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¿Qué detiene los cargos de saltar a través de un condensador?

He aprendido en clase que los cargos de la tienda en placas del condensador (los electrones). Pero, ¿por qué no los electrones acaba de saltar a través del condensador, lo que los detiene? Al principio pensé que tal vez podría ser el que las moléculas de aire, ya que son aislantes y no tienen los portadores de carga, los electrones no tienen la energía suficiente para barcazas su camino a través de.

¿Y si yo tenía un condensador en un vacío, aunque? Sería que los electrones sólo ser capaz de saltar a través del condensador porque no hay nada que los detenga? Si este fuera el caso, sin embargo, el condensador, en teoría, podría ser cualquier separación y los electrones simplemente flotar a través de, lo que parece absurdo, así que debe haber algo de frenado de los electrones de salir?

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Floris Puntos 54054

Esta es una pregunta interesante.

Primera - el aire es una (mala) del conductor. Ver esta primera respuesta para algunos detalles sobre cómo de bien (o mal) de aire lleva a cabo (sobre todo cuando aumenta la humedad relativa).

La próxima vacío como un aislante. Tienes razón en que una vez que los electrones son "en el espacio", un vacío no ofrece mucho impedimento. Esta es la razón por tubos de rayos catódicos (viejos Televisores, osciloscopios) y otros tubos de vacío podría trabajar. Pero se puede saber que estas suelen contener un cátodo caliente: un filamento que se calienta, y que da apagado ("se evapora") de los electrones. Cuanto más caliente esté el filamento, el más electrones. Esta es una buena manera de regular la corriente en los tubos de vacío (a día de hoy, es cómo en los tubos de rayos X el trabajo!).

La analogía de la "ebullición" de los electrones es bastante buena. Al igual que el agua, cuando se calienta, se evapora con más fuerza, de modo que los electrones se escape el material más fácilmente cuando están calientes. Y así como algunos líquidos tienen bajos puntos de ebullición que los otros, los diferentes materiales tienen diferentes "funciones" - la cantidad de energía que un electrón debe ser dada antes de que pueda escapar.

Esto fue demostrado, por supuesto, en los primeros años de 1900, cuando se ha demostrado que la brillante luz de una determinada longitud de onda más cortas o podría excitar a los electrones y a causa de ellos para escapar de los metales (el efecto fotoeléctrico), pero que más de la longitud de onda de la luz, independientemente de la intensidad, no podía. De hecho, esta fue entendido, más adelante, ser causado por la naturaleza de la partícula de la luz y uno de la primera pieza de evidencia experimental de la mecánica cuántica (por la que Einstein recibió el premio Nobel).

De vuelta a los electrones y su función de trabajo. Escribí una respuesta sobre esto hace un tiempo: que era en realidad más detallada, mirando a la distribución de la velocidad de los electrones que hacer escapar. Tomando un paso atrás de eso, los electrones en un metal se comportan un poco como un gas: se mueven al azar, al chocar entre sí, y sus velocidades siga la distribución de Boltzmann. Esto significa que siempre hay un par energético de alrededor de - más cuando el metal se caliente. Hay una energía natural de la barrera de mantener a los electrones enlazados al metal, y los electrones con energía mayor que la que puede y va a escapar. Esto se describe en este artículo de wiki.

Tal vez usted ya ha entendido que un condensador en el vacío también puede perder carga cuando se expone a la luz: así que si usted quiere que su vacío del condensador para retener la carga durante un largo tiempo, usted tiene que mantener el frío y la oscuridad.

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gatsu Puntos 3557

La misma pregunta podría hacerse acerca de los electrones en los átomos. ¿Por qué en la Tierra que permanece unido al núcleo en lugar de flotar libremente? La respuesta a esta pregunta y la suya es que el núcleo (en el caso de los átomos) y el metal (en su caso) está ofreciendo una muy acogedor el lugar por el que los electrones se y salir es muy costoso en términos de energía.

Desde un punto de vista energético, los electrones tienen que moverse a través de una barrera enorme para ir al otro lado, y en la normal de condensadores en el que se aplica la diferencia de potencial no es suficiente para proporcionar esta falta de energía.

A veces, sin embargo, la tensión aplicada puede alcanzar lo que se denomina la tensión de ruptura, que es un voltaje que es lo suficientemente fuerte como para ayudar a los electrones subir la barrera energética y la cruz de la brecha: de esta forma se genera una chispa que no quería a menudo. Esta tensión de ruptura puede ser debido a una tensión demasiado alta para empezar o un cambio en las condiciones externas (humedad, lesivos de los electrodos, etc..) que va a bajar la barrera de la cruz.

Por último, tiene el derecho de decir que el vacío está llevando a cabo en algún sentido (al menos en el sentido de que un electrón en el vacío con una velocidad determinada no necesitan un suministro constante de energía para seguir en movimiento) y la presencia de algunos átomos que no favorecen el transporte de carga en el aire puede empeorar el cruce de la brecha. Los experimentos han demostrado que la tensión de ruptura se redujo como la calidad de la aspiradora se incrementó.

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