотя именно этот раметр определяет предельную эффективность устройства (по Карно). Неявн предположение состояло в том, что ТЕ » Та в противном случае нельзя б бы пренебрегать током эмиссии коллектора по сравнению с током эмиттера.

В реальном генераторе источник тепла в дополнение к энергии, затрачен на испарение электронов, должен компенсировать многочисленные потери, потери обусловлены

1) тепловым излучением;

2) избыточной энергией эмитированных электронов;

3) теплопроводностью;

4) сопротивлением подводящих проводов,

а в случае плазменных диодов еще и

5) конвекционным теплообменом;

6) потерями на ионизацию;

7) внутренним сопротивлением (падением напряжения в плазме).

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

РАБОТА

Выше мы говорили о том, что газ, находящийся в цилиндриче­ском сосуде с поршнем, может совершать работу. Какова эта работа? Сила, действующая на поршень со стороны газа, равна рА, где А …

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Подведем некоторое количество Q теплоты к газу, находящему- ■ : цилиндре с адиабатическими стенками и поршнем внутри, который может ■сремещаться без трения. Наличие адиабатических стенок означает, что тепло - р …

УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ ПРИ ПОСТОЯННОМ ОБЪЕМЕ

При изменении температуры некоторого фиксированного коли­чества газа будет меняться его внутренняя энергия. Если при этом объем газа остается постоянным (например, газ помещен в сосуд с жесткими стенками), то изменение его …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua