В газоразрядной трубке площадь каждого электрода 1 дм2, а расстояние между электродами 5 мм. Ионизатор каждую секунду образует в объеме 1 см3 газа 12,5 ⋅ 106 поло- жительных ионов и столько же электронов. Определите силу тока насыщения, который установится в этом случае. Модуль заряда электрона е = 1,6 ⋅ 10−19 Кл.
Сила тока (I) определяется как отношение количества заряженных частиц (Q) к времени (t).
I = Q / t
В данном случае известно, что ионизатор образует каждую секунду в объеме 1 см3 газа 12,5 ⋅ 10^6 положительных ионов и столько же электронов. Значит, общее количество заряженных частиц, образующихся каждую секунду, равно (12,5 ⋅ 10^6 + 12,5 ⋅ 10^6) = 25 ⋅ 10^6.
Значение силы тока насыщения можно определить, зная количество заряженных частиц и время. Однако, перед тем как продолжить решение, необходимо привести единицы измерения к нужным значениям.
Площадь электрода равна 1 дм^2, что эквивалентно 100 см^2 (так как 1 дм^2 = 100 см^2). Также, расстояние между электродами равно 5 мм, что эквивалентно 0,5 см (0,5 мм = 0,05 см).
Объем газа между электродами можно определить, зная площадь электродов и расстояние между ними. Объем (V) равен площади (A) электрода, умноженной на расстояние (d) между электродами.
V = A * d
V = 100 см^2 * 0,05 см = 5 см^3
Теперь мы можем продолжить решение, используя полученные значения.
Запишем формулу для силы тока насыщения:
I = Q / t
Так как известно, что ионизатор образует каждую секунду 25 ⋅ 10^6 заряженных частиц, а объем газа равен 5 см^3, можем записать:
I = 25 ⋅ 10^6 / 5
I = 5 ⋅ 10^6 А
Таким образом, сила тока насыщения, которая установится в данном случае, равна 5 ⋅ 10^6 А.