Швидкість руху електрона і його кінетична енергія в гальмуючому полі зменшуються, бо в цьому разі робота здійснюється не силами поля, а самим електроном, який завдяки своїй енергії долає опір сил поля. Енергію, що витрачає електрон, переходить до поля. У той момент, коли електрон повністю витратив свою кінетичну енергію, його швидкість дорівнюватиме нулеві, а потім електрон рухатиметься в зворотньому напрямі. Цей рух є рухом без початкової швидкості в прискорювальному полі. При такому русі електрона поле повертає йому ту саму енергію, яку він витратив при своєму уповільненому русі. Можливий випадок, коли електрон, що має велику початкову швидкість, не встигає за час перебування в гальмуючому полі витратити свою кінетичну енергію. При цьому він витрачає тільки частину своєї енергії, віддаючи її полю.

5.3. Електрон в поперечному електричному полі

Розглянемо тепер, що відбувається, коли електрон влітає з деякою початко-

вою швидкістю	під прямим кутом до напряму електричних силових	ліній
поля (Рис.13). Поле діє на електрон із сталою силою F, яка направлена		до

позитивного потенціалу. Під дією цієї сили електрон набуває швидкості V1, направленої зустрічно полю. Таким чином, електрон одночасно рухається по двох взаємно перпендикулярних напрямках: за інерцією із швидкістю V0 в напрямі перпендикулярному полю, і під дією сили поля рівноприскорено в напрямі, протилежному полю, зі швидкістю V1. Під впливом двох взаємно перпендикулярних швидкостей електрон рухатиметься по траєкторії, що є параболою. Після виходу з електричного поля електрон рухатиметься за інерцією прямолінійно.

6. Рух електронів в магнітному полі

Рухомий електрон створює елементарний електричний струм, а тому дію магнітного поля на електрон можна визначити виходячи із законів дії магнітного поля на провідник із струмом.

Електромагнітна сила, що діє на провідsin з струмом і довжиною дорівнює: FM = B i , (20)

де В- магнітна індукція, Тл.

Н.М. Щупляк. Основи електроніки і мікроелектроніки.
http://dmtc.org.ua/	20

α-кут між напрямом струму в провіднику напрямом і силових ліній магнітного поля.

Струм можна виразити через сумарний заряд Q, що проходить через відповідну точку кола за одиницю часу (1с):

де / t = V- швидкістьsin	i =		= , (21)		sin α
			sin
де n – число електронів, що проходить по колу протягом часу t. Тоді ви-
раз ( 10 ) запишемо так:
= B i	= B			= B e V		, (22)

електронів; n = 1 (одиничний електрон )

Силу FM, що діє на електрон в магнітному полі, називають силою Лоренца. Розглянемо рівняння (12):

1) Якщо швидкість електрона рівна нулеві, то сила F теж рівна нулеві, тобто на нерухомий електрон магнітне поле не діє.

2) Якщо вектор початкової швидкості електрона паралельний до вектора

магнітної індукції, тобто α = 0, то F = B e V	sin	= 0. В цьому випадку траєкторія
електрона прямолінійна.

Значить, на відміну від електричного поля магнітне поле впливає на електрон тільки в тому випадку, коли траєкторія електрона в магнітному полі пере-

тинає силові лінії цього поля, коли			≠ 0.
3) Якщо вектор початкової	швидкості електрона перпендикулярний до
		sin		⁄2
вектора магнітної індукції однорідного магнітного поля, тобто α =
= e V B sin			= e V B , (33)
(Рис.14.а), то сила, що діє на електрон,

а)	б)
Рис.14.	Траєкторія електрона в магнітному полі.

Напрям цієї сили визначається за правилом лівої руки. Згідно другого за-

кону Ньютона сила F = m надає електрону з масою m прискорення, що дорівнює а ⁄ ⁄

α = = ( ) VB

Н.М. Щупляк. Основи електроніки і мікроелектроніки.
http://dmtc.org.ua/	21

Сила F завжди перпендикулярна до напрямку миттєвої швидкості електрона V і напряму магнітних силових ліній поля. Так90 як сила і надане нею прискорення перпендикулярні до швидкості V ( β = ), то електрон під дією цього доцентрового прискорення буде рухатися по колу, що лежить в площині, перпендикулярній до силових ліній поля (рис.14.а) .

