TECNOLOGIE ELETTRONICHE

… studiare, studiare ed ancora studiare, è il solo modo di capire quanto possa essere grande sia la propria ignoranza!

La conoscenza dei valori delle costanti a e b relative alla equazione della legge esponenziale dell'emissione termoelettrica di Richardson-Dushmann:

se pur sufficiente a definire la qualità' di un certo catodo dal punto di vista della emissione non consente un giudizio completo sulle caratteristiche di impiego ed in particolare per quanto riguarda il rendimento di emissione e la durata di vita media che e' in stretta relazione con il grado di fiducia ( o affidabilità). Se si ammette che la potenza termica fornita ad un catodo sia totalmente perduta per irraggiamento pos- -sono essere scritte le relazioni ( indicando con p.c. le Piccole Calorie) :

da cui

[1]

essendo : Pf la potenza elettrica di riscaldamento espressa in Watt q la quantità di calore fornita al catodo in p.c./sec q' la quantità di calore irradiata dal catodo in p.c./sec T la temperatura in °K Kd<1 Un coefficiente detto "di dispersione" che tiene conto del fatto che non tutta la potenza Pf viene assorbita dal catodo sotto forma di calore δ 1,38∙10-8 p.c. m-2 ∙sec-1 °K-4 costante di Boltzmann A il coefficiente di assorbimento (A=1 per il corpo nero) S La superficie emittente espressa in m2 Ies La corrente massima emessa dal catodo in Ampere a A0(1-r) = 140∙104 m-2 °K-2 b= eV1/K dove e=1,565∙10-19 Coulomb e K=1,38∙10-23 Joule °K-1 η= Ies/Pf il rendimento di emissione

Ponendo nella relazione [1]

La soprastante relazione indica che il rendimento η non dipende dalla superficie del catodo, ma non solo dalle caratteristiche dei materiali che lo costituiscono e dalla temperatura. Per mezzo di questa relazione è possibile studiare come varia il rendimento ed in particolare stabilire in corrispondenza di quale temperatura raggiunga il valore massimo. Derivandola rispetto a T, si ottiene:

La soprastante relazione mostra che la drivata η' di η si mantiene positiva per:

Ma poichè la temperatura b/2 °K è in genere superiore alla temperatura di fusione del catodo, dimostra che il rendimento di emissione cresce con la temperatura in tutto il campo di possibile utilizzazione. La durata di un catodo è legata al processo di evaporazione della materia attiva dovuto al riscaldamento. E' quindi intuibile che la durata J decresce all'aumentare della temperatura; più precisa- -mente la legge di variazione del tipo:

Essendo c e d costanti positive il cui valore dipende dalle caratteristiche del catodo. Poichè alle più basse temperature corrispondono le minori emissioni specifiche può anche dirsi che la vita dei catodi è tanto più lunga quanto più bassa risulta l'emissione. Nei catodi ad ossidi la corrente di normale funzionamento determinata dal potenziale degli elettrodi è bene si mantenga inferiore a quella ottenibile con l'effetto termoelettrico ma potrà assumere valori vicini alla corrente di saturazione, se il catodo funziona a regime impulsivo.