¿De dónde proceden los electrones en la emisión termoiónica?

Question

Supongamos que tenemos un HV Tubo o CRT . El filamento se conecta al secundario del transformador utilizado para alimentar el filamento.

En el momento $t=0$ los hilos y el cátodo tienen carga neutra. Entonces, cuando conectamos la alimentación, el filamento comienza a calentarse y los electrones libres se evaporan del cátodo. Ahora yo llegaría a la conclusión de que si el electrón ha abandonado el metal debería quedar un hueco y el cátodo empezaría a estar cada vez más cargado positivamente, pero esto no ocurre.

¿Se sustituyen esos electrones? En caso afirmativo, ¿de dónde proceden?

O si no se emiten, ¿se generan?

En la imagen puede verse claramente que los electrones emitidos por el cátodo nunca llegan al ánodo. El ánodo se utiliza para acelerar el electrón, no para recombinarlo.
Otra pregunta es: ¿De dónde proceden los electrones del ánodo? Para acelerar el haz de electrones se utiliza energía proporcional a la energía cinética de los electrones, pero ¿cómo fluye la corriente si los electrones nunca llegan al ánodo?

Answer 1

Para que los electrones sigan fluyendo, hay que conectar el ánodo y el cátodo del tubo a un circuito adecuado. Si el cátodo está a una tensión suficientemente negativa en comparación con el ánodo, los electrones emitidos por el cátodo se sustituirán constantemente por otros nuevos.

Answer 2

Aquí está una imagen con la capa conductora alrededor del cristal desde el interior:

y aquí está el circuito (de otro enlace):

Como ves el circuito se cierra con la capa conductora. La fuente de alimentación proporciona la energía para mantener el cátodo negativo y los ánodos positivos. En este diagrama el calentamiento del cátodo proviene de una fuente de alimentación diferente. La parte del haz de electrones de la corriente del circuito

He aquí otro documento

Cabe mencionar que la pantalla tiene una placa de algún metal (a menudo aluminio) debajo del revestimiento de fósforos; esta placa recibe una muy fuerte carga positiva, en la magnitud de varios miles de voltios. Este carga positiva atrae los electrones fuertemente hacia la pantalla.

y, por supuesto, cerrar el circuito con la fuente de alimentación.

Teniendo en cuenta lo anterior,

Ahora llegaría a la conclusión de que si el electrón ha abandonado el metal debería quedar un agujero y el cátodo empezaría a estar cada vez más cargado positivamente, pero esto no ocurre.

¿Se sustituyen esos electrones? En caso afirmativo, ¿de dónde proceden?

porque la alimentación a través del circuito sustituye a la carga

O si no se emiten, ¿se generan?

Por supuesto que se emiten térmicamente. Si no hubiera un haz de electrones emitidos térmicamente, el circuito representaría un circuito de condensador elaborado, no fluiría corriente.