Так як сила F завжди перпендикулярна до напрямку його миттєвої швидкості, тому вона не виконує роботу по переміщенню електрона і не змінює його кінетичну енергію, внаслідок чого швидкість V постійна. Магнітне поле не змінює енергії рухомого в ній електрона, а міняє тільки траєкторію його руху.

Визначимо радіус r кругової траєкторії електрона. Для цього використовуємо вираз для доцентрової сили, відомий із механіки

	F =			,		(24)
і прирівнюємо його до значення			сили F			за формулою ( 13 )
			⁄		M
				= e V B
Тепер із цього рівняння можна		знайти радіус:
			⁄
	r =				,	25)
Радіус траєкторії електрона	пропорційний його швидкості і обернено про-
			⁄

порційний магнітній індукції. Так як магнітна індукція В не змінюється в часі, то період повного оберту електрона Т і кутова швидкість ώ :

	T =			=				(26)
	ώ =			=			B (27)
4) Електрон влітає в однорідне магнітне поле під кутом α <											(Рис.14,
										паралельну
б). Тоді швидкість електрона V можна розкласти на дві складові:⁄2
до силових ліній поля V1 і перпендикулярну до них V2:
	= V			;				= V	sin
Яким відповідають складові	сили:
		cos
	= B e V1 ;							= B e V2

Під дією паралельної складової сили електрон рухається рівномірно вздовж силових ліній. Перпендикулярна складова визиває рух електрона по круговій траєкторії. В результаті одночасної дії обох складових електрон рухається по гвинтовій траєкторії ( спіралі ) (рис.14,б) з радіусом

r	⁄	sin	⁄	, (28)
і постійним кроком спіралі=
∆ =	T = 2π	/eV		/B , (29)
Можливість зміни траєкторії руху		електронів за допомогою магнітного по-
			sin

ля використовується для фокусування і управління електронним потоком в електронно – променевих трубках.

Н.М. Щупляк. Основи електроніки і мікроелектроніки.
http://dmtc.org.ua/	22

Тема 1.2. ПРИСТРОЇ ВІДОБРАЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ НА ЕЛЕКТРОННОПРОМЕНЕВИХ ТРУБКАХ

План

1.Електронно-променеві трубки (ЕПТ) та їх класифікація.

2.ЕПТ з електростатичним керуванням.

3.ЕПТ з магнітним керуванням.

4.Поняття про кольорові ЕПТ. Умовно – графічне позначення ЕПТ.

1. Електронно-променеві трубки (ЕПТ) та їх класифікація

Електронно-променева трубка – це електровакуумний прилад, призначений для перетворення електричних сигналів у світлові, в якому використовується потік електронів, сконцентрований у формі променя.

Залежно від способу фокусування і відхилення електронного променя ЕПТ поділяють на три основні групи:

1)з електростатичним керуванням (електростатичні), в яких електронний промінь фокусується і відхиляється електричним полем;

2)з електромагнітним керуванням (електромагнітні),в яких електронний промінь фокусується і відхиляється магнітним полем;

3)з комбінованою системою фокусування і відхилення електронного променя;

За функціональним призначенням ЕПТ поділяються на такі основні групи:

1)осцилографічні трубки, призначені для спостереження і зняття осцилограм електричних сигналів. Вони використовуються в вимірювальній техніці.

2)індикаторні трубки, призначені для реєстрації електричних сигналів в радіолокаційних і радіонавігаційних пристроях.

3)кінескопи, призначені для перетворення електричного телевізійного сигналу в видиме зображення. Ці трубки також використовують в пристроях виводу інформації ПК.

4)електронно-оптичні перетворювачі (ЕОП), які використовують для перет-

ворення і підсилення оптичних зображень.

Особливу групу ЕПТ представляють передаючі телевізійні трубки,призначені для перетворення оптичного зображення в електричні телевізійні сигнали.

Електронно-променева трубка складається з герметичної колби з пристроєм для одержання електронного променя і екрана, на якому створюється зображення.

Залежно від кольору зображення на екрані розрізняють трубки із зеленим, оранжевим або темно-оранжевим світінням – для візуального спостереження, з синім світінням – для фотографування осцилограм, білим – для приймання чорнобілих телевізійних програм і кольорові кінескопи – для отримання кольорового зображення.

Н.М. Щупляк. Основи електроніки і мікроелектроніки.
http://dmtc.org.ua/	23