В вакуумном диоде анод разогревается за счет кинетической энергии ударяющихся об него электронов. Количество теплоты, которое выделится на аноде за 1 ч работы лампы, если скорость электронов в катодном пучке 106 м/с, а сила анодного тока 6,3 мА

Для того чтобы определить количество теплоты, выделяемое на аноде вакуумного диода за 1 час работы лампы, нужно рассчитать энергию, которую приносят электроны за это время. Пошагово разберём расчёт:

1. Кинетическая энергия электрона

Энергия, которую несёт один электрон, определяется по формуле кинетической энергии:

где:

• $m$ — масса электрона ($9,1 \times 10^{-31} \, \text{кг}$),
• $v$ — скорость электрона ($10^6 \, \text{м/с}$).

Подставляем значения:

2. Число электронов, проходящих за 1 секунду

Сила тока $I$ связана с количеством заряда $q$, проходящего через анод за 1 секунду:

где $t = 1 \, \text{с}$, $I = 6,3 \, \text{мА} = 6,3 \times 10^{-3} \, \text{А}$.

Заряд за 1 секунду:

Количество электронов, прошедших за 1 секунду, определяется делением полного заряда на заряд одного электрона ($e = 1,6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$):

3. Количество электронов за 1 час

В 1 часе 3600 секунд, поэтому:

4. Общая энергия, переданная аноду

Общая энергия определяется как произведение энергии одного электрона на общее количество электронов:

Подставляем значения:

5. Количество теплоты

Эта энергия полностью преобразуется в тепло на аноде за 1 час работы. Поэтому:

Ответ: за 1 час работы вакуумного диода на аноде выделится $6,47 \, \text{Дж}$ тепла.