2020-04-10
Чтобы часть энергии электрического тока превратилась в тепло, необходимо, чтобы ток встретил на своем пути сопротивление. Тепло в лампе между катодом и анодом не выделяется, потому что сопротивление равно нулю (движение электронов происходит без столкновения). Анодный ток, безусловно, течет через анод, который представляет собой определенное электрическое сопротивление. Анодный ток лампы 6ПЗС радиоприемника составляет около 0,05 A, a $R = 0,01 Ом$. Из формулы Джоуля - Ленца $Q = I^{2}Rt$ следует, что на аноде выделится приблизительно такое количество теплоты, которое нужно для нагревания $1 см^{3}$ воды на $1^{ \circ} С$. Очевидно, что при этих условиях анод совершенно не нагреется. В действительности, аноды нагреваются очень сильно, иногда докрасна. Почему?
Решение:
Формула Джоуля - Ленца не применима к нашему случаю, так как электроны летят в лампе от катода к аноду с огромной скоростью (тысячи километров в секунду). Достигнув анода, они продолжают движение в нем, но уже со скоростью, измеряемой миллиметрами в секунду.
На поверхности анода происходит резкое торможение электронов. Электроны ударяются о частицы материала анода и отдают им свою энергию движения, Кинетическая энергия превращается в тепловую. Итак, анод нагревается в результате резкого торможения электронов.