Где скрыто сопротивление электронной лампы. Часть I.
В каждом современном радиоприемнике или телевизоре работают электронные лампы. Каждая из них потребляет от источника питания анодный ток. Чем определяется величина этого тока?
Вопрос как будто нетрудный. Величина тока в цепи равна величине подведенного к ней напряжения, деленной на величину сопротивления цепи. Если к электронной лампе подвести, допустим, сто вольт, приложив плюс к аноду, а минус к катоду, то через лампу потечет ток, величина которого определится сопротивлением лампы.
Но тут-то нас и подстерегают неожиданные трудности. В самом деле, о каком сопротивлении лампы может идти речь. Пространство между катодом и анодом лампы пусто, из него выкачан воздух. Пустота является великолепным изолятором: сопротивление пустоты равно бесконечности.
Это возражение звучит веско, но мы найдем, что ответить на него. Действительно, омметр, присоединенный к аноду и катоду лампы с ненакаленным катодом, покажет бесконечность. Ток, приводящий в движение стрелку омметра, не может пройти через пустоту. Но это не значит, что пустота — изолятор. Изолятором мы называем такую среду, в которой электрические заряды не могут перемещаться, в вакууме же они как раз движутся, не встречая никакого сопротивления.
Наш опыт с омметром дал отрицательные результаты не потому, что электрические заряды не могли двигаться в пустоте, а потому что в этой пустоте не было зарядов, там нечему было двигаться. Сама же по себе пустота является не идеальным изолятором, а наоборот, идеальным проводником. Заряды, находящиеся в пустоте, движутся, не встречая никакого сопротивления. Надо только помочь зарядам проникнуть в пустоту с некоторой скоростью. Накаливая катод, мы это и делаем. Мы выталкиваем заряды — в данном случае электроны — из катода в пустоту, а дальше они несутся, не испытывая сопротивления.
Пожалуй, нам удалось опровергнуть версию об изоляционных свойствах пустоты и доказать, что она представляет собой сверхпроводник, не имеющий сопротивления, но … от этого не стало легче. Если пустота — изолятор, то ток через лампу не потечет; если же пустота не оказывает движению зарядов никакого сопротивления, то при присоединении к лампе батареи в цепи должен установиться ток, величина которого определится только электродвижущей силой батареи и ее внутренним сопротивлением. Другими словами, при присоединении к батарее лампы через нее должен течь ток, равный по величине току короткого замыкания батареи. Если наша батарея — аккумулятор, то в цепи может возникнуть ток в сотни и тысячи ампер.