Сколько электронов эмитирует из катода за 1 час работы вакуумного диода при анодном токе насыщения, равном 20 мА?

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся два понятия: электрический заряд (измеряется в кулонах) и электрический ток (измеряется в амперах).

Электрический заряд - это количество электронов или других заряженных частиц, проходящих через некоторую точку или площадку за определенное время. Обычно обозначается буквой Q.

Электрический ток - это количество заряда, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени. Обозначается буквой I.

Известен анодный ток насыщения вакуумного диода, равный 20 мА. Теперь мы можем применить формулу, связывающую ток, заряд и время:

I = Q / t,

где I - анодный ток, Q - электрический заряд и t - время.

Мы хотим найти количество электронов, то есть электрический заряд Q в данном случае. Предположим, что каждый электрон имеет одинаковый заряд е, где e равно элементарному заряду, примерно 1,6 * 10^-19 кулона. Следовательно, мы можем записать электрический заряд Q как:

Q = n * e,

где n - количество электронов.

Теперь мы можем объединить эти две формулы:

I = (n * e) / t.

Мы знаем значение анодного тока I, равное 20 мА, и интересующее нас время t, равное 1 часу или 3600 секундам.

Заменим известные значения в формуле и решим ее:

20 * 10^-3 = (n * 1,6 * 10^-19) / 3600.

Домножим обе стороны уравнения на 3600:

20 * 10^-3 * 3600 = n * 1,6 * 10^-19.

После упрощения получим:

n = (20 * 10^-3 * 3600) / (1,6 * 10^-19).

n = (20 * 3600) / 1,6.

n = 72000 / 1,6.

n = 45000.

Таким образом, вакуумный диод эмитирует 45000 электронов за 1 час работы при анодном токе насыщения, равном 20 мА.